Исследование усилительных каскадов на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом. Охремчик С.А. - 32 стр.

UptoLike

Составители: 

отношение малого приращения ΔU
СИ
0 напряжения сток-исток U
СИ
к
вызванному им малому приращению
ΔI
C
0 тока стока I
C
при постоянном
напряжении затвор-исток
U
ЗИ
.
Пример нахождения приращений
ΔI
C
и ΔU
СИ
по графику выходной
ВАХ при заданных значениях
U
СИ
= U
СИ0
, U
ЗИ
= U
ЗИ0
(в рабочей точке А)
показан на рис. 4. Используя значения этих приращений, вычисляют вы-
ходное сопротивление ПТ по приближённой формуле:
R
i
ΔU
СИ
/ ΔI
C
. Так
как выходная ВАХ является нелинейной функцией, то выходное сопротив-
ление ПТ зависит от выбора рабочей точки (напряжений
U
СИ0
и U
ЗИ0
).
Отметим, что в усилительных каскадах рабочую точку ПТ выбирают в
пологой области ВАХ (области насыщения), как показано на рис. 4. При
этом выходное сопротивление ПТ велико (десяткисотни кОм).
Для маломощных ПТ ток стока
I
C
обычно выражают в [mA], напряже-
ние
U
СИ
в [В], поэтому выходное сопротивление R
i
выражается в [кОм].
3.3. Метод измерения статического коэффициента усиления
Согласно (8), статический коэффициент усиления ПТ определяется как
отношение
M = – dU
СИ
/
dU
ЗИ
при I
C
= сonst. Здесь дифференциалы dU
СИ
и
dU
ЗИ
выбираются так, чтобы при одновременном изменении напряжений
U
СИ
и U
ЗИ
на величины dU
СИ
и dU
ЗИ
соответственно не изменялся ток сто-
ка
I
C
. Знак «–» в определении коэффициента M показывает, что рассматри-
ваемые приращения
dU
СИ
и dU
ЗИ
имеют противоположные знаки.
На практике коэффициент усиления
M определяют как отношение ве-
личин |
ΔU
СИ
| и |ΔU
ЗИ
| малых приращений ΔU
СИ
0 и ΔU
ЗИ
0 напряже-
ний
U
СИ
= U
СИ0
и U
ЗИ
= U
ЗИ0
, при одновременном введении которых не ме-
няется ток
I
C
= I
C0
.
Статический коэффициент усиления
M является безразмерным.
Замечание. Коэффициент M можно определить по семейству выходных
ВАХ
I
C
= f(U
CИ
) при разных U
ЗИ
= U
ЗИ0
. Для этого определяют приращения
ΔU
СИ
и ΔU
ЗИ
напряжений U
СИ
и U
ЗИ
при переходе между точками соседних
ВАХ, лежащими на одной прямой
I
C
= I
C0
. Затем рассчитывают коэффици-
ент
M по приближенной формуле M |ΔU
СИ
|
/
|ΔU
ЗИ
|
. Однако, применение
этого метода для области насыщения ПТ возможно лишь при близком рас-
положении имеющихся выходных ВАХ.
Поэтому в работе используется следующий
прямой метод измерения
коэффициента усиления M без использования графиков выходных ВАХ.
Вначале устанавливают требуемые напряжения
U
ЗИ
= U
ЗИ0
, U
СИ
= U
СИ0
(рабочую точку ПТ), для которых нужно найти коэффициент
M, а затем
измеряют соответствующий ток стока
I
С
= I
С0
. Далее увеличивают напря-
жение
U
СИ
> 0 на некоторую величину ΔU
СИ
> 0, что приводит к увеличе-
нию тока стока
I
C
. Чтобы восстановить значение I
С0
тока стока I
C
, умень-
шают напряжение
U
ЗИ
< 0 на некоторую величину ΔU
ЗИ
< 0, делая напря-
жение
U
ЗИ
более отрицательным. Значение коэффициента усиления М рас-
считывают по приближенной формуле
M ΔU
СИ
/
ΔU
ЗИ
.
32
отношение малого приращения ΔUСИ → 0 напряжения сток-исток UСИ к
вызванному им малому приращению ΔIC → 0 тока стока IC при постоянном
напряжении затвор-исток UЗИ.
   Пример нахождения приращений ΔIC и ΔUСИ по графику выходной
ВАХ при заданных значениях UСИ = UСИ0 , UЗИ = UЗИ0 (в рабочей точке А)
показан на рис. 4. Используя значения этих приращений, вычисляют вы-
ходное сопротивление ПТ по приближённой формуле: Ri ≈ ΔUСИ / ΔIC. Так
как выходная ВАХ является нелинейной функцией, то выходное сопротив-
ление ПТ зависит от выбора рабочей точки (напряжений UСИ0 и UЗИ0).
   Отметим, что в усилительных каскадах рабочую точку ПТ выбирают в
пологой области ВАХ (области насыщения), как показано на рис. 4. При
этом выходное сопротивление ПТ велико (десятки–сотни кОм).
   Для маломощных ПТ ток стока IC обычно выражают в [mA], напряже-
ние UСИ – в [В], поэтому выходное сопротивление Ri выражается в [кОм].

     3.3. Метод измерения статического коэффициента усиления
    Согласно (8), статический коэффициент усиления ПТ определяется как
отношение M = – dUСИ / dUЗИ при IC = сonst. Здесь дифференциалы dUСИ и
dUЗИ выбираются так, чтобы при одновременном изменении напряжений
UСИ и UЗИ на величины dUСИ и dUЗИ соответственно не изменялся ток сто-
ка IC. Знак «–» в определении коэффициента M показывает, что рассматри-
ваемые приращения dUСИ и dUЗИ имеют противоположные знаки.
    На практике коэффициент усиления M определяют как отношение ве-
личин |ΔUСИ| и |ΔUЗИ| малых приращений ΔUСИ → 0 и ΔUЗИ → 0 напряже-
ний UСИ = UСИ0 и UЗИ = UЗИ0, при одновременном введении которых не ме-
няется ток IC = IC0.
    Статический коэффициент усиления M является безразмерным.
    Замечание. Коэффициент M можно определить по семейству выходных
ВАХ IC = f(UCИ) при разных UЗИ = UЗИ0 . Для этого определяют приращения
ΔUСИ и ΔUЗИ напряжений UСИ и UЗИ при переходе между точками соседних
ВАХ, лежащими на одной прямой IC = IC0. Затем рассчитывают коэффици-
ент M по приближенной формуле M ≈ |ΔUСИ| / |ΔUЗИ| . Однако, применение
этого метода для области насыщения ПТ возможно лишь при близком рас-
положении имеющихся выходных ВАХ.
    Поэтому в работе используется следующий прямой метод измерения
коэффициента усиления M без использования графиков выходных ВАХ.
    Вначале устанавливают требуемые напряжения UЗИ = UЗИ0, UСИ = UСИ0
(рабочую точку ПТ), для которых нужно найти коэффициент M, а затем
измеряют соответствующий ток стока IС = IС0. Далее увеличивают напря-
жение UСИ > 0 на некоторую величину ΔUСИ > 0, что приводит к увеличе-
нию тока стока IC. Чтобы восстановить значение IС0 тока стока IC, умень-
шают напряжение UЗИ < 0 на некоторую величину ΔUЗИ < 0, делая напря-
жение UЗИ более отрицательным. Значение коэффициента усиления М рас-
считывают по приближенной формуле M ≈ –ΔUСИ / ΔUЗИ.
                                   32