Температурная стабилизация режимов в транзисторных усилителях. Особенности работы усилителя на полевом транзисторе

Анализ работы транзисторного усилителя. Понятие о классах усиления усилительных каскадов.

Общие сведения, классификация и основные характеристики усилителя. Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя.

Усилители электрических сигналов

Общие сведения. В настоящее время трудно определить область техники, где бы ни находили применение усилители электрических сигналов. Это объясняется, как правило, несоответствием параметров электрических сигналов, получаемых при первичном преобразовании различных неэлектрических физических величин в электрические параметрам, необходимым для нормальной работы большинства исполнительных (нагрузочных) устройств. Так, мощность электрического сигнала на выходе типового датчика температуры составляет десятки милливатт. В то же время стабилизация температурного режима, например, ядерного реактора, требует электрического сигнала мощностью в десятки и даже сотни киловатт. Для решения этой задачи электрический сигнал датчика должен быть соответственно усилен. Усилителем называют устройство, предназначенное для усиления входного электрического сигнала по напряжению, току или мощности за счет преобразования энергии источника питания в энергию выходного сигнала. Для обеспечения усиления сигнала усилитель (У) должен включать нелинейный элемент, управление которым осуществляется электрическим сигналом u1(i1) входной цепи; выходную цепь усиленного сигнала u₂(i₂) и источник питания E_n

. В качестве управляемого нелинейного элемента современного усилителя используют биполярные и полевые транзисторы. К входной цепи усилителя подключают источник E_с усиливаемого сигнала, а к выходной — нагрузочное устройство с сопротивлением Z_н (рис. 11.1).

Как видно, действие усилителя (У) заключается в обеспечении условий, при которых маломощный сигнал u₁(t) управляет изменениями существенно большего выходного напряжения u₂(t) обусловленного наличием в выходной цепи более мощного источника питания E_n.

Классификация усилителей осуществляется по различным признакам их обобщенной структурной схемы, приведенной на рис. 10.1.

Рис. 11.1. Обобщенная структурная схема усилителя

По типу усиливаемой величины их делят на усилители напряжения, тока и мощности. Однако усиление сигнала по мощности наблюдается в любом усилителе в отличие от преобразователя электрического сигнала. Например, у трансформатора, преобразующего напряжение или ток, мощность на выходе всегда остается неизменной по отношению к входной мощности трансформатора. Поэтому указанная классификация для усилителей имеет несколько условный характер, выражая лишь основное целевое назначение усилителя.

По диапазону усиливаемых частот различают усилители постоянного тока, для которых характерно изменение усиливаемого сигнала с частотой, близкой или равной нулю, и усилители переменного тока, которые, в свою очередь, подразделяются на усилители низкой (звуковой) частоты (f < 30 кГц), высокой частоты (30 кГц < f < 300 МГц) и сверхвысокой частоты (f > 300 МГц).

По виду соединительных цепей (межсоединений) управляемых нелинейных элементов. Усиление, которое может быть обеспечено с помощью реального транзистора, является, как правило, недостаточным для обеспечения работы исполнительного устройства. Поэтому для получения требуемых параметров выходного сигнала используют каскадное соединение нескольких транзисторов с помощью соединительных цепей. В этом случае различают усилители с гальванической (непосредственной) связью, предусматривающей передачу сигнала как переменного, так и постоянного тока с выхода одного транзистора на вход последующего; усилители с RC-связями, когда между выходом предыдущего и входом последующего транзисторов включают резистивно-емкостную цепь, исключающую передачу сигналов постоянного тока; усилители с трансформаторной связью.

По виду нагрузки различают усилители с активной, активно-индуктивной и емкостной нагрузкой. На практике встречаются также резонансные усилители, нагрузка в которых обладает свойствами резонансного контура.

Основные характеристики усилителя. Важнейшими характеристиками усилителя являются: коэффициент усиления, полоса пропускания (диапазон рабочих частот усилителя), входное и выходное сопротивления, выходная мощность, степень искажения усиленного сигнала и др.

Коэффициент усиления — отношение установившихся значений выходного и входного сигналов усилителя. В зависимости от типа усиливаемой величины различают коэффициенты усиления:

по напряжению

по току

по мощност

При каскадном соединении нескольких усилителей произведение их коэффициентов усиления определяет общий коэффициент усиления системы, т. е.

(11.1)

В общем случае коэффициенты усиления являются комплексными величинами, что отражает наличие фазовых искажений усиливаемого сигнала.

