Из этих формул видно, что данная схема имеет лучшую термостабильность (S>T1 и S>T2 меньше единицы), чем схема с фиксированным током базы.
В схеме коллекторной термостабилизации ООС влияет и на другие характеристики каскада, что должно быть учтено. Механизм влияния данной ООС на характеристики каскада будет рассмотрен далее. Схемные решения, позволяющие устранить ООС на частотах сигнала, приведены на рисунках 2.19б,в.
В большинстве случаев, наилучшими свойствами среди простейших (базовых) схем термостабилизации обладает эмиттерная схема термостабилизациипоказанная на рисунке 2.20.
Рисунок 2.20. Каскад с эмиттерной термостабилизацией
Эффект термостабилизации в этой схеме достигается:
◆ фиксацией потенциала U>б выбором тока базового делителя I>д>>I>б>0, U>б≈const.
◆ введением по постоянному току ООС путем включения резистора R>э. На частотах сигнала эта ООС устраняется шунтированием резистора R>э емкостью C>э.
Напряжение U>бэ0 определяется как:
U>бэ0 = U>б – U>Rэ.
Механизм действия ООС можно изобразить следующей диаграммой:
T>⇑⇒I>⇑>к0⇒U>⇓>Rэ⇒U>⇓>бэ0⇒I>⇓>б0⇒I>⇓>к0,
↑←←←←петля ООС ←←←←↓
где символами ⇑ и ⇓ показано, соответственно, увеличение и уменьшение соответствующего параметра. Эскизный расчет эмиттерной схемы термостабилизации маломощного каскада можно проводить в следующей последовательности:
◆ Зададимся током делителя, образованного резисторами R>б>1 и R>б>2:
I>д = (3…10)I>б>0;
◆ выбираем U>Rэ = (0,1…0,2)E>к ≈ (1…5) В, и определяем номинал R>э:
◆ определяем потенциал U>б:
U>б = U>Rэ + U>бэ>0;
◆ рассчитываем номиналы резисторов базового делителя:
R>б>1 = U>б/I>д,
где E>к=U>к>0+U>Rэ+I>к>0R>к, Rк определяется при расчете сигнальных параметров каскада.
Коэффициенты термостабилизации для этой схемы:
S>T1 ≈ 1/(1 + S>0·R>э),
Здесь R>12 — параллельное соединение резисторов R>б>1 и R>б>1.
Для каскадов повышенной мощности следует учитывать требования экономичности при выборе I>д и U>Rэ.
Анализ полученных выражений показывает, что для улучшения термостабильности каскада следует увеличивать номинал R>э и уменьшать R>12.
Для целей термостабилизации каскада иногда используют термокомпенсацию. Принципиальная схема каскада с термокомпенсацией приведена на рисунке 2.21.
Рисунок 2.21. Каскад с термокомпенсацией
Здесь в цепь базы транзистора включен прямосмещенный диод D, температурный коэффициент стабилизации напряжения (ТКН) которого равен ТКН эмиттерного перехода БТ. При изменении температуры окружающей среды напряжение U>бэ>0 и напряжение на диоде Δφ>0 будет меняться одинаково, в результате чего ток покоя базы I>б>0 останется постоянным. Применение этого метода особенно эффективно в каскадах на кремниевых транзисторах, где основную нестабильность тока коллектора порождает ΔU>бТ (из-за относительной малости ΔI>кбо). Наилучшая реализация этого метода термокомпенсации достигается в ИМС, где оба перехода естественным образом локализуются в пределах одного кристалла и имеют совершенно одинаковые параметры. Возможно применение других термокомпенсирующих элементов и цепей, например, использующих сочетания БТ и ПТ. Большой класс цепей, питающих БТ, составляют схемы с двумя источниками питания