Разделы сайта

Устойчивость работы транзисторных усилителей

Обеспечение устойчивого режима работы транзисторов является одной из основных задач при проектировании усилительных ступеней. Появление паразитных колебаний чрезвычайно опасно, так как они могут ухудшить качественные и энергетические показатели ступени или даже вызвать разрушение полупроводниковой структуры транзисторов.

Причиной неустойчивости работы транзисторного усилителя может быть;

1. внутренняя обратная связь за счет емкости коллектора Ск;

2. внешняя обратная связь, определяемая индуктивной и емкостной связями во внешних цепях усилителя;

. нелинейная зависимость емкости коллектора или эмиттера от напряжения на переходе;

. тепловая неустойчивость в полупроводниковой структуре транзистора;

. появление отрицательного сопротивления или проводимости из-за инерционных свойств, лавинного умножения тока коллектора или базы и т. д.

. Поведение транзисторного усилителя мощности на различных частотах можно отобразить с помощью диаграммы рис.2.12, где области возможного самопроизвольного возбуждения транзистора заштрихованы

Рис.2.12 Частотные диапазоны транзистора нормированы относительно характеристической частоты F = f/fгр

В области А возможность появления паразитных колебаний вызывается тепловой неустойчивостью работы транзистора. Механизм возникновения низкочастотных колебаний зависит от имеющейся обратной связи между температурой полупроводниковой структуры и коллекторным током. Температура полупроводниковой структуры, в свою очередь, зависит от коллекторного тока и рабочей частоты. Этот эффект проявляется редко, чаще в схемах ОБ. Область β соответствует устойчивому состоянию работы транзистора, так как тепловая инерционность велика и нет обратных связей из за большого сопротивления цепей обратной связи.

Работа усилителя в области С может сопровождаться возникновением паразитных колебаний. При этом коэффициент усиления транзистора по мощности еще достаточно велик (Кр >> 1), а сопротивления элементов в цепи обратной связи приобретают такие значения, при которых уже нельзя пренебречь влиянием внутренней и внешней обратной связи.

Области D соответствует устойчивый режим работы транзистора.

При работе в области L возможно возникновение паразитных колебаний на гармониках или чаще на субгармониках рабочей частоты из-за нелинейности емкости коллекторного перехода. Колебание на субгармонике это колебание с частотой, меньшей рабочей в кратное число раз.

Обычно fпар = 0,5 fpаб. На более высоких частотах (область Е) коэффициент усиления транзистора по мощности уменьшается до единицы. На частотах выше fmах транзистор ведет себя как пассивный четырехполюсник.

Существует несколько способов обнаружения паразитных колебаний в усилителе, общих для транзисторов и ламп: визуальный контроль по экрану осциллографа формы огибающей радиочастотных колебаний на выходе и сравнение ее с формой огибающей на входе; исследование спектра выходного сигнала; наблюдение скачков постоянной составляющей тока коллектора при плавном изменении возбуждающего напряжения or нуля до максимума.

Иногда для возникновения паразитной генерации достаточно на базу транзистора подать отпирающее напряжение ( Еб > Еб`).

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Конструирование устройства для измерения углового перемещения
Измерения играют важную роль в жизнедеятельности человека. Измерение угловых перемещений весьма распространены, применяются в машиностроении, геодезии, в военном деле, космонавтике, астрономии и т.п. Широкое применение обусловлено тем, что наиболее используемые методы измерений основаны на промежуточном преобразовании этих величин в ...