Пример решения задачи 1.3

Транзистор 2N3972 имеет канал n-типа и работает при U_С> 0 и U_ЗИ ≤ 0. Такой режим может быть обеспечен одним источником питания с применением так называемого «автоматического смещения». Схема имеет вид, показанный на рисунке 1.8. Принцип ее работы описан в [2-4].

Рисунок 1.8 – Схема включения полевого транзистора с ОИ

 

Параметры транзистора 2N3972 (приложение Г) [6,7]:

– максимальное напряжение сток-исток U_{СИ max} = -40 В;

– напряжение отсечки U_отс = -0,5 В;

– максимальный ток стока I_{С max} = 30мА.

Аналитическая зависимость имеет вид:

Откуда

 

Пусть ток стока в рабочей точке вдвое меньше максимального тока I_Сmax, т.е. I_С = 30/2 = 15 мА. Тогда

 

 

Найдем сопротивление автоматического смещения. Так как I_З <<I_С, напряжение затвор-исток равно падению напряжения на R_И, поэтому

 

 

Ближайший номинал из стандартного ряда Е 24 (приложение Б) равен 10 Ом.

     Сопротивление резистора R_З выбираем из условия

 

, приняв А.

Отсюда получаем

 

 

Выбираем из ряда номиналов резистор с сопротивлением 100 кОм.

Сопротивление резистора R_С находим из уравнения токов и напряжений в схеме:

 

 

Считаем, что усилитель работает в режиме класса А, и принимаем

 

 

Решаем уравнение относительно R_С:

 

кОм.

 

Выбираем ближайший из ряда Е24 номинал R_C = 680 кОм.

Модель схемы включения полевого транзистора в среде Multisim приведена на рисунке 1.9. Результаты моделирования: I_з= 0,015мкА; U_зи= – 0,147 В, I_c= 15мА (задано I_c= 15мА), U_си= 9,753В, хорошо согласуются с расчётами.

 

Рисунок 1.9 – Модель схемы включения полевого транзистора для обеспечения заданного выходного напряжения

 

Практическое занятие № 2. Расчёт схем усилителей.