Подберите комплементарную пару биполярных транзисторов

Журнал РАДИОЛОЦМАН, март 2013

Peter Demchenko, Литва

EDN

При создании некоторых схем, в которых используются комлементарные биполярные транзисторы, требуется подбор NPN и PNP транзисторов с близкими по величине коэффициентами передачи тока β. Примером такой схемы может служить выходной каскад усилителя. Простое устройство, позволяющее решить эту задачу, изображено на Рисунке 1.

Рисунок 1.	С помощью этой схемы легко измерять коэффициент передачи тока комплементарных биполярных транзисторов. Если транзисторы согласованы, вольтметр показывает 0 В.

Основу схемы составляют исследуемые транзисторы Q₁ и Q₂. Через транзисторы в этой тестовой схеме протекает один общий базовый ток I_B, поскольку никаких дополнительных путей его протекания нет, в связи с чем никакой дополнительной компенсации не требуется. Заметим, однако, что коэффициент β транзисторов должен быть достаточно большим, чтобы выполнялось соотношение I_E ≈ I_C. С учетом этого замечания сопротивление резисторов R₁ и R₂ должно быть одинаковым.

Для создания некоторого запаса по питанию транзисторов вводят дополнительное падение напряжения между их базами. Желательно иметь разницу напряжений в несколько вольт, которые удобно получить с помощью синего светодиода D₁. Наличие такого смещения позволяет установить напряжение базы Q₁ (V_B1) равным примерно половине напряжения питания V_S. Использование именно светодиода, а не стабилитрона, предпочтительнее из-за более острого излома характеристики в области малых токов. Кроме того, свечение многих синих светодиодов можно наблюдать при токах менее 10 мкА, что дает возможность контролировать наличие базового тока, свидетельствующего о правильной работе схемы. Чтобы определить необходимое напряжение питание, следует воспользоваться выражением (1):

(1)

Типичное прямое падение напряжение на синем светодиоде равно примерно 3.5 В. Считая, что V_BE1 = V_BE2 = 0.7 В, находим, что напряжение питания V_S должно составлять порядка 9.8 В.

Сопротивление резистора R₁, задающего эмиттерный ток транзистора Q₁, вычисляется по формуле (2):

(2)

Ток эмиттера следует выбрать примерно таким же, каким он будет в схеме, для которой вы отбираете транзисторы, поскольку β зависит от эмиттерного и коллекторного тока. Если пара установленных в приспособление транзисторов согласована (β₁ = β₂), падения напряжения на R₁ и R₂ будут одинаковыми, и вольтметр покажет 0.

Рисунок 2.	В упрощенной схеме вольтметр можно заменить парой встречно-параллельных красных светодиодов.

На Рисунке 2 показана функционально эквивалентная схема с упрощенной индикацией баланса. При одинаковых коэффициентах передачи тока транзисторов ни один из красных светодиодов D₂ и D₃ не должен включаться.

edn.com