偏差补偿

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到目前为止，我们已经看到了不同的稳定技术。稳定是由于负反馈作用而发生的。负反馈虽然提高了工作点的稳定性，但降低了放大器的增益。

由于放大器的增益是一个非常重要的考虑因素，因此使用一些补偿技术来保持出色的偏置和热稳定性。现在让我们来看看这种偏差补偿技术。

二极管不稳定补偿

这些电路使用二极管实施补偿技术来处理偏置不稳定性。稳定技术是指使用电阻偏置电路，允许 I _B变化以保持 I _C相对恒定。

二极管补偿方法有两种。他们是 -

• 二极管补偿由于 V _BE变化引起的不稳定
• _{二极管补偿 I CO}变化引起的不稳定

让我们详细了解一下这两种补偿方法。

针对 V _BE变化引起的不稳定性进行二极管补偿

_{在硅晶体管中，V BE}值的变化会导致 I _C的变化。发射极电路中可以采用二极管，以补偿 V _BE或 I _CO的变化。由于所用的二极管和晶体管的材料相同，因此二极管两端的电压V _D与晶体管的V _BE具有相同的温度系数。

下图显示了具有稳定和补偿功能的自偏置。

二极管D由电源V _DD和电阻器R _D正向偏置。_{V BE}随温度的变化与 V _D随温度的变化相同，因此量 (V _BE – V _D ) 保持恒定。因此，尽管 V _BE发生变化，电流 I _C仍保持恒定。

针对 I _CO变化引起的不稳定性进行二极管补偿

下图显示了带有二极管 D 的晶体管放大器的电路图，用于补偿 I _CO的变化。

因此，二极管的反向饱和电流I _O将以与晶体管集电极饱和电流I _CO相同的速率随温度增加。

$$I = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R} \cong \frac{V_{CC}}{R} = 常数$$

二极管D由V _BE反向偏置，流过它的电流为反向饱和电流I _O。

现在基极电流是，

$$I_B = I - I_O$$

将上述值代入集电极电流表达式中。

$$I_C = \beta (I - I_O) + (1 + \beta)I_{CO}$$

如果 β ≫ 1，

$$I_C = \beta I - \beta I_O + \beta I_{CO}$$

I几乎恒定，如果二极管的I _{O和晶体管的 I CO}在工作温度范围内相互跟踪，则 I _C保持恒定。

其他补偿

还有其他补偿技术，是指使用温度敏感器件（例如二极管、晶体管、热敏电阻、敏感器等）来补偿电流的变化。

这种方法有两种流行的电路类型，一种使用热敏电阻，另一种使用传感器。让我们来看看它们。

热敏电阻补偿

热敏电阻是一种温度敏感器件。它具有负温度系数。当温度降低时，热敏电阻的电阻增大；当温度升高时，热​​敏电阻的电阻减小。下图显示了具有热敏电阻补偿的自偏置放大器。

_{在放大器电路中，I CO}、V _BE和 β 随温度发生的变化会增加集电极电流。采用热敏电阻来最大限度地减少集电极电流的增加。随着温度升高，热敏电阻的电阻 R _{T减小，从而增加通过热敏电阻和电阻器RE}的电流。_{现在，R E}两端产生的电压增加，这对发射结产生反向偏置。_{该反向偏压如此之高，以至于电阻器 R 1}和 R ₂提供正向偏压的效果也降低了。这个动作减少了集电极电流的上升。

因此，热敏电阻的温度敏感性补偿了由于温度引起的集电极电流的增加。

传感器补偿

传感器是一种具有正温度系数的重掺杂半导体。传感器的电阻随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小。下图显示了具有传感器补偿的自偏置放大器。

上图中，Sensistor 可以与 R _{1并联，也可以与RE}并联。随着温度升高，并联组合热敏电阻和R ₁的阻值增大，它们的压降也增大。_{这降低了 R 2}两端的电压降。由于该电压的降低，净正向发射极偏置降低。结果，I _C降低。

因此，通过使用Sensistor，可以控制因温度引起的I _CO、V _BE和β增加而引起的集电极电流的上升。

热阻

晶体管是一种与温度相关的器件。当晶体管工作时，集电极结有大量电子流动，因此产生大量热量。如果热量进一步超过允许限度，就会损坏结点，从而损坏晶体管。

为了保护自身免受损坏，晶体管将热量从结散发到晶体管外壳，并从那里散发到周围的露天。

让环境温度或周围空气的温度 = T _A ^o C

并且，晶体管集电极-基极结的温度= T _J ^o C

当T _J > T _A时，差值T _J - T _A大于晶体管P _D中消耗的功率。因此，

$$T_J - T_A \propto P_D$$

$$T_J - T_A = HP_D$$

其中H是比例常数，称为热阻。

热阻是从结点到周围空气的热流阻力。它用H表示。

$$H = \frac{T_J - T_A}{P_D}$$

H的单位是^o C/watt。

如果热阻较低，热量就很容易从晶体管传递到空气中。晶体管外壳越大，散热效果越好。这是通过使用散热器来实现的。

散热器

处理较大功率的晶体管在工作过程中会散发更多热量。如果热量不能正确散发，可能会损坏晶体管。因此，功率晶体管通常安装在大型金属外壳上，以提供更大的面积来散发其工作期间产生的热量。

有助于散发晶体管额外热量的金属片称为散热器。散热器的性能取决于其材料、体积、面积、形状、外壳与散热器之间的接触以及散热器周围空气的运动。

在考虑所有这些因素后选择散热器。该图显示了带有散热器的功率晶体管。

上图中的一个微型晶体管被固定在一个较大的金属板上，以散发热量，这样晶体管就不会被损坏。

热失控

散热器的使用避免了热失控问题。这是一种温度升高导致温度进一步升高导致设备本身损坏的情况。这是一种不可控的正反馈。

散热器并不是唯一的考虑因素；其他因素，例如工作点、环境温度和所使用的晶体管类型也会导致热失控。