Альтернативные способы поддержания температурной стабильности кремниевых схем BJT, кроме резисторов обратной связи

Переход базового эмиттера (диода) смещен в прямом направлении, как и два добавленных вами диода, и, таким образом, вы получаете 3 множества изменений напряжения перехода (для заданного тока) в зависимости от температуры. Ответ - нет, боюсь, что нет. Вот как типичный диод изменяет свое напряжение при заданном токе в зависимости от температуры И то же самое верно для перехода база-эмиттер:

Три разных рабочих тока дают удивительно похожие наклоны, которые говорят вам, что прямое падение напряжения на диоде значительно уменьшается на 2 мВ при повышении температуры на один градус Цельсия. Резисторы, конечно, этого не делают, и вы также должны учитывать, что диод имеет очень низкое динамическое сопротивление после смещения в какой-то произвольной рабочей точке на несколько сотен микроампер вверх. Это динамическое сопротивление ниже, чем у типичного эмиттерного резистора:

Посмотрите на правую часть диаграммы — я нарисовал две горизонтальные линии на 10 мА и 15 мА с соответствующими падениями прямого напряжения. Разница (дельты) позволяет вам рассчитать динамическое сопротивление = 0,1 вольта / 5 мА = 20 Ом, т.е., вероятно, меньше, чем эмиттерный резистор, который вы могли бы выбрать, НО, оно изменяется с током, поэтому вы получаете большее усиление, чем рассчитывали (усиление сложнее определить ) и высокой нелинейностью сигнала (искажениями).

Установка рабочей точки коллектора примерно на половину напряжения питания полезна, чтобы иметь возможность получить максимальный размах сигнала (с точки зрения Vp-p) на коллекторе, т. е. одна сторона выходного сигнала не обрезается намного раньше, чем другой. Здесь есть свои тонкости, но это основное правило максимизации амплитуды выходного сигнала, и нет, это также не влияет на температурную стабильность.

Либо используйте отрицательную обратную связь (с осторожностью), либо используйте эмиттерный резистор, чтобы уменьшить усиление усилителя с общим эмиттером.

У вас есть ряд заблуждений. Ваше базовое понимание того, как эмиттерный резистор обеспечивает отрицательную обратную связь и, следовательно, стабильность, верно, но некоторые из так называемых «правил», которые вы цитируете, являются просто глупыми убеждениями.

Я даже не могу предположить, какой архаичный религиозный ритуал вывел значение 1,4 В для нахождения на эмиттерном резисторе. Это просто чепуха.

Переход база-эмиттер выглядит как диод для схемы, управляющей им. Как и в случае с обычными диодами, небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока. Или, наоборот, напряжение на диоде мало меняется при большом изменении тока. Следовательно, даже небольшое изменение напряжения на эмиттере может иметь большое значение для токов базы и, следовательно, коллектора транзистора, когда базовое напряжение поддерживается фиксированным. Значение эмиттерного резистора в этом случае представляет собой компромисс между генерированием достаточного напряжения для обеспечения значимой обратной связи и небольшим падением напряжения, чтобы не мешать предполагаемой работе схемы и не рассеивать значительную мощность.

Например, конечный выходной каскад аудиоусилителя, который управляет 8-омным динамиком, может использовать эмиттерные резисторы только на 1 Ом или даже на 100 мОм. При токе 1 А даже эмиттерный резистор сопротивлением 100 мОм вызовет смещение на 100 мВ в базовом приводе. 100 мВ на переходе BE могут иметь большое значение в токе базы и коллектора.

Диоды, которые вы показываете последовательно с эмиттером, на самом деле ухудшают ситуацию. Помните, что напряжение на диоде мало зависит от тока через него. Это противоположно тому, что вы хотите. Поскольку ток через резистор становится слишком большим, вы хотите, чтобы все, что последовательно с эмиттером, падало больше напряжения, тем самым уменьшая напряжение BE.

Другая проблема с диодами заключается в том, что напряжение на них при одном и том же токе падает с температурой. Это также отстает от того, что вы хотите. По мере того, как ток становится выше, диоды будут рассеивать больше энергии и в ответ уменьшать свое напряжение. Это вызывает больший ток, что делает их более горячими, что приводит к еще большему току и т. д. Это называется тепловым разгоном , и это проблема, которую вы должны учитывать при проектировании схем BJT, которые работают со значительной мощностью. Обратите внимание, что переход BE имеет такие же температурные характеристики, поэтому BJT может иметь тепловой разгон сам по себе, даже без дополнительных диодов, включенных последовательно с эмиттером.

Может быть полезно использовать диоды в части схемы управления базой, чтобы компенсировать напряжение BE транзистора. Это, вместе с правильно выбранным эмиттерным резистором, может быть полезным способом смещения биполярного транзистора.