Исследование усилительных каскадов на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом. Охремчик С.А. - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

R
И
= – U
ЗИ0
/ I
C0
= U
И0
/ I
C0
. (14)
При этом для ПТ с каналом
n-типа должно выполняться условие U
ЗИ0
< 0.
Параллельно резистору
R
И
может быть включен конденсатор С
И
боль-
шой емкости (как показано на рис. 8 при замкнутом переключателе «ЗИ-
ОЗИ»). При этом емкостное сопротивление конденсатора
C
И
на частотах
усиливаемого сигнала много меньше сопротивления
R
И
. Тогда конденсатор
С
И
замыкает накоротко резистор R
И
для переменного тока и соединяет ис-
ток ПТ с общим проводом. В результате, последовательная ООС, обуслов-
ленная наличием резистора
R
И
, для переменного сигнала не действует. Ес-
ли же конденсатор
С
И
отсутствует (переключатель «ОИ-ОЗИ» на рис. 8 ра-
зомкнут), то ООС через резистор
R
И
действует и для переменного сигнала.
Это приводит к изменению характеристик усилителя с ОИ (будет рассмот-
рено далее). Схема с ОИ при наличии конденсатора
C
И
называется схемой
с общим заземленным истоком
(ОЗИ).
Усиливаемое входное напряжение
u
ВХ
(t) прикладывается между клем-
мами «Вход» и «Общ.» на рис. 8. Это напряжение поступает на затвор ПТ
через разделительный конденсатор
C
З
и изменяет ток стока I
С
(t), проте-
кающий через канал ПТ и резистор
R
С
. Резистор R
С
в цепи стока предна-
значен для преобразования тока
I
С
(t) в выходное напряжение u
ВЫХ
(t). Вы-
ходное напряжение через разделительный конденсатор
C
С
поступает на
клемму «Выход» усилителя.
Назначением разделительных конденсаторов
C
З
и C
С
является подавле-
ние постоянной составляющей проходящих через них сигналов и пропус-
кание переменной составляющей сигналов (по возможности без искаже-
ний). Для этого ёмкости
C
З
и C
С
выбирают большими из условий
1/(
ω
MIN
C
З
) << |Z
ВХ
|, 1/(ω
MIN
C
С
) << |Z
ВЫХ
|, где ω
MIN
– нижняя (минимальная)
частота спектра входного сигнала
u
ВХ
(t), а Z
ВХ
и
Z
ВЫХ
– входное и выход-
ное сопротивления усилителя, которые могут быть комплексными. Кроме
того, конденсаторы
C
З
и C
С
исключают влияние постоянных напряжений
на входе (выходе) усилителя на режимы ПТ по постоянному току.
Между клеммами «Выход» и «Общ.» подключают нагрузку
R
Н
усили-
теля, которая является потребителем его выходного сигнала.
Рассмотрим характеристики усилительного каскада с ОИ (рис. 8).
Замечание. Считаем, что емкости разделительных конденсаторов C
З
и
C
С
настолько велики, что пропускают переменную составляющую усили-
ваемого сигнала без искажений. Тогда при рассмотрении
переменных сиг-
налов
эти конденсаторы заменяем прямым соединением.
5.1.2. Коэффициент усиления по напряжению К
U
Рассмотрим вначале схему с ОИ
без шунтирующего конденсатора C
И
,
когда выключатель «ОИ-ОЗИ» на рис. 8 разомкнут. Выражение для коэф-
фициента
К
U
получим для случая, когда сопротивление нагрузки R
Н
значи-
тельно больше выходного сопротивления
R
ВЫХ
усилительного каскада с
ОИ, т. е.
R
Н
>> R
ВЫХ
. Тогда ток в нагрузке R
Н
(выходной ток i
ВЫХ
на рис. 8)
17
                       RИ = – UЗИ0 / IC0 = UИ0 / IC0 .                 (14)
При этом для ПТ с каналом n-типа должно выполняться условие UЗИ0 < 0.
    Параллельно резистору RИ может быть включен конденсатор СИ боль-
шой емкости (как показано на рис. 8 при замкнутом переключателе «ЗИ-
ОЗИ»). При этом емкостное сопротивление конденсатора CИ на частотах
усиливаемого сигнала много меньше сопротивления RИ. Тогда конденсатор
СИ замыкает накоротко резистор RИ для переменного тока и соединяет ис-
ток ПТ с общим проводом. В результате, последовательная ООС, обуслов-
ленная наличием резистора RИ, для переменного сигнала не действует. Ес-
ли же конденсатор СИ отсутствует (переключатель «ОИ-ОЗИ» на рис. 8 ра-
зомкнут), то ООС через резистор RИ действует и для переменного сигнала.
Это приводит к изменению характеристик усилителя с ОИ (будет рассмот-
рено далее). Схема с ОИ при наличии конденсатора CИ называется схемой
с общим заземленным истоком (ОЗИ).
    Усиливаемое входное напряжение uВХ(t) прикладывается между клем-
мами «Вход» и «Общ.» на рис. 8. Это напряжение поступает на затвор ПТ
через разделительный конденсатор CЗ и изменяет ток стока IС(t), проте-
кающий через канал ПТ и резистор RС. Резистор RС в цепи стока предна-
значен для преобразования тока IС(t) в выходное напряжение uВЫХ(t). Вы-
ходное напряжение через разделительный конденсатор CС поступает на
клемму «Выход» усилителя.
    Назначением разделительных конденсаторов CЗ и CС является подавле-
ние постоянной составляющей проходящих через них сигналов и пропус-
кание переменной составляющей сигналов (по возможности без искаже-
ний). Для этого ёмкости CЗ и CС выбирают большими из условий
1/(ωMINCЗ) << |ZВХ|, 1/(ωMINCС) << |ZВЫХ|, где ωMIN – нижняя (минимальная)
частота спектра входного сигнала uВХ(t), а ZВХ и ZВЫХ – входное и выход-
ное сопротивления усилителя, которые могут быть комплексными. Кроме
того, конденсаторы CЗ и CС исключают влияние постоянных напряжений
на входе (выходе) усилителя на режимы ПТ по постоянному току.
    Между клеммами «Выход» и «Общ.» подключают нагрузку RН усили-
теля, которая является потребителем его выходного сигнала.
    Рассмотрим характеристики усилительного каскада с ОИ (рис. 8).
    Замечание. Считаем, что емкости разделительных конденсаторов CЗ и
CС настолько велики, что пропускают переменную составляющую усили-
ваемого сигнала без искажений. Тогда при рассмотрении переменных сиг-
налов эти конденсаторы заменяем прямым соединением.

             5.1.2. Коэффициент усиления по напряжению КU
   Рассмотрим вначале схему с ОИ без шунтирующего конденсатора CИ,
когда выключатель «ОИ-ОЗИ» на рис. 8 разомкнут. Выражение для коэф-
фициента КU получим для случая, когда сопротивление нагрузки RН значи-
тельно больше выходного сопротивления RВЫХ усилительного каскада с
ОИ, т. е. RН >> RВЫХ. Тогда ток в нагрузке RН (выходной ток iВЫХ на рис. 8)
                                     17

Страницы