Stabilizace pracovního bodu zesilovače
- Natavení pracovního bodu zesilovače se nejčastěji stabilizuje pomocí záporné zpětné vazby. Má-li tato vazba selektivně působit pouze na pomalé tepelné změny a neovlivňovat zesilovaný signál, je možné oddělit ji kondenzátorem. I když lze použít každé zapojení zpětné vazby, dává se přednost sériové proudové nebo sériové napěťové zpětné vazbě, protože zároveň zvětšují vstupní odpor zesilovače.
- U sériové zpětné vazby se velikost zpětnovazebního odporu v editoru RE většinou volí přibližně jako jedna desetina zatěžovacího kolektorového odporu RC.
- Při nárůstu teploty se zvětšuje vodivost polovodiče, a proto musí vzrůst i proud do báze tranzistoru IB. Zároveň se zvětší i výstupní kolektorový proud IC a napětí na zpětnovazebním emitorovém odporu : UR=IC.RE. Vstupní napětí je rovno součtu napětí na přechodu báze-emitor a zpětnovazebního napětí: UVST=UBE+UR. Protože vstupní napětí se nezměnilo, musí se zmenšit vstupní UBE, a tranzistor se proto přivře ( zmenší se IB).
- Paralelní napěťovou zpětnou vazbu lze vysvětlit obdobně. Teplotní nárůst proudu způsobí zvětšení napětí na zatěžovacím odporu tranzistoru , a výstupní napětí UCE se proto zmenší. Protože od tohoto napětí je odvozeno nastavení pracovního bodu , zmenší se proud do báze tranzistoru a výstupní proud opět poklesne.
- U sériové zpětné vazby je naznačeno rozdělení zpětné vazby na rychlou a pomalou část. Teplotní změny a změny stárnutím součástek jsou mnohem pomalejší než zpracovávaný signál. Ten je přes kondenzátor zkratován a zpětná vazba se pro něj neuplatní. V posledním případě je zapojena slabší zpětná vazba pro zesilovaný signál a silnější zpětná vazba pro pomalé změny. Místo pevných odporů je možné zapojit i potenciometr a řídit tak jednoduše zesílení zesilovače.
Stabilizace nelineárním prvkem s podobnou závislostí
- Jako nelineární teplotně závislý prvek je možné použít termistor. Protože jsou k dispozici PTC i NTC, je možné termistor zapojit buď místo horního, nebo spodního odporu děliče do báze.
- Výhodnější je ale použití polovodičové diody, se kterou lze dosáhnout lepší shody tepelné charakteristiky.
- U integrovaných obvodů se používá k teplotní kompenzaci tranzistor zapojený jako dioda. Protože se jedná o téměř shodný tranzistor umístěný na stejné čipu, má stejnou teplotní charakteristiku i teplotu. Při vzrůstu teploty se zmenší prahové napětí diody, a tedy i napětí nastavující pracovní bod. Otevřená dioda má velmi malý odpor a zkratovala by vstup zesilovače. Poroto je nutné oddělit tuto diodu od vstupu velkým odporem.
Rozdílový zesilovač
- Je v principu nejdokonalejší. Zde se nejedná o dodatečnou teplotní stabilizaci , ale o zapojení, jehož vlastnosti jsou na teplotě nezávislé. Protože správná funkce je zaručena za předpokladu shodných tranzistorů a jejich shodné teploty, používá se toto řešení především v integrovaných obvodech jako vstupní díl operačních zesilovačů.
- Z názvu rozdílový zesilovač vyplývá, že zesilovač zesiluje rozdíl vstupních napětí. Protože teplotní změny působí v ideálním případě na oba tranzistory shodně, je jejich rozdíl nulový a na výstupu se neplatní.
Řešení nastavení teplotního činitele tranzistoru:
