Коллекторная стабилизация: 3.3. Коллекторная стабилизация

Содержание

3.3. Коллекторная стабилизация

Практически широкое распространение получили схемы со стабилизацией положения точки покоя путем введения отрицательной обратной связи. Различают три схемы стабилизации:

Простейшей и наиболее экономичной является коллекторная стабилизация, в которой стабилизация положения точки покоя осуществляется с помощью параллельной ООС по напряжению, снимаемой с коллектора транзистора (рис. 3.3, а).

а)

б)

Рис. 3.3 — Каскады с коллекторной стабилизацией

Коллекторная стабилизация удовлетворительно действует лишь при большом падении напряжении по постоянной составляющей на коллекторной нагрузке R_к (порядка 0,5Е , где Е — напряжение питания схемы), не слишком больших разбросах статического коэффициента усиления тока h_2э (не более чем в 1,5…2 раза) и изменении температуры транзистора не более (20 … 30)

С.

При включении транзистора по схеме с общим эмиттером коллекторная стабилизация уменьшает входное сопротивление каскада и его усиление из-за прохождения сигнала через R_б во входную цепь. Для устранения этого недостатка R_б делят на две части (R_б1и R_б2) и заземляют среднюю точку цепи R_б1 , R_б2 по переменной составляющей (см. рис. 3.3, б).

Более высокую стабильность точки покоя обеспечивает схема эмиттерной стабилизации (рис. 3.4), которая находит наиболее широкое применение. Эта схема может обеспечивать работоспособность каскада при изменении h_21э транзистора в 5…10 раз и изменении его температуры на 70…100С.

Стабилизация происходит за счет возникновения напряжения обратной связи на сопротивлении R_э. При этом напряжение между базой и эмиттером оказывается равным

U_бэ = U_R₂ – U_R_э = I_делR₂ – I₀_эR_э.

Рис. 3.4 — Схема эмиттерной стабилизации

Если с увеличением температуры возрастает ток коллектора, то это приводит к увеличению тока эмиттера I_0э, а, следовательно, уменьшению напряжения смещения U_бэ. Уменьшение U_бэ противодействует увеличению тока коллектора. В результате устанавливается новое динамическое равновесие в схеме, при котором изменение тока коллектора оказывается меньше, чем в случае отсутствия резистора в эмиттерной цепи (R_э = 0).

Для устранения обратной связи в рабочей полосе частот по переменной составляющей, снижающей усиление каскада, резистор R_э обычно шунтируют конденсатором C_э большой емкости, практически «закорачивающим» R_эдля частот напряжения сигнала.

Эмиттерная стабилизация хорошо действует как при большом, так и при малом падении напряжения на нагрузке R_к , а потому применима и для трансформаторных каскадов, где коллекторная стабилизация непригодна. Эффективность эмиттерной стабилизации увеличивается при увеличении сопротивления резистора R_эи уменьшении сопротивлений делителя R₁, R₂.

Схема комбинированной стабилизации (рис. 3.5) представляет собой комбинацию рассмотренных выше способов стабилизации. Она имеет место, например, при включении в каскад с эмиттерной стабилизацией резистора

R_ф фильтра по цепи питания R_фС_ф и обеспечивает стабильность выходного тока даже немного большую, чем схема с эмиттерной стабилизацией.

В многокаскадных усилителях с непосредственной связью между каскадами стабилизация режима работы по постоянному току усилительного тракта в целом осуществляется за счет охвата этого тракта общей петлей отрицательной обратной связи по постоянной составляющей.

Рис. 3.5 — Схема комбинированной стабилизации

Коллекторная стабилизация

Стабилизирующими элементами в данной схеме являются резисторы . Принцип работы:

С ростом температуры все токи транзистора увеличиваются, рабочая точка (РТ) смещается вверх по нагрузочной прямой – режим работы усилителя нарушается.

Но рост токов и сопровождается ростом падения напряжения на резисторе , что приводит к уменьшению выходного напряжения .

2-й закон Кирхгофа для выходной цепи:

const

В схеме присутствует ООС (за счет наличия ). Т.к. выходное напряжение уменьшилось, то уменьшится и напряжение обратной связи , поскольку оно является частью выходного напряжения, что, в свою очередь, приведет к уменьшению тока : ( ; )

Если один из токов транзистора уменьшается, то автоматически уменьшаются и два других тока (в данном случае ):

;

Таким образом, РТ возвращается в исходное положение – режим работы усилителя стабилизируется.

Комбинированная стабилизация

Принцип действия данной схемы основан на использовании коллекторной и эмиттерной стабилизаций.

Принцип действия коллекторной стабилизации:

2-й закон Кирхгофа для выходной цепи:

const

Напряжение является исходным для напряжения , поэтому уменьшение приводит к уменьшению , что, в свою очередь, приведет к уменьшению тока ( ; ).

Если один из токов транзистора уменьшится, то автоматически уменьшаются и два других тока (в данном случае ):

;

Таким образом, РТ возвращается в исходное положение – режим работы усилителя стабилизируется.

Принцип работы эмиттерной стабилизации см. в разделе «Эмиттерная стабилизация».

Цепочка осуществляет развязку по питанию между каскадами по переменному току. Связь по переменному току между каскадами возникает через общий источник питания. Внутреннее сопротивление этого источника для переменного тока мало, но не равно нулю, следовательно, на этом сопротивлении выделяется переменное напряжение, которое и действует на все каскады. При определенных условиях эта ОС может стать положительной и достаточно глубокой (выполняется баланс фаз и баланс амплитуд) – усилитель потеряет устойчивость, т.е. самовозбудится.

Конденсатор большой емкости устраняет протекание переменного тока через резистор и источник питания, т.е. устраняет ОС по переменному току через общий источник питания.

9.7 Анализ ачх шпу

Рассмотрим ШПУ с эмиттерной стабилизацией:

– входное сопротивление следующего каскада. Если следующий каскад точно такой же, то .

, где

– паразитная емкость нагрузки;

– выходная емкость данного каскада;

– входная емкость следующего каскада.

А ЧХ такого усилителя: К_U идеальная АЧХ

К_U₀

реальная АЧХ

0 f

На средних частотах АЧХ реального и идеального усилителя совпадают, т.е. амплитудно-частотные искажения (АЧИ) отсутствуют. На нижних и верхних частотах наблюдаются завалы АЧХ, говорящие о присутствии АЧИ.

Сбор и стабилизация крови в домашних условиях в условиях жаркого климата с использованием домашней РНК

. 2022 9 августа; 4:

doi: 10.3389/fdgth.2022.

3. Электронная коллекция 2022.

Лорен Г Браун ¹ , Аманда Дж. Хаак ^{1
2} , Дакота С. Кеннеди ¹ , Карен Н Адамс ³ , Дженнифер Э. Столарчук ¹

, Мэг Джи Такэдзава ¹ , Эрвин Бертье ¹ , Санитта Тонгпанг ^{1
4} , Фан Юнь Лим ¹ , Дэмиен Шоссабель ^{5
6} , Матье Гаран ^{5
7} , Эшли Б.

Теберг ^{1
8}

Принадлежности

¹ Химический факультет Вашингтонского университета, Сиэтл, Вашингтон, США.
² Медицинский факультет Вашингтонского университета, Сиэтл, штат Вашингтон, США.
³ Институт трансляционных медицинских наук, Медицинский факультет Вашингтонского университета, Сиэтл, Вашингтон, США.
⁴ Кафедра биомедицинской инженерии, инженерный факультет, Университет Махидол, Накорн Патом, Таиланд.
⁵ Исследовательский отдел Sidra Medicine, Доха, Катар.
⁶ Департамент компьютерных наук, лаборатория Джексона, Фармингтон, Коннектикут, США.
⁷ Кафедра хирургии, Медицинская школа Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури, США.
⁸ Кафедра урологии, Медицинский факультет, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США.

PMID: 36033636
PMCID: ПМС9405416
DOI: 10.3389/fdgth.2022.
3

Бесплатная статья ЧВК

Лорен Г. Браун и др. Передняя цифра здоровья. 2022 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2022 9 августа; 4:

дои: 10.3389/fdgth.2022.

3. Электронная коллекция 2022.

