2017-11-30
726
На рисунке 4.7 приведена схема усилительного каскада на полевом транзисторе с общим истоком (ОИ), отличающаяся тем, что входной сигнал 
подается на затвор, а выходной сигнал 
снимается со стока (источник питания 
является источником напряжения с очень малым внутренним сопротивлением).
Рисунок 4.7 – Усилительный каскад на полевом транзисторе с общим истоком
Каждый каскад состоит из одного или нескольких основных активных элементов (транзисторов) и вспомогательных элементов, обеспечивающих режим по постоянному току (режим покоя) активных элементов, что требуется для работы каскада в линейном режиме.
При нулевом входном напряжении (
) постоянный ток стока 
, а также напряжения 
и 
(т.е. режим покоя) полностью определяются значением и сопротивлениями резисторов 
, что можно видеть, рассмотрев уравнения входной (затвор–истоковой) и выходной (сток–истоковой) цепей (
– тепловой ток закрытого p-n- перехода). Напряжения и находятся из уравнений (4.28), (4.29)
(4.28)
(4.29)
Таким образом, резистор задает напряжение в рабочей точке (а в конечном счете, ток стока 
), резистор 
обеспечивает гальваническую связь затвора с общей шиной, т.е. обеспечивает передачу напряжения с резистора 
на участок затвор–исток, а от резистора 
зависит (при выбранном токе 
) величина напряжения 
. Сопротивление можно задавать в довольно широких пределах, однако оно не должно быть слишком большим, иначе на нем ток 
создаст заметное падение напряжения, причем нестабильное, которое изменит положение рабочей точки. Но оно не должно быть и слишком малым, чтобы не перегрузить источник входного сигнала, в качестве которого часто выступает предыдущий каскад. Уравнение выходной цепи (4.29) можно изобразить на графиках стоковых ВАХ, смотри рисунок 4.8, в виде нагрузочной прямой по постоянному току 
.
|
|
|
Рабочая точка полевого транзистора, определяющая режим покоя, характеризуется значениями тока и напряжения стока при отсутствии входного сигнала (
на рисунке 4.8) и должна располагаться в рабочем секторе семейства стоковых характеристик. Рабочий сектор ограничивается, с одной стороны, участками с нелинейной зависимостью между выходным и входным сигналами (
– режим отсечки; 
– режим насыщения), а с другой стороны, участками, где возможен электрический (
) или тепловой пробой (при рассеиваемой транзистором мощности 
больше допустимой 
). В пределах рабочего сектора положение рабочей точки определяется требованиями к параметрам каскада, таким как коэффициент усиления, потребляемая мощность, максимальная выходная мощность, коэффициент полезного действия и др.
|
|
|
Рисунок 4.8 - Рабочий сектор семейства стоковых ВАХ
Изменение температуры окружающей среды приводит к смещению рабочей точки не только из-за изменения , но и за счет изменения потенциального барьера p-n- перехода (
) и удельного сопротивления канала (
).
Приращение тока стока 
будет тем меньше, чем больше , т.е. резистор стабилизирует положение рабочей точки, что можно объяснить действием отрицательной обратной связи, образованной элементом , который входит как во входную, так и в выходную цепь.
Отрицательная обратная связь, стабилизируя положение рабочей точки, в то же время уменьшает коэффициент усиления каскада в (
) раз. Чтобы исключить влияние на коэффициент усиления в области рабочих частот усилителя (
), параллельно резистору включают блокирующий конденсатор 
большой емкости.
Поскольку у усилителя переменного тока каскады между собой, а также с источником входного сигнала и нагрузкой соединены через разделительные конденсаторы 
, каждый каскад по постоянному току оказывается изолированным от остальной схемы, что значительно облегчает обеспечение режимов по постоянному току каскадов.
