Токи в биполярном транзисторе сильно зависят от температуры окружающей среды, что является общим недостатком полупроводниковых приборов. При нагреве 20°C─30°C, ток коллектора Ik транзистора может измениться.
Выходная характеристика транзистора смещается вверх и точка покоя l3 перемещается вверх по линии нагрузки, в результате чего приращения выходных сигналов могут выйти на нелинейный участок передаточной характеристики, и форма сигнала будет искажена.
Поэтому в транзисторных усилителях необходима стабилизация точек покоя, и усилительные схемы без схем стабилизации практически не применяют.
Стабилизация не только помогает исключить искажение формы сигнала с нелинейностью, но и стабилизировать режим при замене транзистора, т.к. параметры транзистора от экземпляра к экземпляру имеют большой разброс.
Существует 3 основных метода стабилизации работы каскадов:
· Термокомпенсация;
· Параметрическая стабилизация;
· Введение отрицательной обратной связи.
Термокомпенсация
Для температурной коррекции режима работы при помощи терморезисторов, с ростом температуры окружающей среды, необходимо либо уменьшать Rб2, либо увеличивать Rб1. Возможно и одновременное изменение резисторов, при этом Rб2 должен иметь отрицательный коэффициент сопротивления, а Rб1 – положительный.
.
Параметрическая стабилизация
VTk –корректирующий.
Если параметры транзисторов VT1 и VT2 одинаковы, то это позволяет почти полностью убрать изменение Ik покоя, вызванное изменением напряжения Uбэ.
Введение отрицательной обратной связи.
Для стабилизации рабочей точки (точки покоя каскада с общим эмиттером) введем в каскад дополнительный Rэ.
Uэ = Iэ*Rэ ≈ Iк*Rэ при Rн → ∞
Напряжение Uэ является сигналом обратной связи, пропорциональным выходному току транзистора. (Сигнал обратной связи пропорционален выходному току транзистора Iэ ≈ Iк). В данном случае речь идет об ОС по току.
На входе транзистора происходит вычитание напряжения (Uбэ = Uвх+Uсм ─ Uэ либо
Uбэ = Uвх ─ Uэ). Поэтому обратная связь является последовательной и отрицательной.
При нагреве транзистора увеличивается его коэффициент усиления β и соответственно Iк покоя, поэтому растёт постоянная составляющая напряжения обратной связи
(Uэ = Iэ*Rэ), уменьшая при этом напряжение базы эмиттера транзистора.
Uбэ =Uсм ─ Uэ, снижая при этом Uбэ, в результате чего уменьшается Uбп.
Следовательно, ОС поддерживает токи транзистора в режиме покоя более стабильными и менее зависящими от температуры.
Стабильность режима возрастает при увеличении Rэ, так как при этом растёт сигнал ОС (при этом уменьшается коэффициент усиления на каскаде).
Каскад с общим коллектором (эмиттерный повторитель)
Uбэ = Uвх ─ Uэ;
Uэ =(Iк + Iб)Rэ;
Благодаря Rэ каскад охвачен стопроцентной последовательной ОС по току и коэффициент усиления его по напряжению близок к единице (от 0,9─0,99). Чем больше коэффициент усиления β транзистора, тем ближе к 1 коэффициент усиления каскада с общим коллектором по напряжению.
В отличии от каскада с ОЭ, схема с общим коллектором (ОК) не инвертирует входной сигнал, т. е. увеличение Uвх приводит к увеличению Uвых, поэтому эту схему называют эмиттерным повторителем.
Входное сопротивление Rвх= 
; Rвых ≈;
Благодаря этим качествам каскад с ОК применяется для согласования высокоомных (маломощных) источников сигнала с высокомощными низкоомными потребителями и для построения каскадов мощных усилителей тока.