Авторы

Лорен Г Браун ¹ , Аманда Дж. Хаак ^{1
2} , Дакота С. Кеннеди ¹ , Карен Н Адамс ³ , Дженнифер Э. Столарчук ¹ , Мэг Джи Такэдзава ¹ , Эрвин Бертье ¹ , Санитта Тонгпанг ^{1
4} , Фан Юнь Лим ¹ , Дэмиен Шоссабель ^{5
6} , Матье Гаран ^{5
7} , Эшли Б. Теберге ^{1
8}

Принадлежности

¹ Химический факультет Вашингтонского университета, Сиэтл, Вашингтон, США.
² Медицинский факультет Вашингтонского университета, Сиэтл, штат Вашингтон, США.
³ Институт трансляционных медицинских наук, Медицинский факультет Вашингтонского университета, Сиэтл, Вашингтон, США.
⁴ Кафедра биомедицинской инженерии, инженерный факультет, Университет Махидол, Накорн Патом, Таиланд.
⁵ Исследовательский отдел Sidra Medicine, Доха, Катар.
⁶ Департамент компьютерных наук, лаборатория Джексона, Фармингтон, Коннектикут, США.
⁷ Кафедра хирургии, Медицинская школа Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури, США.
⁸ Кафедра урологии, Медицинский факультет, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США.

PMID: 36033636
PMCID: PMC9405416
DOI: 10.3389/fdgth.2022.
3

Абстрактный

Расширение сбора образцов цельной крови для анализа транскриптома за пределы традиционных клиник флеботомии откроет новые границы для дистанционных иммунных исследований и телемедицины. Определение стабильности РНК в образцах крови, подвергшихся воздействию высоких температур окружающей среды (>30°С), необходимо для развертывания домашнего отбора проб в условиях повышенной температуры (например, для изучения физиологической реакции на стихийные бедствия, происходящие в теплых местах или летом). . Недавно мы разработали home РНК, технология, которая позволяет дистанционно брать образцы крови и стабилизировать РНК. home RNA состоит из устройства для сбора крови на основе ланцета, Tasso-SST™, которое собирает до 0,5 мл крови из плеча, и изготовленной на заказ пробирки для переноса стабилизации, содержащей РНК Later™ . В этом исследовании мы изучили устойчивость нашего домашнего набора РНК в условиях высокой температуры с помощью двух небольших пилотных исследований в Дохе, Катар (количество участников = 8), а также в западной и южно-центральной части США летом 2021 г. включало волну тепла с необычно высокими температурами в некоторых местах (количество участников = 11). Образцы, взятые у участников в Дохе, подвергались резким колебаниям внешней температуры из-за перемещения в зоны с кондиционированием воздуха и из них, а также в условиях экстремальной жары (до 41°C внешней температуры во время кратковременных скачков температуры). В пилотном исследовании, проведенном в США, регионы различались по максимальной температуре наружного воздуха (от 25°C до 43,4°C). Все образцы, которые вернули значение числа целостности РНК (RIN) из группы Доха, Катар, имели RIN ≥7,0, типичный порог целостности для последующего анализа транскриптомики. Значения RIN для образцов западной и южно-центральной части США ( n = 12 образцов) варьировались от 6,9 до 8,7, при этом 9 из 12 образцов сообщали о RIN ≥7,0. В целом, наши экспериментальные данные показывают, что РНК home можно использовать в некоторых регионах с повышенными температурами, открывая новые географические границы в анализе распределенного транскриптома для приложений, имеющих решающее значение для телемедицины, глобального здравоохранения и расширенных клинических исследований. Дальнейшие исследования, в том числе наша текущая работа в Катаре, США и Таиланде, продолжат проверять надежность дом рнк.

Ключевые слова: стабилизация РНК; глобальное здоровье; отбор проб при высокой температуре; забор крови на дому; персонализированная медицина.

Заявление о конфликте интересов

Авторы признают следующие потенциальные конфликты интересов: ABT: право собственности на Stacks to the Future, LLC. ST: владение компаниями Stacks to the Future, LLC, Salus Discovery, LLC и Tasso, Inc. EB: владение компаниями Stacks to the Future, LLC, Salus Discovery, LLC и Tasso, Inc., а также работа в Tasso, Inc. Технологии Stacks to the Future, LLC и Salus Discovery, LLC не включены в эту публикацию. Устройство для сбора крови, используемое в этой публикации, принадлежит Tasso, Inc.; условия этой договоренности были рассмотрены и одобрены Вашингтонским университетом в соответствии с его политикой, регулирующей работу по совместительству и финансовые конфликты интересов в исследованиях.