В электронике и автоматике широко используют логарифмические единицы оценки коэффициента усиления, который в этом случае выражается в децибелах. Тогда коэффициент усиления по мощности

Поскольку мощность пропорциональна квадрату тока или напряжения, для коэффициентов усиления по току и напряжению можно соответственно записать:

Логарифмическая мера оценки удобна при анализе многокаскадных усилителей. Действительно, общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя при переходе к логарифмическим единицам измерения определяется в отличие от (11.1) суммой коэффициентов усиления отдельных каскадов, т. е.

Полоса пропускания усилителя — диапазон рабочих частот, в пределах которого коэффициент усиления не снижается ниже от своего максимального значения K_max. Зависимость коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) усилителя. Пример АЧХ показан на рис. 11.2. Если восставить перпендикуляр из точки на оси ординат, соответствующей значению

до пересечения с АЧХ, то не представляет труда графическим путем определить полосу пропускания усилителя. Проекция на ось абсцисс первой точки пересечения соответствует нижней (ω_н), а второй — верхней (ω_в) частотам пропускания усилителя. Тогда полоса пропускания

Рис. 11.2. Амплитудно-частотная характеристика усилителя

Для удобства взаимного сопоставления АЧХ усилителей с различными значениями максимального коэффициента усиления их обычно нормируют, представляя выходной параметр в виде относительной величины, т. е.

где K(ω) и K_max — соответственно коэффициент усиления на частоте и максимальное значение коэффициента усиления. Применительно к АЧХ, показанной на рис. 11.2, имеем

Выполнив расчеты N_U(ω), соответствующие различным значениям K_U(ω), не представляет труда перейти от АЧХ, приведенной на рис. 11.2, к нормированной АЧХ (рис. 11.3, б). В зависимости oт области расположения полосы пропускания на оси частот (рис. 11.3) различают низкочастотные (рис. 11.3, а), полосовые (рис. 11.3, 6) и высокочастотные (рис. 11.3, в) усилители.

Входное сопротивление усилителя равно отношению входного напряжения к входному току при фиксированном значении сопротивления нагрузочного устройства. Полагая Z_c=R_c и Z_н=R_н, для действующих значений тока и напряжения имеем

От значения входного сопротивления зависит степень уменьшения входного сигнала при подключении источника Еc с внутренним сопротивлением R_c (рис. 11.1) к входу усилителя. Чем больше значение R_вх по отношению к R_c, тем в меньшей степени ослабляется входной сигнал.

Рис. 11.3. Нормированные АЧХ низкочастотного (а), полосового (б) и высокочастотного (в) усилителей

Выходное сопротивление усилителя для большинства практических случаев определяется выражением

где U_2xx — напряжение холостого хода на выходе усилителя (R_н равно бесконечности); I_2кз —ток короткого замыкания (R_н=0).

Выходная мощность усилителя — это та часть мощности, которая может быть выделена в нагрузочном устройстве. Она равна

где G_н=1/R_н — проводимость нагрузочного устройства.

Искажение сигналов в усилителе связано, во-первых, с нелинейной зависимостью выходного сигнала от входного, обусловленной нелинейностью статических ВАХ применяемых транзисторов, и, во-вторых, с частотной зависимостью амплитуды и фазы усиливаемого сигнала. Поэтому при анализе работы усилителей рассматривают два вида искажений выходного сигнала по отношению к входному: статические (нелинейные) и динамические (амплитудные и фазовые), в результате которых изменяется как форма, так и частотный спектр усиливаемого сигнала. Для количественной оценки искажений усилителя служит коэффициент нелинейных искажений, в основу расчета которого положена оценка относительной величины высших гармоник к основной в выходном сигнале, т. е.

где A₂...A_n — действующие значения всех высших гармоник выходного сигнала; A₁ — действующее значение первой (основной) гармоники выходного сигнала.

Рис. 11.4. Каскадная схема усилителя

Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя. Для получения высоких значений коэффициентов усиления необходимо каскадное включение нескольких усилителей, обеспечивающее последовательное усиление сигнала до требуемого значения. Каскадную схему усилителя можно представить в виде трех функционально отличных каскадов усиления (рис. 11.4): предварительного усилителя (ПрУ), промежуточного усилителя (ПмУ) и выходного усилителя (мощности) (ВУ).

