Усилительный каскад на полевом транзисторе с общим истоком.

В настоящее время широкое распространение получили усилительные каскады на полевых транзисторах, так как они обладают существенно большим входным сопротивлением по сравнению с усилительными каскадами на биполярных транзисторах.

Наиболее часто используют усилительный каскад с общим истоком, схема которого приведена на рис. 10.41.

В этом каскаде резистор Rc, помощью которого осуществляется усиление, включен в цепь стока. В цепь истока полевого транзистора VT включен резистор Яи, создающий необходимое падение напряжения в режиме покоя, являющееся напряжением смещения между затвором и истоком изио. Резистор в цепи затвора R3 обеспечивает в режиме покоя равенство потенциалов затвора и общей точки усилительного каскада. Следовательно, потенциал затвора ниже потенциала истока на величину падения напряжения на резисторе Яи от постоянной составляющей тока истока /и0. Таким образом, потенциал затвора является отрицательным относительно потенциала истока на величину

^зио “ ^ио %

Входное напряжение ивх подается на резистор R3 через разделительный конденсатор С1. При подаче переменного входного напряжения в канале полевого транзистора появляются переменные составляющие тока истока ?и и тока стока ?с, причем ?и ~ ?с. За счет падения напряжения на резисторе RM от переменной составляющей тока ?и переменная составляющая напряжения пзи между затвором и истоком, усиливаемая полевым транзистором, определяется выражением

Для устранения ООС по переменному току параллельно резистору Ки включают конденсатор Си, сопротивление которого на самой низкой частоте/н усиливаемого напряжения должно быть во много раз меньше сопротивления резистора. При этом условии падение напряжения от тока истока на цепочке ЯИСИ, называемой звеном автоматического смещения, очень небольшое, так что по переменной составляющей тока исток можно считать соединенным с общей точкой усилительного каскада. Емкость конденсатора звена автоматического смещения рассчитывается по формуле

Выходное напряжение снимается через конденсатор связи С2 между стоком и общей точкой каскада, т.е. оно равно переменной составляющей напряжения между стоком и истоком иси.

Схема усилительного каскада с общим истоком

Рис. 10.41. Схема усилительного каскада с общим истоком

На рис. 10.42 приведен графический анализ работы усилительного каскада на полевом транзисторе с общим истоком с помощью передаточной (рис. 10.42, а) и выходных (рис. 10.42, б) ВАХ.

Рабочая точка О в режиме покоя обычно выбирается в середине рабочего участка линии нагрузки, так что при этом нелинейные искажения усиливаемого напряжения минимальны. Сопротивление резистора RH звена автоматического смещения определяется из выражения:

При подаче на вход усилительного каскада переменного напряжения ивх появляется переменная составляющая тока стока ic (рис. 10.42, а). Изменение этого тока приводит к изменению напряжения между стоком и истоком иси, его переменная составляющая иси является выходным напряжением ивых усилительного каскада. Из рис. 10.42 видно, что выходное напряжение ивых противофазно входному пвх, причем оно значительно больше входного напряжения, так как напряжение в цепи стока транзистора значительно больше, чем в цепи затвора.

Коэффициент усиления по напряжению Kv усилительного каскада с общим истоком определяется по формуле

где S — крутизна характеристики; Rt — внутреннее (выходное) сопротивление транзистора.

Графический анализ работы усилительного каскада с общим истоком

Рис. 10.42. Графический анализ работы усилительного каскада с общим истоком

Входное сопротивление полевых транзисторов, т.е. сопротивление между затвором и истоком, имеет значение порядка 108 Ом, поэтому входное сопротивление рассматриваемого усилительного каскада определяется сопротивлением резистора R3, который подключен параллельно входным зажимам полевого транзистора:

Выходное сопротивление современных полевых транзисторов, т.е. сопротивление между стоком и истоком, имеет значение порядка

104—106 Ом, поэтому выходное сопротивление усилительного каскада на полевом транзисторе определяется сопротивлением резистора Яс:

т.е. RBUX < < RBX, что является важным преимуществом усилительных каскадов на полевых транзисторах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >