Материал: Попов Э.Г. Основы аналоговой техники. Учеб. пособие для студ. радиотехнических спец

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

3.2.Схемы включения полевых транзисторов

3.2.1.Общие сведения

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.

3.2.2. Включение полевого транзистора по схеме с общим истоком

Принципиальная схема каскада с общим истоком представлена на рис. 3.17.

I0C

iC

CЗС

 

R1

ССИ

 

 

 

 

u2=uСИ

R2

 

СЗИ

 

 

 

 

 

E1

u1=uЗИ

 

I0C

 

 

 

 

 

 

E

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

C

 

 

 

 

 

И

 

 

И

 

 

Рис. 3.18

 

 

85