Ошибка базы данных WordPress: [Table './meandr_base/anzpz_usermeta' is marked as crashed and last (automatic?) repair failed]
SELECT user_id, meta_key, meta_value FROM anzpz_usermeta WHERE user_id IN (1) ORDER BY umeta_id ASC

0

Усилительный каскад на полевом транзисторе

Рассмотрим простейший усилительный каскад на полевом транзи­сторе, включенном по схеме ОИ, принципиальная схема которого приве­дена на рис. 5.16. В качестве активного элемента каскад содержит n-ка­нальный полевой транзистор с управляющим p-n-переходом.

5.16

К входу каскада подключается источник входного сигнала (генератор с эдс er = Er m sinωt и внутренним сопротивлением Rr). На выходе каскада включена нагрузка Rн.

Рассмотрим вначале режим покоя (er = 0) или, как его часто называют, режим работы каскада по постоянному току, и определим его параметры. Особенность полевого транзистора с управляющим переходом состоит в том, что напряжения Uзии Uси имеют противоположные знаки. Для n-ка­нального транзистора Uзи < 0, а Uси > 0. В этой ситуации для того, чтобы из­бежать использования двух источников питания применяется так назы­ваемое автоматическое смещение цепи затвор–исток. Его механизм за­ключается в следующем. Цепь стока питается от положительного полюса источника питания Eс.При  этом в цепи Rc – канал транзистора – Rи проте­кает ток Ic0, который на резисторе Rи создает падение напряжения Uи0 = Iс0Rи. Это напряжение через резистор Rз прикладывается к промежутку затвор–исток. Заметим, что поскольку Iз0 = 0, падение напряжения на рези­сторе Rз тоже равно нулю, т. е. Uз0 = 0. В этом случае

Uзи0 = Uз0 Uи0 = – Ic0Rи.

Так как сток тока Ico связан в режиме насыщения (именно этот ре­жим используется в усилительных схемах) с напряжением Uзи0 соотноше­нием (5.2), то для определения параметров режима покоя Uзи0 и Ic0 необ­ходимо решить систему уравнений:

5.55     Эта система может быть решена аналитически или графически [7]. Графическое решение системы, в ходе которого определяется положение точки покоя на характеристике прямой передачи, иллюстрирует рис. 5.17.

5.17

Третий параметр режима покоя – напряжение Uси0 находится из урав­нения:

 

                    Uси0 = Ec Ic0 (Rc + Rи)                   (5.6)

Рассмотрим работу каскада в режиме усиления (er ≠0). Для этого по­строим эквивалентную схему каскада по переменному току. Ограничимся режимом средних частот и малого сигнала. При этом сопротивления раз­делительных конденсаторов можно считать равными нулю, а сопротивле­ния паразитных емкостей структуры транзистора – равными бесконечно­сти, т. е. можно использовать низкочастотную эквивалентную схему тран­зистора (рис. 5.18).

5.18

Рис. 5.18

 Эквивалентная схема усилительного каскада по переменному току при­ведена на рис. 5.19.

5.19Транзистор моделируется источником тока SUзи и внутренним сопротив­лением Ri. Резистор Rс по пе­ременному току оказывается вклю­ченным параллельно Ri и Rн. Резистор Rи на схеме не показан, поскольку шунтируется для устранения отрицательной обратной связи по перемен­ному току конденсатором Си. Обычно Ri >> Rc и влиянием Rc можно пре­небречь. Для учета влияния нагрузки используют эквивалентное сопро­тивление R= Rс||Rн . В соответствии с эквивалентной схемой можно запи­сать Uвх=U3u ; Uвых=-SUзuRС, тогда коэффициент усиления по напря­жениюва

.

  (5.7)

 

 

Знак минус в (5.7) свидетельствует о том, что усилительный каскад на полевом транзисторе, включенном с общим истоком, инвертирует сигнал, аналогично каскаду на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ. Из (5.7) также следует, что важнейшим параметром, определяющим уси­лительные свойства транзистора, является его крутизна. Для увеличения крутизны, как уже отмечалось, необходимо сокращать длину каналу lk, увеличивать его ширину W (W >> lk), а также использовать материалы с более высокой подвижностью электронов, в частности арсенид галлия. Входное сопротивление каскада Rвх=Rз может быть очень большим (по­рядка мегаома), а выходное сопротивление Rвых ≈ Rc. Высокое входное со­противление является важным достоинством каскадов на полевых транзи­сторах.

Контрольные вопросы

  1. Объяснить принцип работы полевого транзистора  с p-n-переходом и его статистические характеристики.
  2. Объяснить принцип работы полевого транзистора с изолированным за­твором.
  3. Какие разновидности МДП-транзисторов вы знаете? Поясните физиче­ские явления, на основе которых эти транзисторы работают.
  4. Какой участок характеристик полевого транзистора используется в усилителях?
  5. Какой участок характеристик транзистора  используется в управляе­мых делителях напряжения?
  6. Нарисуйте схему управляемого делителя напряжения.
  7. Представьте схему генератора стабильного тока на полевом транзи­сторе.
  8. Объясните эквивалентную схему полевого транзистора для малого сиг­нала.
  9. Почему входное сопротивление полевых транзисторов очень большое?

Источник:В.А. Нахалов,Электронные твердотельные приборы

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *