τ>н2 = C>р2(R>к + R>н).
Выражения для относительного коэффициента передачи и коэффициента частотных искажений в области НЧ таковы:
φ>н = –arctg ωτ>н,
M>н = 1/Y>вн
и в комментариях не нуждаются. По этим выражениям оценивается влияние конкретной цепи на АЧХ и ФЧХ каскада в области НЧ.
Связь между коэффициентом частотных искажений и нижней граничной частотой выражается формулой
Аналогичным образом учитывается влияние других разделительных и блокировочных цепей, только для блокировочной эмиттерной цепи постоянная времени приблизительно оценивается величиной τ>нэ≈C>э/S>0 т.к. сопротивление БТ со стороны эмиттера приблизительно равно 1/S>0 (см. подраздел 2.4.1), а влиянием R>э в большинстве случаев можно пренебречь, т.к. обычно 1/S>0<<R>э.
Результирующую АЧХ и ФЧХ каскада в области НЧ можно построить, используя уже упоминавшийся принцип суперпозиции.
В n-каскадном усилителе с одинаковыми каскадами наблюдается эффект сужения полосы рабочих частот, который в области НЧ можно скомпенсировать уменьшением нижней граничной частоты каскадов до
2.6. Термостабилизация режима каскада на биполярном транзисторе
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 — I>к>0.
Существуют три основных фактора, влияющих на изменении I>к>0 под действием температуры: при увеличении температуры, во-первых, увеличивается напряжение U>бэ>0, во-вторых, обратный ток коллекторного перехода I>кбо, и, в третьих, возрастает коэффициент H>21э.
Рисунок 2.16. Тепловая модель БТ
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 (рисунок 2.16).
Рассмотрим влияние этих факторов на приращение тока коллектора ΔI>к>0. Начнем с влияния изменения U>бэ>0, вызванного тепловым смещением проходных характеристик I>к=f(U>бэ), обозначив при этом приращение тока коллектора как ΔI>к>01:
ΔI>к>01 = S>0·ΔU>бТ ,
где ΔU>бТ — приращение напряжения U>бэ>0, равное:
ΔU>бТ = |ε>T|·ΔТ,
где ε>T — температурный коэффициент напряжения (ТКН),
ε>T ≈ –3мВ/град., ΔТ — разность между температурой коллекторного перехода перехода T>пер и справочным значением этой температуры T>спр (обычно 25°C):
ΔТ = T>пер – T>спр,
T>пер = T>сред + P>кR>T,
где P>к и R>T соответственно, мощность, рассеиваемая на коллекторном переходе в статическом режиме, и тепловое сопротивление “переход-среда”:
P>к = I>к>0·U>к>0,
Ориентировочное значение теплового сопротивления зависит от конструкции корпуса транзистора и обычно для транзисторов малой и средней мощности лежит в следующих пределах:
R>T = (0,1…0,5) град./мВт.
Меньшее тепловое сопротивление имеют керамические и металлические корпуса, большее — пластмассовые.
Отметим, что ΔI>к>01 берется положительным, хотя ε>T имеет знак минус, это поясняется на рисунке 2.17.