Особенности реализации цепей смещения в реальных радиоэлектронных устройствах

Выше мы дали довольно подробное систематизированное описание основных способов задания исходной рабочей точки в каскадах на биполярных транзисторах. Во всех знакомых автору учебниках по схемотехнике изложение этого вопроса на данном этапе уже заканчивается. Однако читатель, внимательно изучивший все, что было описано нами выше, взглянув на схему реального электронного устройства (телевизора, радиоприемника, звукового усилителя и т.п.), вряд ли сможет с ходу распознать, каким же образом задаются рабочие точки элементов в этой схеме. Причина здесь не в том, что на практике применяются какие-то невиданные решения, имеющие весьма слабое отношение к изученной нами теории, а в том, что хорошо известные описанные в настоящей книге цепи при практической реализации радиоэлектронных устройств могут быть несколько видоизменены, сокращены или дополнены вспомогательными компонентами. Существует как минимум три причины для таких изменений:

• включение в схему элементов, корректирующих ее характеристики для переменного сигнала;

• совмещение цепей смещения нескольких однотипных каскадов с сокращением ряда повторяющихся элементов;

• использование в цепях смещения решений, хотя и опирающихся на описанные физические принципы, но более сложных в схемотехническом плане, также обеспечивающих повышенную точность и стабильность рабочей точки.

М ы уже показывали несколько примеров, явно относящихся к первому пункту данного перечня (рис. 3.13, 3.20,я, 3.21, 3.24). Однако возможный спектр подобных схем гораздо шире. В общем случае можно сказать, что цепи коррекции характеристик по переменному току могут быть сколь угодно сложны и переплетаться с цепями смещения

любым доступным воображению образом. Более того, элементы задания смещения по постоянному току могут одновременно использоваться и как вспомогательные элементы в цепях коррекции по переменному току. Причем все это имеет место при любом способе включения транзистора (ОЭ, ОБ, ОК), Некоторые примеры приведены на рис. 3.33...3.38.

Стоит заметить, что для понимания того, чем цепи коррекции по переменному току во всех представленных схемах отличаются от цепей задания исходной рабочей точки по постоянному току, не требуется обладать какими-либо "тайными" знаниями — достаточно просто понимать элементарные физические законы. Так что на практике при анализе подобных схем затруднений возникать не должно. Несколько сложнее разобраться, как работают цепи смещения, модернизированные согласно следующим двум пунктам приведенного выше перечня.

На рис. 3.37, 3.38 показано, как при последовательном включении двух однотипных усилительных каскадов могут быть совмещены коллекторные или эмиттерные резисторы цепей смещения.

Может показаться, что такое совмещение — явление совершенно естественное и легко просчитывается только лишь исходя из закона Кирхгофа. Однако все здесь не так просто. Дело в том, что в модифицированных схемах возникают дополнительные контуры обратной связи по току (эмиттерный резистор) или напряжению (коллекторный резистор), действующие между двумя (или более) связанными каскадами. Полный анализ подобных схем достаточно трудоемок и в данной книге не рассматривается.

Выше мы довольно много места уделили описанию физических принципов работы разнообразных цепей смещения (стабилизация тока базы, стабилизация напряжения база—эмиттер и т.п.). При построении же конкретных схем использовались только самые простые способы реализации необходимых электрических эффектов (получение стабильного тока или напряжения). Ясно, что на практике могут применяться и более сложные (обладающие лучшими характеристиками) решения. Возможное многообразие подобных решений очень велико. Однако имеет смысл особенно выделить ряд наиболее распространенных схем, основанных на т.н источниках тока и источниках напряжения. Именно цепи смещения с источниками и стабилизаторами тока и напряжения обычно применяются в высококачественной промышленной аппаратуре.