Усилители на полевых транзисторах

В качестве примера рассмотрим RC–усилитель на полевом транзисторе с p-n–переходом, включенным с общим истоком (рис. 9.13). Используем транзистор с каналом n-типа. Для используемого транзистора начальное напряжение u_из должно быть положительным (p-n-переход должен находиться под запирающим напряжением). С целью получения этого напряжения в цепь истока включают резистор R_и, на котором возникает падение напряжения u_Rи от протекания по нему начального тока истока I_ин.

Рис. 9.13. Усилитель на полевом транзисторе

Напряжение u_Rи через резистор R_з передается на затвор. Так как ток затвора полевого транзистора пренебрежительно мал, падение напряжения на резисторе R_з практически равно нулю, поэтому u_из=u_Rи.

Рассмотренную схему обеспечения начального режима работы называют схемой с автоматическим смещением.

Пусть задан начальный ток стока (I_CH = I_ИН) и начальное напряжение U_ИЗН между истоком и затвором. Тогда резистор R_И следует выбрать из соотношения

.

Резистор R_З обычно выбирают порядка 1 МОм.

Рассматриваемая схема обеспечения начального режима работы характеризуется повышенной стабильностью. Если по каким-либо причинам начальный ток стока I_СН начнет увеличиваться, то это приведет к увеличению напряжений U_RИ и U_ИЗ, что будет препятствовать значительному увеличению тока I_CН.

Модуль коэффициента усиления каскада в области средних частот определяется равенством

,

где S – статическая крутизна характеристики полевого транзистора, определяемая по справочникам.

Назначение конденсаторов С₁, С₂ и С₄ аналогично назначению соответствующих конденсаторов RC–усилителя на биполярном транзисторе.

Частотные характеристики рассматриваемого усилителя подобны частотным характеристикам RC–усилителя на биполярном транзисторе.

10. Линейные схемы на основе операционных усилителей

Операционные усилители (ОУ) в настоящее время используются в самых различных электронных устройствах. Их широко применяют как в аналоговых, так и в импульсных устройствах электроники. В то же время существуют и часто используются типовые линейные схемы на основе операционных усилителей.

При создании схем с операционными усилителями используется ряд допущений, принимаемых в предположении, что используемые операционные усилители достаточно близки к идеальным.

Примем следующие допущения:

1. Входное сопротивление ОУ равно бесконечности, токи входных электродов равны нулю .

2. Выходное сопротивление ОУ равно нулю, т. е. ОУ со стороны выхода является идеальным источником напряжения (R_вых=0).

3. Коэффициент усиления по напряжению (коэффициент усиления дифференциального сигнала) равен бесконечности, а дифференциальный сигнал в режиме усиления равен нулю (при этом не допускается закорачивания выводов ОУ).

4. В режиме насыщения напряжение на выходе равно по модулю напряжения питания, а знак определяется полярностью входного напряжения.

5. Синфазный сигнал не действует на ОУ.

6. Напряжение смещения нуля равно нулю.