Предварительный усилитель обеспечивает непосредственную связь источника сигнала и усилнительного устройства. Поэтому важнейшее требование, которому он должен удовлетворять, — минимальное ослабление входного сигнала. Для этого ПрУ должен обладать большим входным сопротивлением. Значение этого сопротивления должно быть существенно больше значения сопротивления источника сигнала, так как в этом случае относительные изменения входного напряжения будут значительны при абсолютно малых изменениях тока во входной цепи.

Основное требование, предъявляемое к ПрУ, — обеспечение наибольшего усиления входного сигнала при минимальных его искажениях.

Промежуточный усилитель выполняет роль буферного каскада между предварительным и выходным усилителем. Основная его задача — согласование выхода ПрУ со входом ВУ.

Выходной усилитель предназначен для получения на выходе усилительного устройства мощности, обеспечивающей работоспособность нагрузочного устройства, выполняющего определенные функции. Поэтому в отличие от ПрУ и ПмУ, выходная мощность которых сравнительно невелика, основным параметром ВУ является кпд.

Применяемые на практике транзисторные усилители мощности классифицируют на одно- и двухтактные. Однотактные усилители мощности используют для работы на нагрузочные устройства, мощность которых составляет единицы ватт. При больших значениях мощности нагрузочных устройств применяют двухтактные ВУ.

Усилители мощности можно проектировать как без трансформаторов, так и с трансформаторами во входной или выходной цепях. В современных усилителях предпочтение отдается бестрансформаторным выходным каскадам, обеспечивающим лучшие массогабаритные, частотные и другие показатели.

В заключение следует подчеркнуть, что наличие трех разнотипных функциональных каскадов — предварительного, промежуточного и выходного — не является обязательным. Известны электронные усилители, в которых предварительный и промежуточный усилители не имеют явно выраженных разграничительных признаков и совмещены в одном усилительном каскаде. То же самое относится к промежуточному и выходному усилителям, которые также можно объединять. Наконец, возможны схемы усилительных устройств с несколькими усилителями одного типа и т. д.

Простейший усилитель, выполненный на биполярном транзисторе, был рассмотрен ранее в гл. 10 (см. рис. 10.6). Для анализа усилителей, представляющих собой нелинейные цепи, содержащие управляемые нелинейные элементы (транзисторы), широко применяют графический метод. Воспользуемся этим методом для анализа усилителя, содержащего биполярный транзистор n-р-n-типа, на входе которого одновременно воздействуют сигналы переменного и постоянного тока. Пусть нагрузкой усилителя будет линейный резистор R_к включенный в цепь коллектора (см. рис. 11.6, а), а на вход усилителя подается переменный сигнал. В этом случае токи, возникающие в транзисторе, состоят из постоянных составляющих, определяемых режимом покоя, и переменных, обусловленных переменным входным электрическим сигналом.

Анализируя работу усилителя, приведенного на рис. 11.6, а, воспользуемся методом линеаризации. При этом учитываем, что по осям ординат ВАХ транзистора откладываются не постоянные значения токов и напряжений (как это имеет место, например, на рис. 11.6, б), а их мгновенные значения.

Линейным участком входной ВАХ транзистора можно считать участок CD (см. рис. 11.5, а), на котором аналитическая зависимость тока базы от входного напряжения u_бэ (представляющего собой сумму напряжения покоя U_бэп и синусоидального напряжения источника сигнала u_c) выражается уравнением прямой

(11.1)

где u_Д0 — остаточное напряжение диода; R_вх — входное сопротивление транзистора на участке CD.

Рис. 11.5. Нагрузочная характеристика усилителя (а), зависимость iк=f(iб) (б), временные диаграммы токов сигнала (в), базы(г), коллектора (д) и коллекторного напряжения (е)

Если рабочие точки (точки пересечения линии нагрузки R_к с соответствующей базовому току выходной вольт-амперной характеристикой транзистора) расположены на линейных участках BAX транзистора, то зависимость между выходным коллекторным током и входным базовым током можно считать также линейной (рис. 11.5, 6). Если рабочими участками усилительного каскада являются рассмотренные линейные участки входных и выходных ВАХ, то считают, что транзистор в усилительном каскаде работает в линейном режиме. При этом синусоидальный сигнал, подаваемый на вход усилительного каскада, практически не искажается на его выходе. Действительно, если точку покоя П выбрать на середине отрезка (О_т, Н_с) нагрузочной прямой, то при синусоидально изменяющемся токе сигнала (рис. 11.5, в) можно обеспечить максимальное изменение (от режима насыщения до режима отсечки) переменной составляющей коллекторного тока (увеличенного в β раз) практически без существенного искажения синусоидальной формы. Однако следует подчеркнуть, что на входе транзистора помимо переменной составляющей i_c действует также постоянная составляющая i_бп, которые совместно образуют входной ток базы i_б (рис. 11.5, г).

