Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Что же касается собственного поведения коллекторного перехода, то оно всегда одинаково — с увеличением напряжения на коллекторе U_к коллекторный ток I_к сначала быстро нарастает, а потом почти не меняется: почти все заряды, которые база впрыснула в коллекторный переход, уже включились в коллекторный ток, и дальше он расти просто не может. Нет материала, нет резерва в армии движущихся зарядов. Теперь существует только один способ увеличить ток I_к: нужно увеличить базовый ток I_б (напоминаем: фактически увеличение I_б—это не причина, это тоже следствие; увеличение I_б говорит о том, что возросло U_б, стал больше I_э, а значит, I_б также возрос) и тем самым перейти на следующую ступень в семействе коллекторных характеристик.

Т-146. Во избежание искажений нужно создать в базовой цепи некоторый начальный ток — ток смещения. Пристыковав к одной из входных вольт — амперных характеристик транзистора (Р-85;2) график переменного напряжения, которое нужно усилить, график слабого усиливаемого сигнала, можно получить график его мощной копии, график изменения коллекторного тока. Первая же попытка выполнить такую операцию сталкивает нас с чрезвычайно неприятным явлением, которого, между прочим, следовало ожидать: под действием переменного напряжения во входной цепи транзистора идет не переменный, а пульсирующий ток (Р-86;1). Так же как шел пульсирующий ток в цепи полупроводникового диода (Р-81). И поэтому в процессе усиления мы до неузнаваемости исказим слабый сигнал, что, мягко говоря, весьма нежелательно.

Без подробного анализа обстановки сразу же предложим верный способ борьбы с такими искажениями сигнала; к входной цепи транзистора вместе с усиливаемым сигналом нужно подвести еще некоторое постоянное напряжение, создать некоторый ток смещения. И подобрать этот ток смещения нужно с таким расчетом, чтобы сигнал на входе транзистора, с одной стороны, не переходил опасную границу допустимого прямого тока, а с другой стороны, не попадал в область запирающих напряжений, в область «плюса» на базе (Р-86;2). Устанавливая начальное смещение, очень часто приходится поглядывать и на допустимый коллекторный ток, приведенный в С-15, его тоже нельзя превышать.

Т-147. Смещение на базу легко подать от коллекторной батареи. Существуют разные способы введения в базовую цепь постоянного тока смещения I_см. Можно для этого использовать отдельную батарею (Р-86;3), а можно подать на базу необходимое постоянное напряжение от коллекторной батареи.

Р-86

Чтобы открыть эмиттерный переход, на эмиттере относительно базы в р-n-р транзисторах должен быть «плюс» (чтобы появился постоянный ток I_см между базой и эмиттером, должно появиться постоянное напряжение U_см), а значит, на базе относительно эмиттера «минус». Но коллекторная батарея тоже дает «минус» относительно эмиттера — этот «минус» как раз и подается на коллектор. Коллекторное напряжение, если можно так сказать, имеет удачную полярность, чтобы по совместительству использовать его для подачи отрицательного смещения на базу.

Делается это чаще всего с помощью делителя (Р-86;4), который в нужное число раз уменьшает напряжение — на коллектор подается несколько вольт, а смещение на базе обычно составляет доли вольта. Более простой способ подачи смещения — «минус» попадает на базу через гасящий резистор R_б (Р-86;5). Ток базы, проходя по этому резистору, создает на нем значительное падение напряжения, и на базе остается малая часть коллекторного напряжения. Чем меньше сопротивление гасящего резистора R_б, тем меньшая часть коллекторного напряжения теряется на нем, тем больше отпирающий «минус» будет на базе. Об этом можно сказать и иначе: сопротивление эмиттерного перехода мало (транзистор открыт), а последовательно с ним включено R_б со сравнительно большим сопротивлением. И поэтому именно R_б определяет ток в цепи (Р-20, Р-105) — чем меньше R тем больше этот ток, который для транзистора служит начальным током смещения.

Точно подобрав величину начального смещения, можно установить такой режим транзистора, при котором по крайней мере не будут «отрезаться» куски сигнала и не будет связанных с этим огромных нелинейных искажений. Однако же неизбежной платой за неискаженный сигнал станет некоторый напрасный расход энергии батареи: в частности, начальный ток смещения I_см, а вместе с ним постоянный ток в коллекторной цепи — ток покоя I_пок— будут потреблять энергию даже в том случае, когда сигнала нет (молчание перед микрофоном; Р-87).

Р-87