Усилительный режим полевых транзисторов

Так же, как в случае БТ, возможны три схемы включения полевых транзисторов в качестве усилителей. Наиболее широко применяется схема с общим истоком (ОИ), упрощенная схема которого приведена на рис.29.

В цепь затвора подается постоянное напряжение E_З и напряжение усиливаемого сигнала U_вх. Выходное напряжение складывается из постоянной составляющей и переменного напряжения U_вых.

На рис.30 приведено семейство выходных характеристик транзистора и проведена нагрузочная прямая в соответствии с уравнением U_СИ = E_С – R_С I_С (E_С =10В, R =4кОм). Рабочая точка А при U_вх =0 соответствует E_З=3В. Если на входе действует гармонический сигнал низкой частоты с амплитудой U_{m вх}, рабочая точка движется вдоль нагрузочной прямой. Крайние точки B и С определяются пересечением нагрузочной линии со статическими характеристиками, соответствующими напряжениям U′′_ЗИ=U⁰_ЗИ+U_mвх и U′_ЗИ=U⁰_ЗИ – U_{m вх}. Точки B и С определяют амплитуды выходного тока и выходного напряжения. На рис.31 показаны соответствующие точки на характеристиках передачи.

Из графика рис.30 находится коэффициент усиления по напряжению. Поскольку амплитуды положительных и отрицательных полуволн U_вых несколько отличаются (есть некоторые нелинейные искажения), нужно брать отношение разностей максимального и минимального напряжений (коэффициент усиления по первой гармонике):

В нагруженном режиме к уравнению (65), связывающему приращение тока с приращениями напряжений, добавляется еще одно:

ΔU_СИ= –R_C·ΔI_С,

Из этих двух уравнений находится связь коэффициента усиления со статическими параметрами:

(73)

Отсюда видно, что чем больше сопротивление R_C, тем больше коэффициент усиления. Однако с увеличением R_C (при E_C=const) рабочая точка смещается в сторону малых напряжений U⁰_CИ (см. штриховую линию на рис.30, соответствующую R_C =10 кОм) и может попасть в крутую область выходных характеристик. Тогда крутизна, а следовательно, и коэффициент усиления снижаются. Поэтому при увеличении R_C надо одновременно повышать напряжение E_C . Максимальное значение E_C ограничено допустимой рассеиваемой мощностью и пробоем стокового перехода.

Дата добавления: 2014-11-29