Wie kompensiert diese Diode die Änderung des Vorspannungsstroms an einem BJT aufgrund von Temperaturschwankungen?

Ich arbeite an einigen Übungen im Zusammenhang mit BJTs und habe diese Schaltung gefunden, die (theoretisch) Änderungen kompensieren soll, die durch die Temperatur vorgespannt werden.

          Vcc  
           o 
           |
           /
           \ Rc
           /
           |  |
           |  | I_C
           |  v
   I_B     |--------------------o  V_o
  --->   |/  collector
  -------|                     
  |      |\             I_D     |
  |        | emitter  <---     ---
  |        |-----------
  |        |          | 
  |        |          | 
 ---       /        -----
           \  Re     /_\ Diode
           /          |
           |          |
           |         ---
           o
           - Vee

Es heißt, dass wir durch Anschließen einer Diode zwischen Emiter und Masse wie im Schaltplan, die theoretisch "dieselbe" ist wie die zwischen Basis und Emiter vorhandene, Stromschwankungen am Ausgang aufgrund einer Änderung von Vbe etwa kompensieren. -2 mV / ° C in einem PN-Übergang, da sowohl die Diode als auch der pn-Übergang im Transistor auf die gleiche Weise variieren und sich gegenseitig kompensieren.

Im Schaltplan nehmen wir an, dass der Transistor korrekt vorgespannt ist.

Wie funktioniert diese Diodenkompensation?

(Bitte entschuldigen Sie das Fehlen eines besseren Schaltplans, aber ich kann keine Bilder mit meinem Ruf verknüpfen.)

Zusammenfassende Lösung:

• Ausgezeichnete Frage.
  Es wird dir leid
  tun , dass du gefragt hast :-) Nimm eine Tasse Kaffee und atme tief ein (nicht während du Kaffee nippst) und lies weiter ...

• Dies ist ein klassisches Temperaturkompensationssystem.
  Es "funktioniert" unter ausgewählten Bedingungen, ist aber viel weniger effektiv, wenn es nicht gut gestaltet ist, als die meisten Menschen glauben, und die meisten Orte, an denen es verwendet wird, verstehen es nicht oder entwerfen es nicht gut oder überhaupt nicht.

• Die thermische Diodencharakteristik bei bestimmten Strömen relativ zu Ie ist geeignet, um die Basisantriebsspannung so zu formen, dass Temperaturschwankungen minimiert werden. Die meisten Menschen trimmen den Diodenstrom empirisch. Die meisten Erklärungen reduzieren sich auf "es funktioniert". First Ref macht einen fairen Job in der Theorie des Warum. Andere Schiedsrichter geben zusätzliche Einblicke.

• Wie gezeichnet ist die Schaltung verdächtig - siehe unten.
  (Ein zusätzliches R und eine etwas andere Verbindung sind nützlicher.)

Es ist üblich, die Diode auf -Vee zurückzustellen und einen Widerstand in Reihe in der Diode zu haben, und der Widerstand ist für den korrekten Betrieb wesentlich, hat jedoch, wie gezeigt, eine gewisse Chance auf einen halben Erfolg. Wie viel Sie beurteilen können, wenn Sie die unten genannten Referenzen durchgehen. Es wird viel Kaffee nehmen. Der Betrieb oder der beabsichtigte Betrieb ist weitaus komplexer als offensichtlich (wie schwer kann eine Diode zu verstehen sein? :-)).

Die simiplistische Beschreibung dessen, was passiert und offensichtlich ist, weil es wirklich nur eine Aussage des Begehrens ist, lautet:

• Wenn der Diodenstrom ein bestimmtes Verhältnis des Emitterstroms ist, führt der Effekt der Spannungsschwankungen mit der Temperatur in den beiden Übergängen dazu, dass die Basisansteuerspannung um genügend reduziert wird, um den Verlust an Emitter-Basisübergangsspannung zu kompensieren, der andernfalls den Transistorantrieb erhöhen würde.

OK. Große Sache. Alles was sagt ist, dass es das ist, was wir wollen.
Der übermäßig begeisterte wird fragen: "Warum?"
Sie werden es wahrscheinlich bereuen.

Tief durchatmen:

Dieser Typ sagt indirekt, dass Bob Pease ihm zustimmte, dass es nur dann richtig funktionierte, wenn Re klein und der Diodenstrom im Vergleich zum Emitterstrom so groß war, dass er in den meisten Fällen nicht akzeptabel wäre. Mit wem sollen wir uns mit einem Mann streiten, der sagt, dass Bob ihm zugestimmt hat? :-). Um zu lesen, wie er es ausdrückt, sehen Sie hier - Temperaturkompensation von BJT-Differenzverstärkern und beginnen Sie oben auf Seite 5. Das Lesen der Seiten 1 bis 4 ist wahrscheinlich eine gute Hintergrundvorbereitung. Es ist viel chaotischer als nötig, aber nicht zu schwer, wenn man ein Wort nach dem anderen mit einer Tasse Kaffee dazwischen nimmt. Das Material "Erforderlicher Diodenstrom ist humorvoll" befindet sich oben auf Seite 6.

Diese Vorspannungsschaltung für HF-Abweichungen erklärt es einfacher unten auf Seite 2, oben auf Seite 3, sagt aber wirklich "es funktioniert".

Dieses wirklich großartige Juwel hilft ABER wirklich, die Schleife zu schließen, indem es auf klare und nützliche Weise richtig auf das ursprüngliche Problem zurückführt, was er tut. Wenn Sie dies durchblättern, erhalten Sie eine Vorstellung davon. Beachten Sie den großen Bereich der Kennlinien, die sich bei Diodentypen ändern, und sehen Sie, warum sie ebenso empirisch wie eng ausgelegt sind. Durchlassvorspannungseigenschaften von 1N400x-Dioden . Machen Sie sich keine Sorgen, dass es sich um 1N400x-Leistungsdioden handelt, bis Sie den Text überflogen haben.

Ein Papier, das nützlich sein könnte, wenn nicht nach $ gefragt wird, wird hier abstrahiert

Dieses Datenblatt gilt für einen Sanken Power Darlington mit eingebauten Temperaturkompensationsdioden. Die Beschreibung reduziert sich auch auf "Wenn wir das tun, dann funktioniert es", aber es gibt einige nützliche Informationen. Beachten Sie, wie sie 1 Diode in einem Gerät und 3 Dioden in dem anderen zur Temperaturerfassung haben und kombinieren Sie dann das Los plus eine in Reihe einstellbare R. Deep Magic. Viel Kaffee ;-).

Ein weiteres Sanken-Datenblatt

Ein weiteres Papier, das nützlich sein könnte, wenn Sie akademischen Zugang haben - sie verwenden einen invertierten Transistor als Kompensationsdiode. Dies ist für einen Integrator, würde aber die Freude erhöhen, wenn auf ihn zugegriffen werden könnte.