Таблица 2.1

Характеристики БТ при различных схемах включения

Среди усилительных каскадов, выполненных на полевых транзисторах, наиболее широкое применение получил каскад, в котором ПТ включен по схеме с общим истоком. На рисунке 2.29 приведена принципиальная схема наиболее распространенного варианта каскада с ОИ с цепью автосмещения, служащей для обеспечения режима работы ПТ по постоянному току.

Если БТ разделяется на два типа — p-n-p и n-p-n, отличающиеся противоположными полярностями питающих напряжений, то разновидностей ПТ существует, по меньшей мере, шесть. Рассмотрим схему рисунка 2.29, где изображен ПТ с p-n переходом и n-каналом. Анализ каскадов на других типах ПТ будет отличаться лишь в незначительных деталях.

Рисунок 2.29. Усилительный каскад с ОИ

Выходные статические вольтамперные характеристики (ВАХ) ПТ представлены на рисунке 2.30. В отличие от БТ, у ВАХ ПТ имеется значительная область управляемого сопротивления, в которой возможно использование ПТ в качестве электронного управляемого резистора. В качестве усилительного элемента ПТ используется в области усиления.

Рисунок 2.30. Выходные статические характеристики ПТ

В отсутствие входного сигнала каскад работает в режиме покоя. С помощью резистора R_>и задается напряжение смещения U_>0=I_>с>0·R_>и, которое определяет ток покоя стока I_>с>0.

Координаты рабочей точки определяются соотношениями:

U_>с>0 ≥ U_>вых + U_>R,

где U_>R — граница области управляемого сопротивления на выходных статических характеристиках транзистора (рисунок 2.30),

U_>R ≈ (1…2) В;

I_>с>0 ≥ U_>вых/R_>≈,

где R_>≈= R_>с∥R_>н — сопротивление нагрузки каскада по переменному току;

где U_>отс — напряжение отсечки, I_>си — ток стока при U_>зи=0 В (либо при U_>зи=2U_>отс для ПТ в режиме обогащения, см. рисунок 2.33 в подразделе 2.10).

С помощью резистора R_>и, помимо задания необходимого напряжения смещения, в каскад вводится ООС, способствующая термостабилизации (у ПТ как и у БТ наблюдается сильная температурная зависимость параметров), на частотах сигнала эта ОС устраняется путем включения C_>и.

Графически проиллюстрировать работу каскада с ОИ можно, используя проходные и выходные статические характеристики ПТ, путем построения его динамических характеристик. Построение во многом аналогично каскаду с ОЭ и отдельно не рассматривается.

Нетрудно показать, что каскад с ОИ, как и каскад с ОЭ, инвертирует входной сигнал.

На рисунке 2.31 а,б,в приведены, соответственно, малосигнальные схемы для областей СЧ,НЧ, и ВЧ.

Рисунок 2.31. Схемы каскада с ОИ для СЧ, ВЧ и НЧ

Для расчета параметров усилительного каскада по переменному току удобно использовать методику, описанную в разделе 2.3, а ПТ представить моделью, предложенной в разделе 2.4.2.

 В результате расчета в области СЧ получим:

K_>0 = S_>0R_>экв,

где R_>экв= R_>с∥R_>н;

g_>вх ≈ 1/R_>з,

g_>вых ≈ g_>с = 1/R_>з.

Эти соотношения получены в предположении, что низкочастотное значение внутренней проводимости транзистора