Podręcznik

4.7. Polaryzacja bazy tranzystora we wtórniku emiterowym

Jak już wspomniano, najkorzystniejsze jest użycie wtórnika bez oddzielnego obwodu do polaryzacji tranzystora. Niestety nie zawsze jest to możliwe. Najczęściej tak jest wtedy, kiedy wtórnik jest pierwszym - wejściowym - stopniem większego układu, a składowa stała na wejściu tego układu jest nieznana lub może się zmieniać.

W takiej sytuacji trzeba zbudować strukturę, która zapewni możliwość przepływu określonego prądu bazy niezależnie od wartości składowej stałej pojawiającej się na wejściu wtórnika i wprowadzi tranzystor w stan aktywny nawet wtedy, kiedy źródło sygnału zostanie odłączone.

Możliwych rozwiązań jest dużo, najprostsze sprowadzają się do użycia jednego lub kilku oporników.

Rys. 8: Sposoby polaryzacji bazy tranzystora we wtórniku emiterowym

Rys. 8 pokazuje trzy podstawowe warianty ich dołączenia, każdy ma określone wady i zalety. Dwa pierwsze można zastosować także wtedy, gdy nie dysponujemy ujemnym napięciem zasilającym. Trzeci tego napięcia wymaga.

Sposób polaryzacji tranzystora pokazany na rys. 8a może się wydawać na pierwszy rzut oka najlepszy. Jako że cały prąd z opornika R_B wpływa do bazy tranzystora, takie podłączenie umożliwia użycie opornika o sporej rezystancji (przypomnijmy: rezystancja R_B powoduje pogorszenie parametrów wtórnika emiterowego, a zwłaszcza jego rezystancji wejściowej, gdyż jest dołączona pomiędzy wejście wtórnika a masę układu). Niestety, podobnie jak ma to miejsce we wzmacniaczu w układzie wspólnego emitera z ustalonym prądem bazy ("dwuopornikowym"), taki sposób polaryzacji powoduje silną zależność punktu pracy od wzmocnienia prądowego użytego tranzystora. Należy go więc stosować tylko wtedy, gdy albo dokładnie znamy parametr β użytego tranzystora, albo musimy uzyskać bardzo dużą rezystancję wejściową wtórnika i z jakiegoś powodu nie możemy użyć tranzystora unipolarnego.

Polaryzacja dwoma opornikami (rys. 8b) umożliwia ustalenie potencjału na bazie tranzystora prawie w całym zakresie od U_EE do U_CC, ale "marnuje" część prądu, który mógłby zasilić bazę tranzystora (prąd wypływa z U_CC do opornika R1, jego część odpływa do bazy tranzystora, a reszta płynie przez opornik R2 do U_EE). To sprawia, że zastępcza rezystancja obwodu polaryzacji bazy tranzystora (R_B = R_B1 || R_B2) jest zawsze mniejsza niż w układzie z rys. 8a. W zamian uzyskujemy większą odporność układu na rozrzut współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora β, niż miało to miejsce w przypadku opisanym poprzednio.

Zastosowanie trzeciego układu (rys. 8c) jest korzystne na przykład wtedy, kiedy chcemy uzyskać potencjał bazy zbliżony do 0 V[1]. Układ ma jednak wadę: działa tylko wtedy, kiedy dysponujemy ujemnym napięciem zasilającym. Inną zaletą tego układu jest niewprowadzanie do obwodu bazy tranzystora zakłóceń, jakie mogą się pojawiać w obwodach zasilających – rezystor polaryzujący nie jest do nich dołączony.

Podsumowując powyższe rozważania, należy stwierdzić, że nie da się zaproponować uniwersalnej i jednoznacznej recepty na sposób spolaryzowania tranzystora we wtórniku emiterowym. Najczęściej stosuje się układy z rys. 8b i 8c. Dlaczego rzadko stosujemy wersję 8a? Otóż jeśli się weźmie pod uwagę występujący w  rzeczywistości ogromny rozrzut międzyegzemplarzowy współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystorów bipolarnych (a może się nierzadko mieścić w przedziale od -50 do +400%), jest jasne, że należy z dużą ostrożnością podchodzić do tego rozwiązania, a zwłaszcza do stosowania w nim oporników R_B o bardzo dużej rezystancji. To jednak nie znaczy, że w pewnych szczególnych przypadkach takie właśnie rozwiązanie nie może być najlepsze.