Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Усилительные каскады на полевых транзисторах




В отличие от биполярных полевые транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление (до десятков МОм). Поэтому и усилительные каскады на полевых транзисторах обладают большими входными сопротивлениями. Управление током, в полевых транзисторах осуществляется изменением проводимости канала р- или. п -типа, через который под воздействием электрического поля протекает ток. Таким образом, полевые транзисторы управляются по входной цепи напряжением (электрическим полем - отсюда название - полевые), а не током. В полевых транзисторах электропроводность канала обусловлена движением носителей только одного типа, поэтому по принципу действия они являются униполярными.

По способу создания проводящего канала различают полевые транзисторы с р -,п - переходом и полевые транзисторы с встроенным и индуци-рованным каналами. Последние два типа называют МДП-транзисторами (МДП - металл - диэлектрик – полупроводник рис. 3.10б).

Полевые транзисторы любого типа (рис. 3.10 а, б) имеют три электрода (вывода): сток, исток и затвор (от англ. gate - ворота).

Рис.3.10

Включение полевых транзисторов (как и биполярных) в усилительные каскады осуществляется тремя способами: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ).

Электропитание полевых транзисторов производится по стоковой цепи разными напряжениями, в зависимости от типа канала: транзисторы с каналом п -типа питаются положительным напряжением +ЕС, р-типа - отрицательным напряжением - Ес.

При анализе и расчете схем на полевых транзисторах используют их статические вольтамперные характеристики. Стоко-затворная входная характеристика представляет собой зависимость тока стока Iс МДП-транзистора от напряжения затвор – исток Uзи (рис.3.10 в,г). Стоковые (выходные) характеристики отражают зависимость тока стока Ic от напряжения сток – исток Uси при постоянном напряжении затвор – исток Uзи (рис.3.10д, е).

Рассмотрим усилительные каскады на МДП-транзисторах с каналами п-типа.

Усилительный каскад ОИ. На рис. 3.11 представлена типовая схема усилительного каскада ОИ на МДП-транзисторе, в которой назначение резисторов R 1 R 2 и конденсаторов C 1 и C 2 такое же, как и в каскаде ОЭ.

Рис. 3.11

В схеме резистор R и выполняет функцию термостабилизации режима работы каскада по постоянному току стока Iсп. Для исключения ООС по переменному току резистор Rи шунтируют конденсатором Си.

Нагрузкой по переменному току в усилительном каскаде ОИ является

RCH = RC RH /(Rc + RH). (3.26)

Анализ работы каскада ОИ проводят графоаналитическим методом, используя статические стоковые и cтоко-затворные характеристики МДП-транзистора (рис. 3.12).

Рис.3.12

Линию нагрузки по постоянному току (линия 1—2 на рис. 3.12 а) проводят через две точки в соответствии со вторым законом Кирхгофа для стоковой цепи:

Е с= U сип + I сп(R c+ R и). (3.27)

Координаты этих точек определяются следующим образом: – для точки I - I сх=0, U сх= E c; для точки 2 - U cз=0, I cз= E c/(R c+ R и).

Линия нагрузки по переменному току проходит через точку покоя П (линия 3-4 на рис. 3.12, a) и ее наклон к оси напряжений определяется величиной сопротивления R cн (3.26).

Усилительный каскад ОИ на полевом транзисторе аналогично каскаду ОЭ на биполярном транзисторе изменяет фазу входного сигнала на 180°.

Показатели линейного режима усиления каскада ОИ можно рассчитать с помощью его эквивалентной схемы, основа которой - схема замещения МДП-транзистора (обведена на рис. 3.13 штриховой линией).

Рис.3.13

В эквивалентной схеме каскада усилительные свойства МДП-транзистора отражены генератором тока SUвх с параллельно включенным внутренним сопротивлением транзистора r i. Величина S =ΔIc /ΔUзи – есть крутизна стоко-затворной характеристики, которая определяется с помощью кривой на рис. 3.12б.

Делитель в цепи затвора представлен сопротивлением R3 = R1||R2, а на-грузка каскада по переменному току - сопротивлением Rсн. Межэлектродные емкости Сзи и Сзс отражают наличие емкостей р-п-переходов, а емкость Сси - межэлектродную выходную емкость МДП-транзистора.

Коэффициент усиления по напряжению нетрудно найти из схемы рис. 3.13:

(3.28)

 

Как правило, в полевых транзисторах ri>>Rсн и ri >>Rc, поэтому

(3.29)

Входное сопротивление каскада ОИ определяется в основном делителем в цепи затвора: R вх= R з, а выходное сопротивление приблизительно равно стоковому сопротивлению: R выхR с.

Усилительный каскад ОС (истоковый повторитель) на МДП-транзисторе представлен на рис. 3.14, имеет большое входное Rвх >>Мом и малое выходное Rвых≈1/S сопротивления. Коэффициент усиления по напряжению

(3.30)

Рис.3.14.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...