V predchádzajúcej téme sme si ukázali jeden zo spôsobov výpočtu súradníc kľudovího pracovného bodu P0. Poloha kľudového pracovného bodu P0 nie je v skutočnosti stála. Nemení sa len vtedy, ak je teplota okolia zosilňovača konštantná a rovnaká ako teplota, pri ktorej sa merali charakteristiky tranzistora. Ak sa zmení teplota, táto zmena vždy vyvolá zmenu kolektorového prúdu o DIKt a kľudový pracovný bod P0 sa posunie po statickej zaťažovacej priamke. Kolísanie polohy pracovného bodu P0 spôsobuje v prvom rade stratu zosilňovacích vlastností, na druhej strane môže spôsobiť prekročenie prípustnej kolektorovej straty a zničenie tranzistora. Preto musíme zabezpečiť obmedzenie vplyvu teplotných zmien, to je stabilizáciu pracovného bodu P0 tranzistora. Obvody, ktoré zabezpečujú žiadanú stálosť súradníc kľudového pracovného bodu P0 , sú stabilizačné obvody. Tieto obvody môžu byť realizované rôznymi spôsobmi, ale vždy ide o zápornú spätnú väzbu a to buď prúdovú, napäťovú alebo ich kombináciu. My si činnosť stabilizačného obvodu vysvetlíme na schéme tranzistorového zosilňovača, v ktorom je zavedená záporná prúdová spätná väzba pomocou emitorového odporu RE. Situácia je znázornená na obrázku 1. Na obrázku 2. sú zakreslené charakteristiky tranzistora s príslušnými zmenami obvodových veličín, súradníc pracovného bodu P0, spôsobené vplyvom teploty, ale aj účinku stabilizačného rezistora RE.
![]() | ![]() | |
Obr. 1. Zosilňovač so stabilizačným rezistorom RE (Farby obvodových veličín tranzistora sa zhodujú so súradnicami P0" po zavedení prúdovevej zápornej SV) | Obr. 2. Graf znazorňujúci zmeny obvodových veličín a polohy pracovného bodu P0 pri teplotnej stabilizácii |
Pre potreby vysvetlenia procesu stabilizácie budeme predpokladať, že napätie UB bude nemenné, teda konštantné. Zároveň bude za každých okolností platiť, že :
Pri stálej teplote okolia má pracovný bod P0 súradnice : P0 Î ( UKE , IK , IB , UBE ).
       Pri zvýšení teploty okolia sa zvýši počet minoritných nosičov náboja uvoľnených zo základného polovodičového materiálu (vlastná vodivosť) a z prímesí spôsobujúcich opačný typ vodivosti ako má príslušná elektróda (dôsledok nedokonalého vyčistenia základného materiálu), čím sa zvýši prúd v kolektorovej(1) a emitorovej vetve tranzistora, pričom sa veľkosť vstupného signálu nezmenila (ním sa ovplyvňuje veľkosť nevlastnej vodivosti a tá sa teplotou nemení.) Kolektorový prúd tranzistora sa zvýši z IK na IK´, ktorý sa dá vyjadriť rovnicou :
pričom DIKt je prírastok kolektorového prúdu vplyvom teploty t.
Pracovný bod P0 sa posunie do bodu P0´, ktorý má súradnice :Aj vo vetve emitora platí, že vplyvom teploty sa emitorový prúd zvýši z IE na IE´ a dá sa vyjadriť rovnicou:
       Vplyvom zápornej spätnej väzby sa na rezistore RE zvýši napätie z URE na URE´. Z rovnice (1) vidieť, že ak narastie URE musí klesnúť UBE pri konštantnom UB. Poklesom UBE na hodnotu UBE" klesne cez vstupnú charakteristiku tranzistora prúd IB na hodnotu IB" a cez prevodovú charakteristiku tranzistora T klesne kolektorový prúd z pôvodnej hodnoty IK na hodnotu IK". Kolektorový prúd IK" má takú hodnotu, že platí :
Tým sa posunie pracovný bod P0´ na statickej zaťažovacej priamke tranzistora T do bodu P0" , ktorý zodpovedá polohou pôvodnému pracovnému bodu P0. Pracovný bod P0" má však iné vstupné súradnice a to :
       Je prirodzené, že v reálnom obvode sa nemôže pracovný bod P0" úplne presne umiestniť na zaťažovacej priamke do polohy pôvodného pracovného bodu P0. Je to preto, lebo by zanikla akákoľvek regulačná odchýlka a stabilizačný obvod by nemal čo stabilizovať (odstraňovať.) Samozrejme, súradnice výstupných obvodových veličín nebudú mať úplne rovnaké hodnoty ako pôvodné UKE a IK.
       Na stabilizáciu pracovného bodu P0 sa používajú aj iné zapojenia obvodových prvkov v tranzistorových zosilňovačoch. Dve zapojenia sú znázornené na obrázkoch 3. a 4.
![]() | ![]() |
Obr. 3. Napäťová záporná spätná väzba | Obr. 4. Mostíkové zapojenie prúdovej zápornej spätnej väzby |
       Napäťová záporná spätná väzba je založená na skutočnosti, že pri zvýšení kolektorového prúdu IK na hodnotu IK´ z dôvodu zvýšenia teploty tranzistora, sa napätie UKE zníži na hodnotu UKE´ , čím sa zníži aj bázový prúd IB na hodnotu IB'' a cez vstupnú charakteristiku tranzistora sa zmení napätie UBE na hodnotu UBE'' , čo má za následok privretie tranzistora. Platí všeobecná rovnica :
Privretie tranzistora spôsobí zníženie kolektorového prúdu z hodnoty IK´ na hodnotu IK a nárast kolektorového napätia UKE´ na pôvodnú hodnotu UKE . Aj tu platí, že výsledný pracovný bod P0'' má súradnice UKE , IK , IB'', UBE''.
       Mostíkové zapojenie prúdovej zápornej spätnej väzby sa vyznačuje vyššou stabilitou napätia UB medzi bázou tranzistora a elektrickou zemou. Je to zabezpečené odporovým deličom RB1 , RB2 , ktorý sa volí tak, aby ním tiekol asi 10-krát väčší prúd ako vteká do bázy tranzistora T.
       Prúd minoritných nosičov sa v technickej praxi označuje pojmom "zvyškový prúd tranzistora" a pre zapojenie SB sa označuje prúdom IKB0 a pre zapojenie SE prúdom IKE0 , pričom platí :
Zároveň pre prúd IKB0 platí, že pri vzraste teploty o 1° C vzrastie prúd IKB0 asi o 7%, t.j. pri zvýšení teploty o 10° C vzrastie prúd IKB0 na skoro dvojnásobok. Jednotky sú nA/°C až mA/°C podľa typu tranzistora a jeho zapojenia.
       Tiež pre napätie UBE platí, že nárastom teploty sa toto napätie znižuje lineárne a to v značne veľkom teplotnom rozsahu PN priechodu B-E . Teplotný súčiniteľ napätia UBE je priemerne -2,2 mV/°C a to tak pre germaniové ako aj kremíkové tranzistory. Je však potrebné poznamenať, že zmena napätia UBE vplyvom teploty ovplyvňuje v konečnom dôsledku zmenu kolektorvého prúdu IK menej ako zmena zvyškového prúdu IKB0 , poprípade IKE0, vyvolaná tou istou zmenou teploty tranzistora. Lineárna zmena napätia UBE sa využíva v praxi pri konštrukcii elektronických teplomerov.