Термостабилизация режима усилительного каскада на БТ
УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Лекция 5
Параметры БТ в значительной мере подвержены влиянию внешних факторов (температуры, радиации и др.). В то же время, одним из основных параметров усилительного каскада является его стабильность. Прежде всего, важно, чтобы в усилителе обеспечивался стабильный режим покоя.
Проанализируем вопрос влияния температуры на стабильность режима покоя БТ, конкретно – .
Существуют три основных фактора, влияющих на изменении под действием температуры: при увеличении температуры, во-первых, увеличивается напряжение
, во-вторых, обратный ток коллекторного перехода
, и, в третьих, возрастает коэффициент
.
![]() |
Для анализа реальный транзистор можно представить в виде идеального, у которого параметры не зависят от температуры, а температурную зависимость смоделировать включением внешних источников напряжения и тока (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Тепловая модель БТ
Рассмотрим влияние этих факторов на приращение тока коллектора . Начнем с влияния изменения
, вызванного тепловым смещением проходных характеристик
, обозначив приращение тока коллектора как
:
,
где – приращение напряжения
, равное:
|e
|
,
где e– температурный коэффициент напряжения (ТКН), e
–3мВ/град.,
Т – разность между температурой коллекторного перехода перехода
и справочным значением этой температуры
(обычно 25
C):
,
,
где и
соответственно, мощность, рассеиваемая на коллекторном переходе в статическом режиме, и тепловое сопротивление “переход-среда”:
,
.
Ориентировочное значение теплового сопротивления зависит от конструкции корпуса транзистора и обычно для транзисторов малой и средней мощности лежит в следующих пределах:
.
Меньшее тепловое сопротивление имеют керамические и металлические корпуса, большее – пластмассовые.
![]() |
Отметим, что


Рис. 5.2. Тепловое смещение проходных характеристик БТ
Определяем приращение тока коллектора , вызванного изменением обратного (неуправляемого) тока коллектора
:
,
где приращение обратного тока равно:
,
где a – коэффициент показателя, для кремниевых транзисторов a=0,13.
Следует заметить, что значение, приводимое в справочной литературе, особенно для транзисторов средней и большой мощности, представляет собой сумму тепловой составляющей и поверхностного тока утечки, последний может быть на два порядка больше тепловой составляющей, и он практически не зависит от температуры. Следовательно, при определении
следует пользоваться приводимыми в справочниках температурными зависимостями
, либо уменьшать справочное значение
примерно на два порядка (обычно
для кремниевых транзисторов составляет порядка
, и порядка
для германиевых, n=(1...9).
Приращение коллекторного тока, вызванного изменением , определяется соотношением:
,
где ,
отн. ед./град.
Полагая, что все факторы действуют независимо друг от друга, запишем:
.