Аналогично, коллекторный ток, повторяющий полностью форму входного сигнала и совпадающий с ним по фазе, имеет также постоянную и переменную составляющие. Как видно из рис. 11.5 и соответствующего выражения (11.1), входное напряжение u_бэ изменяется прямо пропорционально изменению входного тока i_б, совпадая с ним по фазе. В то же время выходное напряжение на коллекторе u_кэ изменяется (как видно из сравнения рис. 11.5, г и 11.5, е) в противофазе с входным током i_б, т. е. сдвинуто относительно его на 180°, а следовательно, u_кэ изменяется в противофазе по отношению к входному напряжению u_бэ. Таким образом, схема ОЭ является инвертирующим устройством, переворачивающим входной сигнал на 180°. Это свойство схемы ОЭ используется в цифровых электронных схемах. Графический анализ усилительного каскада показывает, что, изменяя положение точки покоя П на нагрузочной прямой и амплитуду входного сигнала u_c(i_c), можно получить на выходе каскада ток i_к (напряжение u_кэ) различной формы. Так, нетрудно убедиться, воспользовавшись рис. 11.5, что перемещение точки П в точку О_т (режим отсечки) приведет к искажению выходного сигнала, поскольку отрицательные полупериоды тока i_c не будут пропускаться каскадом. Однако при этом амплитуда положительных полупериодов входного сигнала может быть увеличена примерно вдвое без искажения его формы на выходе каскада.

Рис. 11.6. Принципиальная схема усилителя с RC-связями на биполярном п-р-п транзисторе (а); схемы цепей постоянного (б) и переменного (в) токовусилителя с RC-связями

На практике широкое распространение для усиления сигналов по напряжению в широком частотном диапазоне нашли усилители с RC-связями. Принципиальная схема такого усилителя приведена на рис. 11.6, а.

С помощью резисторов R_б1 и R_б2, подключенных к постоянному источнику питания цепи и представляющих собой делитель напряжения, обеспечивается необходимое значение тока I_бп, который, в свою очередь, совместно с резистором R_к обеспечивает соответствующий режим покоя (см. рис. 11.5, а).

Вид цепи, соответствующий режиму покоя, приведен на рис. 11.6, б. Как видно из рис. 11.5, а, изменяя значение сопротивления R_к, а следовательно, и угол наклона его ВАХ, можно менять амплитуду усиленного сигнала на выходе усилителя, что соответствует изменению его коэффициента усиления. Усилитель, как видно из рис. 11.6, а, снабжен двумя разделительными конденсаторами: C_p1 и C_p2.

Первый из них C_p1 не допускает появления постоянной составляющей тока транзистора в цепи источника сигнала, подключаемого к входу усилителя, а второй C_p2 — обеспечивает прохождение в нагрузочное устройство с сопротивлением R_н только переменной составляющей усиленного сигнала.

Схема цепи переменного тока, соответствующая усилительному каскаду, приведена на рис. 11.6, в. Отсутствие в ней эмиттерного резистора объясняется наличием шунтирующего его конденсатора большой емкости C_Э. Сам конденсатор C_Э на схеме также не показан, так как его сопротивление переменному току близко нулю

Величина результирующего сопротивления нагрузочного устройства в цепи переменного тока равна

Рис. 11.7. Диаграммы работы в классах усиления А (а) и В (б)

Понятие о классах усиления усилительных каскадов. Класс усиления А имеет место при выборе точки покоя П в средней части нагрузочной характеристики выходной цепи транзистора (рис. 11.7, а). Этот режим характерен тем, что форма выходного сигнала повторяет форму входного сигнала за счет работы транзистора в активной области без захода в области насыщения и отсечки. При этом транзистор, как видно из рисунка, работает в линейной области, что объясняет минимальное искажение усиливаемого сигнала. В то же время работа усилителя в классе А характеризуется низким кпд, равным примерно 0,5, что объясняется присутствием в коллекторной цепи постоянного тока покоя (вне зависимости от наличия или отсутствия входного сигнала) в результате чего в транзисторе рассеивается мощность

В связи с этим режим усиления А используют лишь в маломощных каскадах (предварительных усилителях), для которых, как правило, важен малый коэффициент нелинейных искажений усиливаемого сигнала, а значение кпд не играет решающей роли.

