Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 5 - Linjära förstärkare med transistorer, av Ragnar Forshufvud och Per Olof Leine
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
de på temperaturen — ju högre temperatur,
desto kortare blir transistorns liv. Om man
kan tillåta ett förhållandevis kort liv, kan man
således tillåta förhållandevis hög
värmeutveckling i elementet. Om en god kylning av
transistorn kan ordnas, kan större effekt
tilllåtas i elementet.
Den tillåtna värmeutvecklingen begränsas av
värmeledningsförmågan mellan den aktiva
kristallen och komponentens yttre hölje.
Kristallens upphettning i "C/W effektförlust
uttrycks såsom en termisk resistans. Denna
storhet, eller dess inverterade värde, bör alltid
vara angiven i databladen. För små
transistorer anges temperaturhöjningen i förhållande
till omgivningens temperatur. Vid
effekttransistorer refererar den till transistorns
monteringsyta, och den totala termiska resistansen
beror här på kylplåtens utformning. För
transistorer, där kristallen står i direkt metallisk
kontakt med höljet, når man ned till värden
av storleksordningen 1°C/W. För en
lågef-fekttransistor med isolerad kristall är 1 000
°C/W ett typiskt värde.
Den praktiska övre temperaturgränsen är för
germaniumtransistorer ca 85°C på
kristallelementet, vilket ger en ungefärlig livslängd av
2 000—4 000 h. För ungefär var åttonde grads
reduktion av kristalltemperaturen räknar man
med att elementets liv fördubblas. För
kisel-transistorer kan ca 120°C kristalltemperatur
tillåtas för ett liv på 2 000—4 000 h. Med
förbättrad tillverkningsteknik kan denna
temperatur för kiseltransistorer ökas, och redan nu
finns det typer, som tillåter
kristalltemperaturer på 150°C.
Temperaturen inverkar inte enbart på livet,
utan även på elementets elektriska egenskaper
och alltså dess användbarhet. Medeleffekten
i transistorn under tiden T är bestämd av
T
~juKiKdt (1)
o
där uK och iK är kollektorspänning och
kol-lektorström, ej nödvändigt periodiska.
Förlusterna på bassidan är oftast försumbara, men
måste beaktas i pulstillämpningar (klass D). I
alla sammanhang, där det är möjligt, söker man
hålla denna integral låg. I integralen får
tiden T ej väljas stor. Den måste vara liten i
förhållande till kristallens termiska
tidskonstant. För stora effekttransistorer får T högst
vara av storleksordningen 0,01 s, medan den
för små transistorer ofta måste väljas långt
under 0,001 s. Storheten anges inte alltid i
databladen, och om man är osäker, är det
bäst att konsultera fabrikanten.
Ej heller kollektorströmmen får uppgå till
hur höga värden som helst; dels har
transistorn vid höga strömmar låg
strömförstärkning, vilket medför distorsion och sänker
användbarheten över huvud taget, och dels vet
man att alltför höga strömmar inverkar
menligt på livslängden. Den maximala strömmen
är mycket tänjbar, och normalt kan man över-
Fig. 1. Genom
långsam
mot-koppling över
Re stabiliseras [-emitterström-men-]
{+emitterström-
men+} för
variationer i Vb-
Ur,’
ReJe*ReJK
skrida de i databladen angivna värdena med
en tio-potens, utan att kraftig åldring
uppträder. Vid varje fall måste specialundersökning
göras, emedan olika fabrikanter anger högsta
tillåtna ström enligt vitt skilda normer.
Fundamental styrprocess
I emittera finns det fria laddningsbärare med
exponentiell energifördelning. Med
bas-emit-ter-potentialen utväljs flera eller färre av dessa
laddningsbärare. Kollektorströmmen blir
därför en exponentiell funktion
IK= lo- e~äuB
(2)
av basspänningen (Tekn. T. 1960 s. 83), där
variabeln UE ersätts av UB = — Ue• I en
klass-A-förstärkare måste transistorn ges en förström,
och då kollektorströmmen är exponentiellt
beroende av basspänningen, är injusterandet
av förströmmen kritiskt, om inte långsam
mot-koppling tillgripes, fig. 1. Mellan bas och
emitter uppträder endast ett lågt spänningsfall av
storleksordningen 0,1—0,3 V, beroende dels på
den valda strömmen och dels på
omgivningstemperaturen. över ett avkopplat
emittermot-stånd lägges ett annat spänningsfall, vilket
kommer att vara direkt proportionellt mot
emitterströmmen, dvs. nära proportionellt mot
kollektorströmmen, då dessa båda strömmar
är nästan identiska. Med tillräcklig
noggrannhet kan därför kollektorströmmen tecknas
1k =
UbJ-UBUbj+ 0,2
Re
Re
(3)
där UBj är påtryckt spänning (fig. 1), UB
spänningsfall bas-emitter och Re emittermotstånd.
I enlighet med konventionen i detta
specialnummer räknas strömmar som positiva, då de
går in i elementet. Då VBj är negativ för en
pnp-transistor, ser vi att kollektorströmmen i
verkligheten är riktad utåt. Formelns addition
av UBj och UB blir i praktiken en
subtraktion; UB är ett spänningsfall, som uppslukar
en del av den spänning UBj, som påtryckes
mellan bas och jord. Vid varierande
temperatur ändrar sig bas-emitter-spänningen något,
men om spänningsfallet över
emittermotstån-det göres 5—10 gånger så stort som
bas-emitter-spänningsfallet, kommer kollektorströmmen
att variera obetydligt. Problemet med
temperaturvariationerna hos kollektorströmmen be-
94 TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 5
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
