Файл: конспект лекций схемотехника.pdf

Вона визначає вплив зміни напруги на затворі від зміни струму стоку. Числове значення крутизни залежить від напруги на затворі. Зі збільшенням UЗВ струм стоку і

крутизна зменшуються:

До параметрів польових транзисторів також належать внутрішній опір транзистора, що визначається як відношення зміни напруги стоку до відповідної зміни струму стоку за постійної напруги на інших електродах:

визначається відношенням приростів напруги сток-витік і затвор-витік при холостому ході на стоці

співвідношенням SRi .

У польових транзисторах існують три основні температурні ефекти. Перший обумовлений струмом зміщеного у зворотному напрямі p n -переходу, який

проходить через (закритий перехід)-(затвор)-(витік) і, як правило, експоненціально залежить від температури. Цей струм може змінити напругу зміщення, якщо опір резистора

110

в ланцюзі затвора досить великий. Ефект особливо сильно позначається при високих температурах і практично відсутній у польових транзисторів з ізольованим затвором.

коливаннях температури довкілля, причому температурний коефіцієнт виявляється від’ємним і становить близько 2,2 мВ/°С. Якщо напруга на затворі підтримується сталою, то від’ємний температурний коефіцієнт для φ призводить до додатного температурного коефіцієнта для струму стоку.

Третій ефект пов'язаний із температурними змінами опору каналу, причому температурний коефіцієнт опору виявляється позитивним. Якщо напруга відсічки досить велика, то зміна бар'єрного потенціалу меншою мірою впливатиме на струм стоку, ніж зміна опору. У цьому випадку результуючий температурний коефіцієнт для

струму стоку IC виявляється негативним.

Ці два останніх, протилежних один до одного процесу при певному виборі робочої точки можуть взаємно компенсуватися, і струм стоку буде практично постійним в широкому діапазоні температур (рисунок 5.4).

Рисунок 5.4 – Стік-затворні характеристики польового транзистора при різних температурах

111

За аналогією з підсилювачами на біполярних транзисторах існують три схеми включення польових транзисторів (ПТ) до складу підсилювачів: зі спільним витоком (CВ), зі спільним стоком (CС) та спільним затвором (CЗ). Найбільше підсилення напруги та потужності мають каскади з СВ.

5.1Підсилювач на польовому транзисторі зі спільним

витоком

Принципова схема підсилювача на польовому транзисторі з керованим p n -переходом зі спільним витоком показана на рисунку 5.5.

Резистор RC разом з резистором Rн відіграють роль опoру навантаження для змінного струму. Як і резистори RК у каскадах із CЕ, опір резисторів RC звичайно становить сотні омів – кілоомів.

Резистор RЗ фіксує потенціал затвору на нульовому

рівні за відсутності вхідного сигналу, тому, що затворний струм майже дорівнює нулю. Щоб не зменшувати вхідний

опір підсилювача, опір RЗ звичайно становить сотні омів –

мегаомів. Резистор RВ з конденсатором CВ називають колом автоматичного зміщення робочої точки транзистора на сток-затворній характеристиці. Резистор RВ за аналогією

з резистором RЕ у підсилювачі з CЕ забезпечує також стабільність режиму роботи та параметрів підсилювача на

для термостабілізації, як правило, становить для малопотужних польових транзисторів десятки – сотні омів.

112

+E

Рисунок 5.5 – Підсилювач на польовому транзисторі зі спільним витоком

Для того щоб уникнути зменшення коефіцієнта

обставини:

а) вхідний сигнал не повинен переводити p n -перехід у стан провідності – він завжди повинен бути зміщений у зворотному напрямі (для МОН-транзисторів UЗВ може бути як позитивною, так і негативною

величиною); б) бажано, щоб вхідний сигнал був малим порівнянно

з Uвідс , інакше будуть досить великі нелінійні спотворення;

113

в) якщо сигнал малий, то прийнятніше вибирати робочу точку з малими значеннями UЗВ0 , оскільки в цьому

випадку більші значення струму стоку і крутизни.

де UЗВ0 – напруга затвор-витік спокою; IЗ – струм затвора.

Режим роботи задається шляхом вибору резистора:

Для визначення основних параметрів підсилювального каскаду зі спільним витоком зобразимо його малосигнальну еквівалентну схему для змінних складових струмів та напруг (рисунок 5.6)

Рисунок 5.6 – Схема заміщення каскаду в області середніх частот

Знайдемо основні параметри схеми. Вхідна напруга

Вихідна напруга

Uн SUвх rсв диф RС Rн .

Коефіцієнт підсилення за напругою

Вхідний опір каскаду Rвхсв RЗ.

Вихідний опір каскаду Rвихсв RC rсв диф. RC .

Наявність усіх ємностей необхідно враховувати лише на високих частотах.

При переході в область високих частот необхідно враховувати вхідну і вихідну ємності каскаду, оскільки CЗC

утворює НЗЗ за напругою та у зв'язку з цим збільшує вхідну ємність каскаду.

При розрахунку вхідної ємності повинні бути

шини «–» джерела живлення). Зазначені ємності створюють на високих частотах реактивні складові струмів вхідного ланцюга, що визначають сумарний вхідний струм каскаду:

напруга на стоці знаходиться у протифазі з вхідною напругою, напруга між затвором та стоком буде дорівнювати Uвх Uвих (1 KU )Uвх .

115