Класс усиления В имеет место при смещении точки покоя П в нижний участок линии нагрузки, как показано на рис. 11.7, 6

. Это способствует предельному снижению тока I_Kп, обусловливая существенное улучшение энергетических показателей каскада за счет значительного (по сравнению с режимом класса А) снижения мощности, рассеиваемой в транзисторе в режиме покоя. Поэтому класс В используется в усилителях средней и большой мощности. Вот почему все выходные усилители работают в режиме класса В. В этом режиме значение кпд каскада можно довести до 0,7 и более (при мощности, рассеиваемой в транзисторе менее 0,25 от максимума полезной мощности в нагрузочном устройстве). Заметим, что при усилении в классе А максимальное значение кпд не может превышать 0,5, так как половина максимальной полезной мощности рассеивается в транзисторе. Вместе с тем в классе В наблюдается усиление лишь одной положительной полуволны усиливаемого сигнала, а потому выходной ток имеет прерывистый характер.

Для усиления как положительной, так и отрицательной полуволны входного сигнала применяют двухтактные усилители, работающие в классе усиления В (рис. 11.8). Здесь при положительной полуволне входного сигнала открыт транзистор VT1 n-р-n-типа, а при отрицательной полуволне — транзистор VT2 (р-n-р-типа). В нагрузочное устройство с сопротивлением R_н поступает усиленный сигнал обоих полупериодов. Как правило, двухтактные усилители изготовляют в виде интегральной микросхемы, в едином кристалле полупроводника, что позволяет обеспечивать идентичность параметров транзисторов VT1 и VT2.

Рис. 11.8. Принципиальная схема двухтактного усилителя мощности

Разновидностью режима класса В является режим класса АВ. Этот режим характеризуется наличием некоторого начального смещения точки покоя П в активную область. В этом случае

что позволяет совместить достоинства режимов класса А и В: малые нелинейные искажения и высокий кпд.

Режимом класса С называется такой режим работы усилителя, при котором ток в выходной цепи усилителя протекает меньше половины периода действия входного сигнала. Этот режим соответствует расположению точки покоя в области отсечки и находит применение в мощных резонансных усилителях (например, радиопередающих устройствах).

Режимом класса D или ключевым режимом называют такой режим работы усилителя, при котором ток в выходной цепи может принимать только два значения: I_Kmax и I_Kmin. Кпд такого усилителя близок к единице, что предопределяет его широкое использование в импульсной и цифровой технике.

Как отмечалось в гл. 10, параметры транзистора в большой степени зависят от температуры окружающей среды, что отражается на выходных параметрах усилителей. Для стабилизации параметров усилителя обычно применяют так называемые обратные связи.

Обратной связью называют такую связь между элементами усилительного устройства, при которой часть энергии выходного сигнала поступает на вход устройства. В усилителях значение энергии выходного сигнала существенно превышает значение энергии входного сигнала, а потому обратная связь (ОС) оказывает заметное влияние на их характеристики.

Виды обратных связей. Различают два вида обратных связей: отрицательную и положительную. При отрицательной обратной связи (ООС) выходной сигнал в канале ОС оказывается в противофазе с входным сигналом усилителя. В результате этого любые изменения выходного сигнала встречают соответствующие противодействия по каналу ООС, что стабилизирует выходной сигнал усилительного устройства при воздействии внешних факторов (температуры, нагрузки и др.).

При положительной обратной связи (ПОС) выходной сигнал в канале ОС совпадает по фазе с входным сигналом устройства, способствуя его усилению. Это дестабилизирует работу усилительного устройства, поскольку любые незначительные изменения выходного параметра приводятся каналом ПОС к предельным их значениям.

Различают три типа ОС: внутреннюю, внешнюю и паразитную. Внутренняя ОС проявляет себя в каждом компоненте усилителя из-за функциональной связи между их электрическими и физическими параметрами. Внешняя ОС обеспечивается включением дополнительных цепей, действие которых направлено на улучшение характеристик усилителя (стабилизацию режима и т. п.). Паразитная ОС создается, как правило, емкостными и индуктивными связями, не предусмотренными схемотехническими решениями цепи усилителя, проявляющими себя на больших частотах, и ухудшает характеристики усилителей.

По способу подключения канала ОС к выходной цепи различают обратные связи по напряжению и току.

