Elektronika trans

1. Узроци нестабилности и стабилизације радне тачке
Да се подсетимо! Када смо у предходним лекцијама говорили о топлотном пробоју код диода,
рекли смо да с порастом температуре PN споја електрони добијају додатну енергију и лакше
напуштају валентне везе, те постају слободни. Повећан број електрона значи да је струја која
протиче кроз полупроводник већа.
Знатна промена концентрације слободних носилаца услед промене температуре битно утиче на
електричне особине свих полупроводничких компоненти. Код биполарних транзистора овај ефект
испољава се нарочито у промени инверзне струје засићења 𝐼𝐶𝑂 промени струјног појачања β и
напона на споју база-емитор 𝑈𝐵𝐸.
Са становишта деформације излазних карактеристика наведена појава се манифестује у виду
„развлачења“ карактеристика (сл.1.) и померања радне тачке транзистора.
Слика 1.. – Деформација излазних карактеристика и померање радне tачке услед промене
tемпературе
Један од начина за ублажавање ефекта пораста колекторске струје при повишеној температури
састоји се у везивању отпорника између емитора и масе. Конфигурација овог кола показана је на
слици 2.
У колу приказаном на слици 2. између емитора транзистора и масе везан је отпорник 𝑅Е . Напон
на директно поларисаном споју база-емитор једнак је : 𝑈𝐵Е = 𝑈𝐵 - 𝑈𝐸 , (1) при чему је пад напона
на отпорнику 𝑅Е: 𝑈Е= 𝑅Е x 𝐼Е = 𝑅Е x (1+ β)x 𝐼𝐶(2)
Видимо да тај напон директно зависи од струје колектора. Уколико из неког разлога струја
колектора 𝐼𝐶 порасте порашће и 𝑈𝐸 .

2. Слика 2. – Стабилизација радне тачке емиторским отпорником
Уз формуле (1) можемо да видимо да ће, уколико 𝑈𝐸 порасте, 𝑈𝐵Е да се смањи(у колу базе су
све величине константе, па је и 𝑈𝐵 = const). Смањење директне поларизације споја база-емитор
узрокује смањење струје базе 𝐼𝐵 штo даље узрокује смањење струје колектора 𝐼𝐶 = β x 𝐼𝐵 .
Такав начин регулације струје назива се негативна повратна спрега (коло само смањује величину
која се повећала коришћењем сопствених елемената), а о чему ће у наредним лекцијама бити
више речи.
Један од проблема који се јавља при таквој стабилизацији је то што на отпорнику 𝑅𝐵 универзна
струја засићења ствара пад напона који је таквог смера да узрокује повећање 𝑈𝐵Е што умањује
позитивно стабилизационо дејство које уноси пад напона на отпорнику 𝑅Е . Евидентно је да ће
степен стабилизације бити израженији уколико је однос
𝑅𝐵
𝑅Е
мањи. Други и много важнији
проблем је тај што се појачање кола са стабилизацијоним отпорником смањује уколико желимо
да задржимо исту радну тачку Q( 𝐼𝐶𝐸𝑄 𝐼𝐶𝑄 ). Наиме, једносмерна вредност колекторске струје у
радној тачки 𝐼𝐶𝑄 одређена је за дате вредности напона 𝑈𝐶𝐸𝑄 𝐸𝐶𝐶 и отпорника 𝑅𝐶 у колу
приказаном на слици 1. (без 𝑅𝐸 ) : 𝐼𝐶𝑄 =
𝐸𝐶𝐶 −𝑈𝐶𝐸𝑄
𝑅𝐶
. У колу приказаном на слици 2. она је
одређена збиром вредности отпорника 𝑅𝐶 и 𝑅Е : 𝐼𝐶𝑄1=
𝐸𝐶𝐶 −𝑈𝐶𝐸𝑄1
𝑅𝐶+(1+β)𝑅Е
.
Да би струја 𝐼𝐶 задржала исту вредност: 𝐼𝐶𝑄 = 𝐼𝐶𝑄1 , потребно је вредности колекторског
отпорника у колу приказаном на слици 2. смањити за вредност убаченог отпорника (1+ β) 𝑅Е .
Пошто је појачање појачавача са заједничким емитором директно пропорционално вредности
отпорника 𝑅𝐶 ( о чему ћемо касније детаљно говорити), смањењем 𝑅𝐶 оно ће се смањити.
Штавише, за бољу температурну компензацију потребно је веће 𝑅Е , а то аутоматски повлачи
мању вредност колекторског отпорника 𝑅𝐶.