Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 20
Текст из файла (страница 20)
3.32, 3.33 и 3.34 соответствуют случаи выбора режима при выходном импульсе, имеющем полярность противоположного знака. Отметим, что наличие значительного начального триодного участка у характеристик тока стока полевого транзистора не позволяет полу- пить, как в случае применения в выходном каскаде биполярного транзистора, высокое использование напряжения источника питания гц,„„!Е„). При выходном импульсе положительной полярности ~рис. 3.32) рабочая точка выбирается на нижнем участке прямой нагрузки при ггт уса р р сса ~ сл сг бал Га игвы Рис. 3.33. Выбор режиме работы выходного каскада на по.
левом транзисторе при импульсе отрицательной полярности на выходе усилителя 1ст рутсхт Г„, Гг 1бга ! ьз и йиа„ Рис. 3.34. Выбор режима работы выходного каскада на полевом транзисторе при усилении импульсов обеих полярно. стеб напряжении на затворе Е„ж 0,9 Е„,. Амплитуда импульса тока !„ж 0,9 1, — 1„, где т'с — ток стока при Е, = О. При выходном импульсе отрицательной полярности (см.
рис. 3.33), а также в случае усиления импульсов обеих полярностей (см. рис. 3.34), используется тот же рабочий участок прямой нагрузки для переменного тока, что и при выходном импульсе положительной полярности. Коэффициент усиления выходного каскада легко определяется непосредственно из построения оамх ~ Е, — Ехо~ где Е,е — напряжение на затворе, соответствующее положению рабочей точки; Е,' — напряжение на затворе, соответствующее вершине импульса тока. Сопротивление нагрузки Ун в большинстве случаев представляется параллельным соединением )т„)т'„и С„.
Если гг„=оо (или достаточно велико), то при этом наклон прямой на-Еп грузки *для переменного тока полностью (или практически полностью) зависит от выбора сопротивления режимного резистора Яе, Очевидно, что при выборе сопротивлений резисторов тт, тт'е и тт' (см. рис. 3.30), следует исходить из необходимого наклона нагрузочных прямых для переменного и постоянного токов, На основании рис.
3.28 можно запи- сать Ео й+й, +йэ =— ~с (3.25) Рнс. 3.33. Прннннпнальная схема нстоконого понторн. тела Лейн Е (3.26) Л,+~не те Вначале определяется Я, Я„считается известным) и далее сумма )т'+ )х' . В ряде случаев может встретиться обратная задача— определение по данным )т, )т„)т и тт„отношений Е„/1; и Ее г1о" с последующим построением нагрузочных прямых и оценкой приемлемости выбранных арНог! сопротивлений резисторов (кроме )тн). Заметим, что наклон нагрузочных прямых допустимо изменять в некоторых пределах в зависимости от соотношения Уям, и Его а также в случае работы с импульсом тока, который меньше максимального для выбранного типа транзистора. Выбор режима истокового повторителя (рис. 3.35) при большом сигнале на входе аналогичен выбору режима выходного каскада с общим истоком.
Графический расчет режима иллюстрируется теми же примерами (см. рис. 3.32, 3.33 и 3.34). При этом, однако, необходимо учитывать следующее. 1. Полярность импульса напряжения на выходе истокового повторителя та же, что и на его входе. Поэтому рис. 3.33 соответствует случаю выходного импульса положительной полярности, а рис. 3.32— выходному импульсу отрицательной полярности. 2. Сопротивления нагрузки для постоянного и переменного токов в случае истокового повторителя определяются выражениями: й =й+Кр, Р в + йи (3.27) В соответствии с (3.27),атакжеучитывая связь )г и (с снаклоном прямых нагрузки, можно записать (см.
рнс. 3.28) д г„ д+ д„с„ /(+ йэ — — —, бп /с (3.28) 3. Коэффициент передачи истокового повторителя К„= и,„„ и,„„+)б,' — б„)' (3.29) где (/,„, + ~ Е,' — Е„~ — амплитуда импульса на входе потокового повторителя. Соответствующие значения (/„„, и ~ Е; — Е,„~ можно найти из графического построения. Заметим, что при большой амплитуде импульса напряжения на входе истокового повторителя выбор режима предоконечного каскада следует выполнять, придерживаясь методики, указанной для выходного каскада. Температурная стабилизация режима работы. Параметры полевого транзистора, так же как и биполярного, зависят от температуры.
Изменение температуры оказывает влияние на ток учечки затвора, величину контактной разности потенциалов р-и-перехода между затвором и каналом и на изменение подвижности основных носителей заряда. Ток утечки имеет приближенно экспоненциальную зависимость от температуры и при высокой температуре и значительном сопротивлении резистора Р, в цепи затвора (порядка единиц мегом) создает на нем заметное дополнительное смешение, что может привести к существенному изменению положения рабочей точки и режима каскада.