Способы температурной стабилизации. Температурная стабилизация обеспечивается отрицательной обратной связью, позволяющей удерживать теплозависимые параметры транзистора в исходном состоянии независимо от внешних воздействий. Для биполярных транзисторов таким основным параметром является ток покоя коллектора I_Kп, а для полевых — ток покоя стока I_Сп. В зависимости от способов температурной стабилизации транзисторных усилителей различают эмиттерную (истоковую для полевых приборов), коллекторную (стоковую) и комбинированную стабилизации, из которых наибольшее распространение на практике нашел эмиттерный способ стабилизации.

Эмиттерная температурная стабилизация. В транзисторных усилителях коллекторный ток покоя I_Kп в общем случае имеет два компонента:

(11.2)

где I_KБ0 - обратный (тепловой) ток коллекторного перехода.

С повышением температуры окружающей среды наблюдается заметный рост теплового тока (с увеличением температуры приблизительно на каждые 10°С значение тока I_KБ0 удваивается). Это в соответствии с (11.2) вызывает смещение точки покоя в зону больших значений коллекторного тока (например, в точку П' на рис. 11.7, а). В результате начинают появляться нелинейные искажения выходного сигнала, ухудшающие работу усилителя.

Для возможности принудительного удержания коллекторного тока покоя на заданном уровне в цепи постоянного тока (см. рис. 11.6, б) используют резистор R_Э, реализующий ООС по току. Механизм воздействия ООС (эмиттерной стабилизации) проявляет себя следующим образом. Рассмотренное выше увеличение коллекторного тока покоя под действием температурных изменений вызывает соответствующее увеличение тока эмиттера покоя, так как

Это обусловливает увеличение падения напряжения на эмиттерном резисторе, поскольку

В то же время возрастание напряжения на эмитерном резисторе приводит к снижению положительного потенциала на базе транзистора VT, а следовательно, и тока базы покоя. Это и обеспечивает уменьшение коллекторного тока покоя, требуемое для компенсации температурного роста тока I_KБ0. Необходимо отметить, что эмиттерный резистор отрицательной связи вызывает одновременно и нежелательный эффект снижения коэффициента усиления для входного сигнала u₁(t) цепи переменного тока усилителя (рис. 11.6, в). Для устранения этого недостатка служит конденсатор С_Э, шунтирующий резистор R_Э, как показано на полной схеме типового усилителя (см. рис. 11.6, а).

Аналогичным образом проявляет себя и механизм истоковой стабилизации в транзисторных каскадах, использующих полевые приборы.

Особенности работы усилителя на полевом транзисторе. Усилители на полевых транзисторах имеют большое входное сопротивление и потому находят широкое применение в качестве предварительных усилителей. Типичная схема усилителя на полевом транзисторе с n-каналом и управляющим р-n-переходом приведена на рис. 11.9, а. Здесь полевой транзистор включен по схеме с общим истоком, что позволяет получить усиление входного сигнала как по току, так и по напряжению (аналог схемы с общим эмиттером для биполярного транзистора).

Рис. 11.9. Принципиальная схема усилительного каскада на полевом транзисторе (а) и соответствующие ей цепи постоянного (б) и переменного (в) токов; стокозатворная характеристика полевого транзистора (г)

Цепь усилителя включает в себя следующие элементы: резистор R_C (стока), назначение которого аналогично назначению R_K в усилителях на биполярных транзисторах; резистор R_И (истока), обеспечивающий температурную стабилизацию цепи транзистора VT за счет действия последовательной ООС по току; резистор R_н, имитирующий входное сопротивление следующего каскада; резистор R_З (затвора), способствующий замыканию указанной выше последовательной цепи ООС по току. Одновременно с этим на R_З во входной цепи транзистора VT под действием входного сигнала u₁(t) формируется управляющее воздействие переменного тока. Конденсатор С_И шунтирует резистор R_И по переменному току

что исключает уменьшение усиления каскада по переменному току. Разделительные конденсаторы С_р1 и С_р2 выполняют те же функции, что и в транзисторном усилителе на биполярном транзисторе.

По аналогии с усилителем на биполярном транзисторе рассматриваемую схему (см. рис. 11.9, а) можно также представить в виде двух компонентов: цепи постоянного тока (рис. 11.9, 6), предназначенной для задания требуемого режима покоя; цепи переменного тока (рис. 11.9, в), обеспечивающей усиление переменной составляющей входного сигнала.

Рис. 11.9. Принципиальная схема усилительного каскада на полевом транзисторе (а) и соответствующие ей цепи постоянного (б) и переменного (в) токов;стокозатворная характеристика полевого транзистора (г)

Дата добавления: 2014-10-15