Исследование усилительных каскадов на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом. Охремчик С.А. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

Между клеммами «Выход» и «Общ.» подключают нагрузку R
Н
усили-
теля, которая является потребителем его выходного сигнала. В отличие от
каскада с ОИ (рис. 8), в схеме с ОС (рис. 12) выходной сигнал
u
ВЫХ
(t) сни-
мается с резистора
R
И
, включенного в цепь истока. Следовательно, здесь
выходным электродом является исток.
Рассмотрим характеристики усилительного каскада с ОC (рис. 12).
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.
5.2.2. Коэффициент усиления по напряжению К
U
Выражение для коэффициента
К
U
получим для случая, когда сопротив-
ление нагрузки
R
Н
значительно больше выходного сопротивления R
ВЫХ
усилительного каскада с ОC, т. е.
R
Н
>> R
ВЫХ
. Тогда ток через нагрузку R
Н
(выходной ток
i
ВЫХ
(t) на рис. 12) значительно меньше переменных состав-
ляющих
i
C
(t) и i
R
(t) тока стока I
С
(t) и тока I
R
(t) через резистор R
И
. Следова-
тельно, ввиду малости тока
i
ВЫХ
(t), можно считать, что i
C
(t) ≈ i
R
(t).
Согласно модели ПТ (13), ток стока равен
i
C
(t) = S u
ЗИ
(t) + u
СИ
(t)
/
R
i
, где
S – крутизна (4), а R
i
– выходное сопротивление ПТ (7), а u
ЗИ
(t) и u
СИ
(t) –
переменные составляющие напряжений затвор-исток и сток-исток транзис-
тора.
Выразим ток i
C
(t) и напряжения u
ЗИ
(t), u
СИ
(t) через входное u
ВХ
(t) и
выходное
u
ВЫХ
(t) напряжения усилителя.
Переменная составляющая напряжения
u
ЗИ
(t) между затвором и исто-
ком в схеме на рис. 12 равно разности входного и выходного напряжений
u
ЗИ
(t) = u
ВХ
(t) – u
ВЫХ
(t). (40)
Полное напряжение сток–исток
U
CИ
(t) = E
C
– I
С
(t)
R
И
= E
C
– [I
С0
+ i
С
(t)]
R
И
,
где
I
С
(t)
R
И
= [I
С0
+ i
С
(t)]
R
И
– падение напряжения на сопротивлении R
И
, а
u
R
(t) = i
С
(t)
R
И
= u
ВЫХ
(t) – (41)
его переменная составляющая, равная выходному напряжению усилителя.
Тогда переменная составляющая
u
СИ
(t) напряжения сток-исток равна
u
СИ
(t) = – i
С
(t)
R
И
= – u
ВЫХ
(t). (42)
Из (41) находим переменную составляющую тока стока
i
С
(t)
= u
ВЫХ
(t) / R
И
. (43)
Подставляя выражения (40), (42), (43) в (13), получаем уравнение
u
ВЫХ
(t)
/
R
И
= S [u
ВХ
(t) – u
ВЫХ
(t)] – u
ВЫХ
(t)
/
R
i
.
Выражая отсюда напряжение
u
ВЫХ
(t) через u
ВХ
(t), находим
24
   Между клеммами «Выход» и «Общ.» подключают нагрузку RН усили-
теля, которая является потребителем его выходного сигнала. В отличие от
каскада с ОИ (рис. 8), в схеме с ОС (рис. 12) выходной сигнал uВЫХ(t) сни-
мается с резистора RИ, включенного в цепь истока. Следовательно, здесь
выходным электродом является исток.
   Рассмотрим характеристики усилительного каскада с ОC (рис. 12).
   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.

            5.2.2. Коэффициент усиления по напряжению КU
    Выражение для коэффициента КU получим для случая, когда сопротив-
ление нагрузки RН значительно больше выходного сопротивления RВЫХ
усилительного каскада с ОC, т. е. RН >> RВЫХ. Тогда ток через нагрузку RН
(выходной ток iВЫХ(t) на рис. 12) значительно меньше переменных состав-
ляющих iC(t) и iR(t) тока стока IС(t) и тока IR(t) через резистор RИ. Следова-
тельно, ввиду малости тока iВЫХ(t), можно считать, что iC(t) ≈ iR(t).
    Согласно модели ПТ (13), ток стока равен iC(t) = S uЗИ(t) + uСИ(t) / Ri, где
S – крутизна (4), а Ri – выходное сопротивление ПТ (7), а uЗИ(t) и uСИ(t) –
переменные составляющие напряжений затвор-исток и сток-исток транзис-
тора. Выразим ток iC(t) и напряжения uЗИ(t), uСИ(t) через входное uВХ(t) и
выходное uВЫХ(t) напряжения усилителя.
    Переменная составляющая напряжения uЗИ(t) между затвором и исто-
ком в схеме на рис. 12 равно разности входного и выходного напряжений
                            uЗИ(t) = uВХ(t) – uВЫХ(t).                     (40)
Полное напряжение сток–исток UCИ(t) = EC – IС(t) RИ = EC – [IС0 + iС(t)] RИ,
где IС(t) RИ = [IС0+ iС(t)] RИ – падение напряжения на сопротивлении RИ, а
                              uR(t) = iС(t) RИ = uВЫХ(t) –                 (41)
его переменная составляющая, равная выходному напряжению усилителя.
Тогда переменная составляющая uСИ(t) напряжения сток-исток равна
                        uСИ(t) = – iС(t) RИ = – uВЫХ(t).                   (42)
Из (41) находим переменную составляющую тока стока
                             iС(t) = uВЫХ(t) / RИ.                         (43)
   Подставляя выражения (40), (42), (43) в (13), получаем уравнение
                uВЫХ(t) / RИ = S [uВХ(t) – uВЫХ(t)] – uВЫХ(t) / Ri.
Выражая отсюда напряжение uВЫХ(t) через uВХ(t), находим

                                        24

Страницы