promel (967628), страница 26
Текст из файла (страница 26)
' бенность заключается в том, что полевой транзистор уира ло входной цепи напряжением, а не током. По этой причине з режима покоя в каскадах на полевых транзисторах осуществл подачей во входную цепь каскада постоянного напряжения со: ствующей величины и полярности. Этой особенности уделяется ное внимание при анализе каскадов на полевых транзистор постоянному току.
Полевые транзисторы, так же как и биполярные, имеют три с включения, В соответствии с названиями электродов различают кады с общим стоком (ОС), общим истоком и о б щ и м з а т в о р о м (03). Каскад 03 обладает низким ным сопротивлением, в связи с чем он имеет ограниченное пр' ческое применение. Поэтому ниже рассматриваются только ка ' ОС и ОИ.
Рассмотрение ведется для транзисторов с каналом и- С учетом изменения полярности напряжений питания его можн пользовать и для усилительных каскадов на транзисторах с лом р-типа. Усилительный каскад Оо Схема усилительного каскада ОИ приведена на рис. 2.10. К, выполнен на МЛП-транзисторе со встроенным каналом п-типа, которого возможна как в режиме обогащения, так и в режиме. Основными элементами каскада являются источник питания анзистор Т и резистор )с,.
Нагрузка подключена через разлитель ный конденсатор Сае к стоку транзистора. Основные элемены каскад ада выполняют вспомогательную роль. Элементы гс,, Яь П„ редиазн назначены для задания У,„, в режиме покоя. Резистор я„созаетв к Р "","„, де отрицательную обратную связь по постоянному току, а, рис, 2.10. Схема усиаитеаьного кас. Рис. 2.11. Графическое определение када ОИ режима покоя каскада ОИ иа выходных характеристиках траиаис- тора служащую для стабилизации режима покоя при изменении температуры и разбросе параметров транзистора. Конденсатор С„предназ.
иачен для исключения отрицательной обратной связи по переменному току. Разделительный конденсатор Ср, обеспечивает связь каскада с источником входного сигнала. Принцип выбора режима покоя тот же, что и для схемы на биполярном транзисторе (рис. 2.11). Соотношения (2,3) и (2 4), исполь- Уемые при выборе режима покоя, здесь можно записать в следующем виде: (2. 44) ~оп ь ~ем (2.45) ток, „„., очка покоя П размещается на линии нагрузки по постоянному которая проходит через точки а и б (рис.
2.11). Для точки а )~л„„„' ()ы = + Е,; для пт'тю1 б П,„= О, ) = Е,)Я, + П„) " "агрузки по переменному току определяется сопротивлением )(е 1 )тв. В многокаскадных усилителях нагрузкой каскада иеген в то „" ~ходная цепь последующего каскада, обладающая достаруз„1'оким входным сопротивлением Я„. В таких случаях нагане „к~~~ада по переменному току в значительной степени опредемеи " сопротивлением Я,, выбираемым по меньшей мере иа порядок )тва По этой причине для каскадов предварительного уси- 100 ления наклон линии нагрузки по переменному току (прямая в незначительно отличается от линии нагрузки по постоянному т и в ряде случаев их учитывают одной прямой а — б, Рассмотрим вопросы, связанные с осуществлением требуем режима покоя в каскаде (задание величии (1,„ч и 1, ). Ток стока, коя 1, и напряжение сток — исток покоя У,„ь связаны соотио пнем У,„, = Е, — 1„(Л, + Я„) (2, и определяются напряжением затвор — исток транзистора !1 соответствующим точке покоя Напряжение (у„„представляет со параметр стоковой характеристики, проходящей через точку цо П (рис.
2.11). Как известно (см. Э 1.4), полевой транзистор со встроенным налом может работать как в режиме обогащения канала носител заряда, так и в режиме обеднения. Поэтому полному диапазону ходных характеристик этого транзистора соответствуе! напряж затвор — исток, изменяемое не только по величине, но и по зи (см. рис, 1,40, б). По указанной причине в режиме покоя напра ние на затворе моясет иметь как положительную, так и отр тельную по ярность относительно истока и даже быть ровным н Рассмотрим случай, когда У,„, ='О.
Поскольку он являетс тому же типичным для каскада ОН на полевом транзисторе с переходом (см, рис. !.Зб), излагаемый ниже принцип задания,' буемого режима покоя целиком переносится и на указанный кас Элементами, предназначенными для создания напряж (1,„,( 0 в режиме покоя, являются только резисторы К„и К„' рис. 2.10)., резистор 11, не нужен. Необходимые величины и по ность напряжения получаются на резисторе Я„в результате п кания через него тока 1„, = 1„. В связи с этим выбор Р„произв по величине 11„= и,„.11чч Резисгор Я, предназначен для обеспечения потенциала зат, равным потенциалу нижнего вывода резистора )с„т, е. для по напряжения У,„, с резистора )х'„между затвором и истоком т, зистора.
Сопротивление Яе выбирают на несколько порядков ме' входного сопротивления транзистора. Это необходимо для исключ влияния температурной нестабильности и разброса значения ного сопротивления транзисторов на величину входного сопр пения каскада. Значение Д, принимают равным 1 — 2 МОм. Помимо обеспечения требуемого напряжения У резисто создает отрицательную обратную связь в каскаде, препятству изменению тока 1„под действием температуры и разброса пар ров транзистора. Тем самым функция резистора Я„сводится к стабилизации режима покоя каскада. С целью повышения ста ности часто идут на увеличение )х„ сверх значения, нужного для печения напряжения У,„,.
