ZВХ |
|
ZВЫХ |
RВХ
rБ' |
f |
RВЫХ |
f |
|
|
||
f1 |
f2 |
f1 |
f2 |
|
Рис. 3.14 |
Рис. 3.15 |
|
Выходное сопротивление ZВЫХ на низких частотах оказывается малой величиной из-за влияния ООС по напряжению и определяется выражением (3.29). В диапазоне частот выше f1 глубина ОС уменьшается, а выходное сопротивление растёт, что позволяет говорить о индуктивном характере ZВЫХ (рис. 3.15). Теоретическое определение частот f1 и f2 для рис. 3.14 и 3.15 весьма затруднительно [1]. Получающиеся при этом выражения громоздки и трудно обозримы. Но, как указывалось выше, частотные свойства рассматриваемой схемы для каждого конкретного случая могут быть легко проанализированы с помощью программ проектирования радиотехнических схем на ПЭВМ.
Нелинейные искажения в схеме с ОК благодаря наличию ООС намного меньше, чем в схеме с ОЭ. Этот выигрыш особенно заметен при малых значениях сопротивления источника сигнала R1 (см. рис. 3.6). В этом случае создаются наиболее благоприятные условия для действия последовательной по входу обратной связи. С ростом R1 глубина последовательной ООС уменьшается, и нелинейные искажения растут, приближаясь к уровню, характерному для схемы с ОЭ.
Следует отметить, что схему с ОК часто называют эмиттерным повторителем за то, что сигнал на выходе почти не отличается от сигнала на входе (коэффициент передачи близок к единице, сигнал на входе и выходной сигнал имеют одинаковую фазу, искажения формы сигнала практически отсутствуют).
81
Для всего большого количества разнообразных полевых транзисторов (ПТ) характерно наличие трёх основных электродов, сопоставимых с соответствующими электродами биполярного транзистора (исток-эмиттер, затвор-база, сток-коллектор). Основные типы ПТ, отличающиеся технологией изготовления, полярностью напряжения питания и параметрами, а также их входные и выходные характеристики представлены на рис. 3.16, а – ж. Основное деление полевых транзисторов осуществляется по типу проводимости канала. Различают ПТ с каналом n-типа и р-типа. Тип канала определяет полярность напряжения питания цепи стока.
На рис. 3.16, а – б представлены транзисторы с затвором в виде управляемого p-n-перехода с каналами n- и p-типа соответственно.
82
Канал n-типа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Канал p-типа |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
З |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
З |
|
|
|
|
|
|
С |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
а |
|
|
|
|
|
|
|
IC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ICH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IC |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
-UЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+UЗ |
-UЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+UЗ |
|||||||||||
UOTC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
IC |
IC |
г |
-UЗ |
+UЗ |
-UЗ |
+UЗ |
д |
IC |
IC |
е |
-UЗ |
+UЗ |
-UЗ |
+UЗ |
IC
ж
UC
Рис. 3.16
83
Рабочая область напряжений между затвором и истоком для транзистора (см. рис. 3.16, а) находится в промежутке от UЗ = 0 до –UOTC. Для транзисторов с p-каналом (рис. 3.16, б) эта область лежит справа от UЗ = 0. Рис. 3.16, в – е относятся к ПТ с изолированным затвором и с встроенным каналом (рис. 3.16, в – канал n-типа; рис. 3.16, г – канал p-типа). Постоянное напряжение на затворах этих транзисторов может быть как положительным так и отрицательным. На рис. 3.16, д – е представлены ПТ с изолированным затвором и с индуцированным каналом (рис. 3.16, д – канал n-типа; рис. 3.16, е - канал p-типа). Их рабочие области находятся соответственно справа и слева от UЗ = 0. Выходные характеристики для всех типов транзисторов имеют одинаковую форму (рис. 3.16, ж), но при этом следует учитывать, что на сток транзисторов с n- каналом подается положительное напряжение, а с p-каналом – отрицательное. Существующие различия между типами ПТ, технологиями их изготовления, полярностями напряжений на электродах и т.д. не оказывают заметного влияния на вид эквивалентной схемы, применяемой для описания работы усилительных устройств, собранных на этих транзисторах. Это обстоятельство позволяет использовать для дальнейшего анализа только один тип транзистора (с управляемым p-n-переходом и каналом n-типа). При этом проведенный анализ в равной мере будет относиться и ко всем остальным типам ПТ.
Принципиальная схема каскада с общим истоком представлена на рис. 3.17.
I0C |
iC |
CЗС
|
R1 |
ССИ |
|
|
|
|
u2=uСИ |
R2 |
|
|
СЗИ |
|
||
|
|
|
|
|
E1 |
u1=uЗИ |
|
I0C |
|
|
|
|
|
|
|
E0З |
E0C |
iC |
|
|
Рис. 3.17 |
|
|
|
84
Переход затвор-исток всегда включается в обратном направлении, следовательно, постоянный ток в цепи затвора не протекает. Постоянный ток стока I0C течёт от +E0C через R1, от стока к истоку и возвращается к –Е0C. Приложенное к затвору в настоящий момент положительное мгновенное значение напряжения источника сигнала приводит к увеличению тока стока. Это означает, что переменная составляющая тока стока iC в рассматриваемый момент времени протекает в ту же сторону, что и постоянная составляющая. Переменный ток стока, протекая по сопротивлению R2, создаёт на нём падение напряжения u2 с плюсом внизу и минусом вверху. Таким образом, схема с общим истоком меняет фазу усиливаемого сигнала на 1800.
Эквивалентная схема каскада представлена на рис. 3.18, а. На этой схеме крутизна транзистора S определяется как отношение приращения тока стока ∆iC к приращению напряжения на затворе ∆uЗ при постоянном напряжении на сто-
ке uC = const:
|
|
S = ∆iC . |
|
|
|
|
∆uЗ |
|
|
|
З |
|
|
С |
|
R1 |
CЗС |
|
|
Е1 |
u1 = uЗ |
SuЗ |
Ri |
u2 = uC R2 |
|
RЗ |
CЗИ |
|
ССИ |
а |
|
|
|
|
|
И |
|
|
И |
|
З |
|
|
С |
|
R1 |
|
|
|
E1 |
u1 = uЗ |
С0 |
|
u2 = uC R2 |
б |
RЗ |
SuЗ |
Ri |
CCИ |
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
И |
|
|
Рис. 3.18 |
|
|
85