У полевых транзисторов с изолированным затвором ток утечки затвора более чем на порядок меньше, чем у транзисторов с р-и-переходом. В связи с этим влияние температуры на режим работы, проявляющееся через изменение тока утечки затвора, у этих транзисторов отсутствует. При выборе сопротивления резистора Я, порядка 200 †3 кОм, что вполне допустимо в импульсном усилителе, можно практически не считаться с влиянием изменения тока утечки при повышении температуры. В импульсном усилителе выбор сопротивления резистора в цепи затвора обычно имеет значение лишь в отношении качества воспроизведения вершины импульса. Влияние сопротивления резистора данного каскада на общее сопротивление нагрузки предшествующего каскада допустимо не учитывать, если иметь в виду, что сопротивления нагрузок в импульсном усилителе достаточно малы (сотни ом, кнлоомы), а сопротивление /г, обычно на два-три порядка больше сопротивления нагрузки.
Входное сопротивление усилителя во многих случаях определяется сопротивлением )те в цепи затвора первого каскада. При малом внутреннем сопротивлении )т, источника сигнала влияние резистора )та первого каскада на основные параметры входной цепи практически отсутствует. При относительно же большом сопротивлении )т', входное сопротивление усилителя в некоторых случаях необходимо специально уменьшить с тем, чтобы довести время установления входной цепи до приемлемого значения (при этом соответственно падает коэф- фициент передачи входной цепи).
гг,егА Таким образом, выбор резистора )т'е с сопротивлением 200 — 300 кОм (чтобы избежать влияния изменения температуры) не приводит к ухудшению И'о" параметров усилителя. Зависимость тока стока от температуры обусловлена ее влиянием на контактную разность потенциалов и степень боаГ подвижности основных носите- лей заряда. При повышении илн гарггогглггболыгпл понижении температуры контаклгаена тная разность потенциалов и подвижность основных носителей имеют такую направленность Рнс.
з.зв, стоко-затворные харантерн- своего изменения, которой соотетнкн полевого транзистора Кп!Оэпрн ветствует противоположный ха- ! - 20чС н ! = ВО'С. Термостабнльная точка — точка пересечения характе- Рактер влияния этих факторов рнетнк на ток стока. На стоко-затворной характеристике транзистора можно указать точку, называемую термостабильной, которая практически не меняет своего положения при изменении температуры.
В втой точке имеет место компенсация указанных противоположных по характеру своего воздействия на ток стока влияний. В качестве примера рис. 3.36 представлены стоко-затворные характеристики полевого транзистора КП)03 при ! = + 20' С н = +80' С (23!. Как видно из рисунка, термостабильной точке соответствует напряжение на затворе сравнительно близкое к напряжению отсечки. Для большей части с!око-затворной характеристики, лежащей левее термостабильной точки, температурный коэффициент тока отрицателен.
При повышении температуры ток стока в этой области уменьшается и также несколько уменьшается крутизна характеристики. При понижении температуры характер изменений будет обратным. Для температурной стабилизации режима работы каскадов на полевых транзисторах используются те же методы, что и при температурной стабилизации каскадов на биполярных транзисторах. Простым и одновременным эффективным способом температурной стабилизации является, в частности, применение отрицательной обратной 98 связи по постоянному току. На рис. 3.37 показана схема реостатного каскада с сопротивлением автоматического смещения 1с„в цепи истока и постоянным напряжением Е, действующим навстречу напряжению автоматического смещения. Конденсатор С, если он специально не выбран малой емкости, блокирует резистор тт„, устраняя отрицательную обратную связь по переменному току.
При Е = 0 эффективность стабилизации в рассматриваемой схеме мала, так как сопротивление резистора тс„нельзя выбрать достаточно большим из-за необходимости создания на нем определенного — Ел смещающего напряжения на затворе. Выбор достаточно большого постоянного напряжения Е, превышающего 7, /8, позволяет значительно увеличить сопротивленне резистора Й„, а следовательно, и глубину отрицательной обратной связи ) по постоянному току. При этом стаби- р, лизация тока стока существенно улуч- Ь шается, одновременно стабилизируется Е и крутизна стоковой характеристики. Эффективность стабилизации можно приближенно оценить отношением (3.301 Л1, 1+50„' Как следует из формулы (3.301, изменение Ет7, тока стока в рабочей точке будет в 1+ Ю„раз меньше изменения й7, тока насыщения. Очевидно, что сопротивление резистора 1С„желательно выбрать возможно большим.
Предельное значение сопротивления Р„определяется исходя из допустимого минимального наклона нагрузочной прямой для постоянного тока. При прочих равных условиях наклон нагрузочной прямой будет тем меньше, чем больше напряжение Е„источника питания. Прн выборе этого напряжения следует учесть, что оно во всяком случае должно быть меньше напряжения пробоя (при запертом транзисторе напряжение на стоке равно Е,3.
Как и для биполярного транзистора схема стабилизации не только уменьшает влияние изменения температуры на режим работы полевого транзистора, но ослабляет также влияние разброса параметров транзисторов одного типа, что существенно при их смене, Л н т е р а т у р а: (1, 3, 1О, 11, 12, 320 Глава 4 РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ Расчет отдельных каскадов выполняется после определения примерного числа каскадов усилителя и выяснения основных данных (времени установления Г и коэффициента усиления К при допустимом выбросе), которым должен удовлетворять отдельный каскад, На основании предварительного выбора (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
