Mikroelektronické <strong>praktikum</strong> 113V tomto případě je úbyteknapětí na rezistoru velký, protožeR F je rovněž velký. Tentokrát tonevadí, naopak vyhovuje našemuzáměru. Voltmetr v označenémmístě na kondenzátoru C Fnaměřil napětí 5,24 V. Přirozeně,na filtračním rezistoru sespolehlivě zachytí také střídavénapětí, které má snahu pronikatz výstupu tranzistoru T 2 na vstuptranzistoru T 1 . K zemi jej svedekondenzátor C F . Ve skutečnémObr. 6.42: Napájecí napětí pro tranzistor T 1 je nízkévlivem úbytku napětí na velkém filtračním rezistoru R Fzapojení je to elektrolytický kondenzátor 20 µF/15 V. Může se však stát, že tento kondenzátorzpůsobí chybu ve výpočtu na Obr. 6.42. Tam jsme podle Ohmova zákona počítali proud znaměřeného úbytku napětí na rezistoru R F , jehož odporu je znám. Výpočet je správný jen vtom případě, že elektrolytický kondenzátor je v pořádku. Rozumí se tím, že jeho svodovýodpor je velký, takže jím k zemi prochází jen zcela zanedbatelný proud. V opačném případěby totiž rezistorem R F procházel nejen kolektorový proud I C1 , nýbrž i zvětšený svodový proudkondenzátoru I CF (Obr. 6.43a). Ten se totiž stárnutím kondenzátoru zvětšuje. Vypočtenáhodnota proudu I C1 by byla proto nesprávná, to je větší než ve skutečnosti.Pro případnézapojení s většímnapájecím napětím jevhodnější nespoléhat nakvalitu kondenzátoru.Vyplatí se úmyslnězvětšit příčný proud do témíry, že pozdější kolísánísvodového proudukondenzátoru se Obr. 6.43: Filtrační článek RC: a) filtračním rezistorem R F můženeuplatní. Podle Obr. procházet také svodový příčný proud filtračního kondenzátoru C F ,6.43b připojíme rezistor který je nekontrolovatelný, b) záměrné zvětšení příčného prouduR CF proti zemi. Jeho procházejícího rezistorem R CF , připojeným paralelně kepříčný proud je kondenzátoru C Fmnohonásobně větší nežpravděpodobný svodový proud elektrolytického kondenzátoru.Jaký praktický důsledek by měl zvětšený svodový proud kondenzátoru C F , případnějeho kolísající hodnota? Způsobil by změnu napájecího napětí pro T 1 a tím změnu(nekontrolovatelnou) pracovního bodu tranzistoru.Kondenzátor C F je ve schématu zakreslen jinak než jsme zvyklí. Je to proto, aby schémazůstalo přehledné. Ze stejného důvodu se podobným způsobem zakreslují i jiné součástky,které mají být uzemněny. Překvapení možná způsobily i přesné hodnoty, naměřené na vzorkuzesilovače. Je nutná taková přesnost? Samozřejmě, že ne. Úplně stačí údaje na dvě platnéčíslice za předpokladu, že odpovídají skutečnosti. Tím se rozumí, že měření probíhalo zatakových podmínek, že nebyly příliš zatíženy měřené obvody zesilovače, tj. je použitelektronický voltmetr (vnitřní odpor nejméně 50 kΩ/1 V). To je důležité při měření napětí nabázi T 1 , kde je velký vstupní odpor a také při měření na kolektoru T 1 .
114 FEKT Vysokého učení technického v Brně6.3.4.1 Stabilizace pracovního bodu dvoustupňového zesilovačeNyní objasníme, jak jsou nastaveny a stabilizovány pracovní body tranzistorů T 1 a T 2 upřímo vázaného zesilovače. Z Obr. 6.41 je zřejmé, že napětí báze U B1 prvního tranzistoru jeodvozeno od napětí emitoru U E2 druhého tranzistoru. Průchodem kolektorového proudutranzistoru T 2 vzniká napětí na rezistoru R E2 v emitoru T 2 , překlenutého (tj. zprůchodněnéhopro střídavé proudy, anglicky bypass, běžně se užívá i méně přesného výrazu blokovaného)kapacitorem C E2 . Zpětnovazebním rezistorem R zp1 se napětí z emitoru T 2 přivádí zpět navstup, to je na bázi T 1 . Toto napětí vyhovuje svou nízkou hodnotou pro nastavení pracovníhobodu T 1 . První tranzistor má takto nastaven pracovní bod, takže jím prochází kolektorovýproud I C1 . Jak již víme, je velmi malý. Přesto však na velkém odporu R C1 v kolektoru T 1vytvoří poměrně velký úbytek napětí, takže napětí U C1 na kolektoru T 1 je nezvykle nízké(Obr. 6.41). Toto nízké napětí, jen o málo větší než 1 V, vyhovuje pro nastavení pracovníhobodu na bázi T 2 . Samozřejmě je řeč o hodnotách stejnosměrného proudu, tedy bez buzení nabázi.Vyšetřeme nyní, jak je to se stabilizací pracovníhobodu? Jestliže se z jakýchkoliv důvodů proud procházejícítranzistorem T 2 zvětší, pak se zvýší i napětí, na rezistoruR E2 v emitoru T 2 . Zvýšené napětí U E2 na emitoru T 2 sezpětnovazebním rezistorem R zp1 dostane zpět na bázi T 1 .Zvýšené napětí U B1 dá vzniknout zvýšenémukolektorovému proudu I C1 . Ten, jak víme, vytvoří většíúbytek napětí na rezistoru R C1 v kolektoru. O tento úbytekklesne napětí na kolektoru T 1 . Jestliže je nižší napětí U C1 ,pak je nižší i napětí U B2 . Pokles napětí U B2 zaviní pokleskolektorového proudu druhého tranzistoru. Tím, že klesneproud druhého tranzistoru, klesne i napětí na rezistoru R E2 vemitoru T 2 . Pokles se zpětně přenese na bázi prvníhotranzistoru, který se přivírá a dostává se do normálníhorežimu. Proudy se stabilizovaly, pracovní body jsou znovusprávně nastaveny.Obr. 6.44: Fázové poměry natranzistorech T 1 a T 2 . Signál naemitoru tranzistoru T 2 není vefázi se signálem na bázitranzistoru T 1 . Proto rezistorR zp1 zavádí zápornou zpětnouvazbuTato stabilizace pracuje i při změnách hodnot odporuR zp1 . Můžete odzkoušet odpor od 50 kΩ do 150 kΩ. Každá změna v hodnotách odporů celéhozpětnovazebního řetězce, případně napájecího napětí, si vyžaduje dorovnání nebo novénastavení pracovního bodu této dvojice tranzistorů. Nejzávažnější funkci v celém řetězci márezistor R E2 v emitoru T 2 . Změnou jeho velikosti lze přesně nastavit pracovní bod dvojice T 1 aT 2 tak, že zesilovač pracuje souměrně bez zkreslení.Možná, že bude někdo hledět s nedůvěrou na zpětnou vazbu, zavedenou z emitorudruhého tranzistoru na vstup prvního tranzistoru. Nejde tu o kladnou zpětnou vazbu, která bymohla zesilovač rozkmitat? Skutečně ne. Na obou místech, která spojujeme zpětnovazebnímrezistorem R zp1 , nejsou napětí ve fázi. Znázorňuje to Obr. 6.44.Víme již, že střídavé napětí na kolektoru je fázově posunuto proti napětí na bázi. Jak jeto s napětím na emitoru? Napětí na emitoru má stejnou fázi jako napětí na bázi. Důvod jezřejmý. Vzrůstajícím napětím na bázi, a tím vzrůstajícím proudem báze, vzrůstá proudprocházející emitorem. S rostoucím emitorovým proudem roste napětí na emitorovémrezistoru. Napětí na bázi i na emitoru tedy rostou nebo klesají současně, ve fázi. Jak je vidět zObr. 6.44, proudy i napětí v obou propojených bodech zpětné vazby postupují vzájemněopačně, takže nejsou splněny podmínky pro vznik kladné zpětné vazby. Napětí na emitoru mástejnou fázi jako napětí na bázi.