Характеристики електронних пристроїв багато в чому визначаються режимом роботи транзистора. Однак режим роботи транзистора залежить від багатьох чинників і в першу чергу від коефіцієнта посилення самого транзистора. Коефіцієнт посилення транзистора по току h21е змінюється в залежності від температури, розкиду параметрів самих транзисторів, напруги харчування, радіації.
Для стабілізації режиму роботи транзистора застосовується негативний зворотний зв'язок по постійному струму і найкращими характеристиками володіє схема емітерний стабілізації. У схемах підсилювачів радіочастоти і підсилювачів проміжної частоти емітерна стабілізація застосовується так само часто, як і в схемах підсилювачів низької частоти. Схема емітерний стабілізації в каскаді з загальним емітером наведена на малюнку 1.
Малюнок 1. Схема емітерний стабілізації в каскаді з загальним емітером
Зверніть увагу, що схема приведена для смугового підсилювача, такого як підсилювач проміжної частоти або підсилювач радіочастоти. Схема емітерний стабілізації в каскаді з загальним колектором наведена на малюнку 2.
Малюнок 2. Схема емітерний стабілізації в каскаді з загальним колектором
Подібним же чином виглядає і схема емітерний стабілізації в каскаді з загальною базою. Схема емітерний стабілізації в каскаді з загальною базою наведена на малюнку 3.
Малюнок 3. Схема емітерний стабілізації в каскаді з загальною базою
Як видно з малюнків 1. 3 схема емітерний стабілізації в каскадах з різним включенням транзистора не змінюється. Змінюються тільки точки подачі вхідного сигналу і підключення навантаження. Тому роботу схеми емітерний стабілізації можна розглянути без урахування схеми включення транзистора по змінному струмі. Узагальнена схема емітерний стабілізації (схема включення по постійному струму) приведена на малюнку 4.
Малюнок 4. Узагальнена схема емітерний стабілізації
Розглянемо як працює ця схема. У схемі емітерний стабілізації струм через резистори R1 і R2 задається в кілька разів більше струму бази транзистора. В результаті напруга на базі транзистора не залежить від його струму бази. Нехай за рахунок збільшення температури або напруги харчування збільшиться колекторний струм транзистора. Тоді за законом Ома збільшиться падіння напруги на резисторі R3. Напруга на емітер транзистора збільшилася. Але напруга на базі транзистора дорівнює сумі напруги на емітер і напруги база-емітер транзистора:
А значить напруга база-емітер транзистора одно:
Якщо напруга на емітер збільшується, то напруга Uбе зменшується, а це призводить до зменшення базового струму. Але струм колектора пов'язаний зі струмом бази відомим співвідношенням:
Отже струм колектора теж зменшується до початкового значення! Точно такий же результат ми отримаємо, якщо за рахунок температури або інших дестабілізуючих факторів струм колектора спробує зменшитися.
Тепер розглянемо як можна розрахувати значення елементів схеми емітерний стабілізації. Напруга на емітер транзистора зазвичай вибирають рівним половині харчування схеми. Для кремнієвих транзисторів напруга база-емітер одно 0,7 В. Напруга на базі транзистора по закону Кіргофа дорівнює сумі напруги на емітер і напруги база-емітер транзистора. Тому напруга на базі транзистора має дорівнювати:
Розраховане напруга на базі транзистора може бути отримано за допомогою опорів R1 і R2. Для того, щоб транзистор не впливав на цю напругу струм через ці резистори вибирається в десять разів більше струму бази транзистора. Струм бази можна визначити, задавшись робочим струмом колектора транзистора. Зазвичай задаються значенням струму 5 мА. (Якщо потрібна робота в режимі мікроспоживання, то можна вибрати менший струм, наприклад, в районі 100 мкА, але при цьому різко впаде коефіцієнт посилення транзистора по току.) Тоді струм бази буде дорівнює:
І тоді струм дільника через резистори R1 і R2 визначається наступним чином:
Знаючи струм і напруга на базі транзистора, за законом Ома можна визначити опір R2:
Точно так же знаючи струм і напруга живлення схеми, за законом Ома можна визначити сумарний опір R1 + R2.
R 1 = (R 1 + R 2) - R 2 = 1,32 кОм - 960 Ом = 360 Ом