Требуемая при этом компенсация точного напряжения У„, осуществляется подачей на затвор соо !Об йз и. = и, — ис„= (,.߄— Е, сип и + (2. 48) ии, — и„ (2,49) Велнчнпу (/пп определяют с учетом выбора напряжения питания: (2. 50) Величина Й, оказывает влияние на частотные свойства каскада; ссчитывают, исходя из верхней чйстоты диапазона С точки зре„ия расширения частотного диапазона. сопротивление й, желательно уменьшать.
Приняв в качестве известной величину внутреннего сопротивления транзистора и;, получим оценку возможных значений )7 ° )7 = (0,05 —: 0,15)го Относительно напРЯжениЯ (7ип можно высказать те же сообРаження. что н для напряжения с7„в каскаде ОЭ: повышение напряжения (7и„благоприятно сказывается на стабильности точки покоя вследствие увеличения сопРотивления Й„, однако при этом возрастает требуемое напряжение источника питания Е,. В связи с указанным напряжение (у,„выбирают порядка (0,1 —: 0,3) Е,.
По аналогии с выражением (2,!О) имеем си+ ~си~с (2.5!) 0,7 —: 0,9 Прн (успп ) 0 необходимость включения резистора !с, диктуется требованием стабилизации режима покоя. Включение резистора )71 здесь обязательно. Выбор элементов производится с использованием соотношений (2.48) — (2,5!).
При этом в выражениях (2.48), (2 49) следует соответственно либо положить напряжение (у,„равным нулю, либо изменить знак перед напряжением (/,и . Режим ~спи> 0 является типичным для полевых транзисторов с индуцнРованным каналом (см. Рис. 1.41, б). Поэтому с учетом изменения знака пеРед ()с„п соотношениЯ (2.48), (2.49) использУют длЯ Расчета в~пей смещения каскада ОИ на этих транзисторах. ив Вгябор типа транзистора производят с учетом тех же данных, что в каскаде ОЭ, учитывают максимальный ток стока 1,,„, макс"мальное напряжение (у,„,„и максимальную рассеиваемую мощть в транзисторе Рр„,„(рис.
2.11). 1'~скад ОИ, так же как и схема ОЭ на биполярном транзисторе, туплени' "у ествляет поворот по фазе ва 180' усиливаемого сигнала. Посение на вход, например, положительной полуволны напряжения в, 11) вызывает увеличение тока стока н соответсзвенно повырис. 2 ение е напряжения на резисторе и уменьшение напряжения стока. пол ы"оде будет выделена полуаолна напряжения отрицательной ' Яри„,н 107 ;него напряжения (7„пусем вьлючсния в схем) рез стора Йо ,ихнего Из у"'"' ловца указанной компенсация получаем соотношение, которое быть использовано для расчета сопротивления может ь Ки = — = = Б(га 11 )э )! и„Ю,„(г, )) Я„) и„(),„ или Зг!)(„ Ки = е1 -1. Ля Произведение Вг; называют статическим коэффиц; е н т о м у с и л е н и я р полевого транзистора.
С учетом сооти щения 5гг = р формула (2.53) принимает вид И)!и и= ге+ )'н (2. На основании выражения (2.54) возможен второй вариант по роения схемы замещения каскада ОИ вЂ” с источником напряжен рУ„(рис. 2.12, б). 108 Проведем анализ каскада по переменному току. Поскольку и зитные емкости каскада определяются межэлектродными емко полевого транзистора и зависят от схемы включения, анализ ка будем проводить по полной схеме заме|пения транзистора рис. 1.38, а), учитывающей и межэлектродные емкости.
Схема. мещения каскада ОИ пока ям на рис. 2.12, а. Схема замещения основ ! б „Г,„на иСПолЬЗОВаинн ИстоЧнИКа 'г "е Ян амк ка 5У, з выходной цепи. ', ЮХ противления )с„Яя, екле ные параллельно в выход цепи, определяют сопротив те ние нагрузки Дн = К!е 1( Сопротивления йз„)с, в сх г; замещения каскада ОИ та я я бйи включены паралледьно. скольку входное сопротив .ееия пие каскада„как правило,; щественно больше ес„, вход' б) напряжение каскада прнннм равным Е„. Емкости раза Рис. 2.12.
сяелеа замещения каскада тельных конденсаторов С и Ои с источником тока (а) и источни и конденсатора С достато Рм ком напряжения (б) и велики и их сопротивления. переменному току близки к лю. Поэтому иа схеме замещения эти конденсаторы, как и бло' рованный конденсатором С, резистор Р„, не показаны. Выражение для коэффициента усиления каск д а п о н а п р я ж е н и ю для средних частот, когда сопротивц ння оставшихся в схеме замещения конденсаторов еще достаточ велики, записывается в виде 6 лучае, когда схема ОИ является каскадом предварительного силен иия в многокаскадном усилителе, )7а = !та !! Рааж )т,. Если „к тому же, что Л,<<гь то коэффициент усиления каскада честь яжению „о напр Кс 5((а (2.55) входное сопротивление каскада ОИ определяется пара раллельно соединенными сопротивлениями я, и (х„= !7, !! й,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
