Исследование усилительных каскадов на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом. Охремчик С.А. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

Учтем, что S
R
i
= M, где M – статический коэффициент усиления ПТ. Тогда
выражение (21) может быть переписано в виде
)1(
ИC
C
U
MRRR
RM
K
i
+++
−=
. (22)
Если крутизну транзистора в (21), (22) выражать в mA/B, то сопротивления
следует выражать в кОм.
Учтем, что на практике рабочая точка ПТ выбирается в пологой части
ВАХ (область насыщения ПТ). В этом режиме выходное сопротивление
R
i
транзистора велико, так что
R
i
>> R
И
+
R
С
. Действительно, выходное со-
противление
R
i
в этом случае составляет десятки–сотни кОм, а сопротив-
ления
R
И
и
R
С
обычно выбираются порядка нескольких кОм. Тогда коэф-
фициент усиления (21) приближенно равен
K
U
≈ – S R
C
/
(1 + S R
И
). (23)
Знак «–» в (21)–(23) указывает, что схема с ОИ меняет фазу сигнала на
180
o
(π), т. е. усилитель на ПТ с ОИ является инвертирующим.
Замечание. Из (18) следует, что из-за наличия резистора R
И
напряже-
ние затвор-исток
u
ЗИ
(t), управляющее током стока i
C
(t), меньше входного
напряжения
u
ВХ
(t) на величину падения напряжения u
И
(t) = i
C
(t) R
И
на ре-
зисторе
R
И
. Это является результатом последовательной ООС, создавае-
мой включением резистора
R
И
. Наличие такой ООС приводит, согласно
(21)–(23), к снижению коэффициента усиления
K
U
по напряжению.
Падение постоянного напряжения на резисторе
R
И
необходимо для соз-
дания смещения (постоянной разности потенциалов) между затвором и ис-
током ПТ. Для устранения переменного напряжения на резисторе
R
И
(т. е.
ООС для переменного тока) параллельно резистору
R
И
включают шунти-
рующий конденсатор
С
И
(как показано на рис. 8 при замкнутом выключа-
теле «ОИ-ОЗИ»). Его ёмкость выбирают из условия
1/(
ω
MIN
C
И
) << R
И
, (24)
где
ω
MIN
– нижняя частота спектра входного сигнала u
ВХ
(t). В этом случае
емкостное сопротивление конденсатора
C
И
на частотах усиливаемого сиг-
нала много меньше сопротивления
R
И
. Тогда падение переменного напря-
жения на цепочке
R
И
C
И
пренебрежимо мало и исток ПТ оказывается со-
единён с общим проводом усилителя по переменному току. Такую схему
включения ПТ называют схемой с общим заземлённым истоком (ОЗИ).
Запишем коэффициент усиления
K
U
для схемы с ОЗИ. Выражение для
K
U
схемы с ОЗИ можно получить, полагая в (18), (20) R
И
= 0, т. е. u
СИ
(t) =
=
u
ВЫХ
(t), u
ЗИ
(t) = u
ВХ
(t). Тогда аналогично (21) получаем
K
U
= – S R
i
R
C
/
(R
i
+ R
C
). (25)
Учтем, что на практике выходное сопротивление транзистора велико, так
что
R
i
>>
R
С
. Тогда из (25) получаем приближенное выражение
K
U
≈ – S R
C
. (26)
19
Учтем, что S Ri = M, где M – статический коэффициент усиления ПТ. Тогда
выражение (21) может быть переписано в виде
                                   M RC
                     KU = −                       .                  (22)
                            RC + Ri + RИ (1 + M )
Если крутизну транзистора в (21), (22) выражать в mA/B, то сопротивления
следует выражать в кОм.
   Учтем, что на практике рабочая точка ПТ выбирается в пологой части
ВАХ (область насыщения ПТ). В этом режиме выходное сопротивление Ri
транзистора велико, так что Ri >> RИ + RС . Действительно, выходное со-
противление Ri в этом случае составляет десятки–сотни кОм, а сопротив-
ления RИ и RС обычно выбираются порядка нескольких кОм. Тогда коэф-
фициент усиления (21) приближенно равен
                        KU ≈ – S RC / (1 + S RИ).                     (23)
Знак «–» в (21)–(23) указывает, что схема с ОИ меняет фазу сигнала на
180o (π), т. е. усилитель на ПТ с ОИ является инвертирующим.
   Замечание. Из (18) следует, что из-за наличия резистора RИ напряже-
ние затвор-исток uЗИ(t), управляющее током стока iC(t), меньше входного
напряжения uВХ(t) на величину падения напряжения uИ(t) = iC(t) RИ на ре-
зисторе RИ. Это является результатом последовательной ООС, создавае-
мой включением резистора RИ. Наличие такой ООС приводит, согласно
(21)–(23), к снижению коэффициента усиления KU по напряжению.
   Падение постоянного напряжения на резисторе RИ необходимо для соз-
дания смещения (постоянной разности потенциалов) между затвором и ис-
током ПТ. Для устранения переменного напряжения на резисторе RИ (т. е.
ООС для переменного тока) параллельно резистору RИ включают шунти-
рующий конденсатор СИ (как показано на рис. 8 при замкнутом выключа-
теле «ОИ-ОЗИ»). Его ёмкость выбирают из условия
                           1/(ωMIN CИ) << RИ,                         (24)
где ωMIN – нижняя частота спектра входного сигнала uВХ(t). В этом случае
емкостное сопротивление конденсатора CИ на частотах усиливаемого сиг-
нала много меньше сопротивления RИ. Тогда падение переменного напря-
жения на цепочке RИ CИ пренебрежимо мало и исток ПТ оказывается со-
единён с общим проводом усилителя по переменному току. Такую схему
включения ПТ называют схемой с общим заземлённым истоком (ОЗИ).
   Запишем коэффициент усиления KU для схемы с ОЗИ. Выражение для
KU схемы с ОЗИ можно получить, полагая в (18), (20) RИ = 0, т. е. uСИ(t) =
= uВЫХ(t), uЗИ(t) = uВХ(t). Тогда аналогично (21) получаем
                       KU = – S Ri RC / (Ri + RC).                    (25)
Учтем, что на практике выходное сопротивление транзистора велико, так
что Ri >> RС . Тогда из (25) получаем приближенное выражение
                             KU ≈ – S RC .                            (26)

                                     19

Страницы