Цифры

Рисунок 1

Типовой процесс использования home…

Рисунок 1

Типовой процесс использования home РНК от сбора до обработки образцов. (…
Рисунок 1
Типичный процесс использования домой РНК от сбора до обработки образцов. ( A ) Сбор и стабилизация крови с использованием домашняя РНК. (i) Процесс сбора крови из плеча с помощью устройства Tasso и стабилизации образца с помощью специальной пробирки для стабилизации РНК home . Изображение было перепечатано с разрешения Haack, Lim et al. домой РНК: набор для самостоятельного взятия проб периферической крови и стабилизации РНК. Анал. хим. 2021, 93, 39, 13196–13203. Copyright 2021 Американское химическое общество (23). (ii) Карта с указанием местонахождения участников небольших экспериментальных исследований, проведенных в Катаре, а также на западе и юге центральной части США. Обратите внимание, что участники в Катаре сами собирали образцы в лабораторных условиях. (iii) иллюстрация, демонстрирующая участника, соединяющего пробирку для крови Tasso и пробирку со стабилизатором РНК home , (iv) набор РНК home на журнальном столике, изображающий домашнюю обстановку для сбора крови. ( Б ) Иллюстрация, демонстрирующая два возможных места, где образцы могут подвергаться воздействию высоких температур, в том числе (i) расположение на крыльце в ожидании, когда его заберут (которое было местом забора для многих участников экспериментального исследования в западной и южно-центральной части США) и ( ii) в пути в грузовике доставки или курьерской службой. ( C ) заключительный этап обработки пробы для последующего анализа в лабораторных условиях.

Рисунок 2

Качество выделенной РНК из…

Рисунок 2

Качество выделенной РНК из стабилизированных домашних образцов РНК, подвергнутых воздействию высоких внешних…
фигура 2
Качество выделенной РНК из стабилизированных домашних образцов РНК, подвергшихся воздействию высоких температур в Дохе, Катар. (A) Колебания внешней температуры, испытанные самостоятельно собранными и стабилизированными образцами крови после хранения при температуре окружающей среды (21°C) в течение 27 часов. Внешняя температура достигла максимума 41°C. Черные точки данных указывают на измеренную температуру; серые пунктирные линии включены для соединения точек только для ориентации глаз (переходы между температурами могут быть нелинейными). ( B ) Цифровое гелевое изображение РНК, выделенной из домашних образцов РНК крови с соответствующими значениями RIN. Образцы 2а и 2б были получены от одного и того же участника. Образцы 1 и 2а не подвергались температурным колебаниям (они были заморожены при -80°С после инкубации в течение ночи при температуре окружающей среды для использования в качестве контроля). ( C ) Поддающиеся оценке значения RIN для каждого образца крови, не подвергавшегося (контроль) и подвергавшегося (колебаниям температуры) резким скачкам высокой температуры, а также сообщаемый приблизительный объем крови, собранный каждым участником. Участники 6 и 8 дали слишком низкую концентрацию РНК, чтобы ее можно было обнаружить с помощью набора RNA 6000 Nano.

Рисунок 3

Качество выделенной РНК из…

Рисунок 3

Качество выделенной РНК из стабилизированных домашних образцов РНК, собранных летом…
Рисунок 3
Качество выделенной РНК из стабилизированных домашних образцов РНК, собранных летом на западе и юге центральной части США. (A ) Цифровое изображение геля РНК, выделенной из домашних стабилизированных РНК образцов крови с соответствующими значениями RIN, с (i) образцами, разведенными 1:5 водой без нуклеаз и обработанными с помощью набора RNA 6000 Pico, и (ii) образцы анализируют с помощью набора RNA 6000 Nano без разбавления. Участник 1 предоставил два образца, 1a и 1b, которые были собраны и стабилизированы в разные дни и при разных температурах. ( B ) (i) значения RIN из крови, собранной и стабилизированной при различных температурах окружающей среды в помещении в течение лета, и (ii) значения RIN в соответствии с максимальной температурой наружного воздуха, зарегистрированной в день сбора. Каждому участнику было предложено сообщить приблизительный объем крови, собранный до стабилизации на основе Дополнительный рисунок S6 в обзоре коллекции.
См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC
Похожие статьи
домой РНК: набор для самостоятельного взятия проб периферической крови и стабилизации РНК.
Haack AJ, Lim FY, Kennedy DS, Day JH, Adams KN, Lee JJ, Berthier E, Theberge AB. Хаак А.Дж. и др. Анальная хим. 2021 5; 9 окт.3(39):13196-13203. doi: 10.1021/acs.analchem.1c02008. Epub 2021 21 сентября. Анальная хим. 2021. PMID: 34546711 Бесплатная статья ЧВК.
Последствия планирования, связанные с чувствительными к стерилизации научными исследованиями, связанными с возвратом образцов с Марса (MSR).
Вельбель М.А., Кокелл К.С., Главин Д.П., Марти Б., Регберг А.Б., Смит А.Л., Тоска Н.Дж., Вадхва М., Кминек Г., Мейер М.А., Бити Д.В., Кэрриер Б.Л., Халтигин Т., Хейс Л.Е., Эйджи К.Б., Буземанн Х., Кавалацци Б., Дебайль В., Грэди М.М., Хаубер Э., Хатцлер А., МакКаббин Ф.М., Пратт Л.М., Смит К.Л., Саммонс Р.Е., Мошенничество Т.Д., Тейт К.Т., Удри А., Усуи Т., Вестолл Ф., Зорзано М.П. Вельбель М. А. и соавт. Астробиология. 2022 июнь; 22 (S1): S112-S164. дои: 10.1089/АСТ.2021.0113. Epub 2022 19 мая. Астробиология. 2022. PMID: 34904892
Суицидальная идея.
Хармер Б., Ли С., Дуонг ТВХ, Саадабади А. Хармер Б. и др. 2023 г., 7 февраля. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2023 янв.–. 2023 г., 7 февраля. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2023 янв.–. PMID: 33351435 Бесплатные книги и документы.
Оценка качества РНК, выделенной из ткани молочной железы человека после воздействия комнатной температуры.
Сомиари С.Б., Шусс С., Лю Дж., Мамула К., О’Доннелл А., Деярмин Б., Кейн Дж., Гринуолт А., Ларсон С. , Ригби С., Ху Х., Шрайвер К.Д. Сомиари С.Б. и соавт. ПЛОС Один. 2022 18 января; 17 (1): e0262654. doi: 10.1371/journal.pone.0262654. Электронная коллекция 2022. ПЛОС Один. 2022. PMID: 35041696 Бесплатная статья ЧВК.
Экстремальная жара и профессиональные травмы в различных климатических зонах: систематический обзор и метаанализ эпидемиологических данных.
Фатима С.Х., Ротмор П., Джайлз Л.С., Варгезе Б.М., Би П. Фатима С.Х. и соавт. Окружающая среда Интерн. 2021 март; 148:106384. doi: 10.1016/j.envint.2021.106384. Epub 2021 17 января. Окружающая среда Интерн. 2021. PMID: 33472088 Обзор.
Посмотреть все похожие статьи
Рекомендации
Мор С. , Лью К.С. Транскриптом периферической крови: новый взгляд на болезни и оценку рисков. Тренды Мол Мед. (2007) 13:422–32. 10.1016/ж.молмед.2007.08.003 – DOI – пабмед
Chaussabel D. Оценка иммунного статуса с использованием транскриптомики крови и потенциальных последствий для глобального здравоохранения. Семин Иммунол. (2015) 27:58–66. 10.1016/j.smim.2015.03.002 – DOI – пабмед
Хайдекер Б. , Хэйр Дж. М. Использование транскриптомных биомаркеров для персонализированной медицины. Heart Fail Rev. (2007) 12: 1–11. 10.1007/s10741-007-9004-7 – DOI – пабмед
Runne H, Kuhn A, Wild EJ, Pratyaksha W, Kristiansen M, Isaacs JD, et al. Анализ потенциальных транскриптомных биомаркеров болезни Гентингтона в периферической крови. Proc Natl Acad Sci USA. (2007) 104:14424–9. 10.1073/пнас.0703652104 – DOI – ЧВК – пабмед
Li C-X, Chen J, Lv S-K, Li J-H, Li L-L, Hu X.