3.10 Эквивалентные схемы замещения полевых транзисторов

Соотношениям (3.14) и (3.15) соответствуют эквивалентные схемы выходной цепи транзистора в виде генератора тока (рис. 3.12, а) и генератора напряжения (рис. 3.12, б). На высоких частотах в эквивалентной схеме полевого транзистора учитывают межэлектродные емкости С_ЗИ, С_ЗС, С_СИ (показаны пунктиром на рис. 3.12, а). Крутизна характеристики – величина непостоянная. С ростом отрицательного смещения на затворе полевого транзистора с управляющим p-n-переходом крутизна уменьшается, в чем можно убедиться, продифференцировав выражение (3.12):

. (3.16)

Увеличение удельного сопротивления канала при росте температуры ведет к уменьшению тока стока. С другой стороны, с ростом температуры уменьшается запирающее напряжение на p-n-переходе (примерно на 2 мВ/К), что приводит к увеличению тока стока. При правильном выборе рабочей точки ток стока остается почти постоянным в широком диапазоне температур. Рабочую точку, в которой изменение тока стока с изменением температуры имеет минимальное значение, называют термостабильной точкой. Ее ориентировочное положение можно найти из уравнения

U_ЗИт=U_отс  0,63 В. (3.17)

При больших U_отс крутизна характеристики в термостабильной точке невелика и от транзистора можно получить значительно меньший коэффициент усиления, чем при работе с малым напряжением U_ЗИ.

В усилительном каскаде полевой транзистор можно включить по схемам с обшим истоком, общим стоком и общим затвором. Основное достоинство усилителей на полевых транзисторах – возможность получения большого входного сопротивления, так как для их работы не требуются входные токи.

4 Усилительный каскад с общим эмиттером

4.1 Принцип работы и назначение элементов простейшего каскада унч по схеме с общим эмиттером

Простейшая схема УНЧ на биполярном транзисторе приведена на рис. 4.1. С помощью резистора в цепи базы эмиттерный переход смещается в прямом направлении, и на нем устанавливается напряжение, примерно равное 0,3 В для германиевого и 0,7 В для кремниевого транзистора. В цепи базы протекает токКоллекторный переход смещен в обратном направлении. В цепи коллектора протекает значительно больший токВ цепи эмиттера протекает токI_Э=I_К+I_Б, примерно равный току I_К. Эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей. Поэтому рассматриваемый каскад выполнен по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

Резисторы R_Б и R_К задают рабочую точку А транзистора по постоянному току (точку покоя). Ее положение не изменяется при подключении источника входного сигнала и нагрузки, так как они подключаются через разделительные конденсаторы иС2. Эти конденсаторы не пропускают постоянную составляющую, но имеют очень малое сопротивление на частоте полезного сигнала.

Переменная составляющая входного напряжения u_вх(t) подается через разделительный конденсатор и вызывает изменения тока базы транзистораVT1 i_Б(t), которые можно определить по входной характеристике транзистора (рис. 4.2).

Изменение тока базы приводит к пропорциональному изменению тока в коллекторной цепи. Для его преобразования в соответствующие изменения выходного напряжения поставлен резисторR_К.