Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
Теперь рассмотрим простую малосигнальную эквивалентную схему для полевого транзистора с управляющим р-п переходом (рис. 9.17а)^
Так как входная цепь затвора не потребляет ток, то ее можно считать разорванной.
Управление током цепи стока можно обеспечить с помощью зависимого источника тока gmugs. Эта модель является наиболее подходящей для схемы истокового повторителя (см. задачу № 23) и схемы запуска перестраиваемого генератора (см. задачу № 26). На более высоких частотах в эквивалентную схему необходимо добавить конденсатор. Это указано в паспортных данных транзистора, приведенных в приложении 4.
9.10. Истоковый повторитель
Схема истокового повторителя очень похожа на схему эмиттерного повторителя, собранного на основе биполярного транзистора. В рассматриваемой схеме истоковый повторитель используется для разделения каскада смесителя передатчика и каскада предусилителя, чтобы изменение полного входного сопротивления предусилителя не влияло на смеситель передатчика. Истоковый повторитель обладает еще одной важной особенностью: резистор нагрузки R задает напряжение смещения и ток, то есть в схеме не требуется никаких дополнительных элементов. При работе схемы происходит следующее: затвор по постоянной составляющей подключен к «земле», то есть постоянное напряжение на нем равно нулю. Например, в схеме буферного усилителя установлена катушка индуктивности L6, которая и выполняет эту задачу. Следовательно, напряжение на затворе можно представить в виде
8. = -(21^/^)(1-?/^)
(9.76)
ЩО] 9. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Рис. 9.18. Определение напряжения смещения Ub и тока 1Ь для полевого транзиаора с управляющим р-п переходом. Точка, определяющая параметры смещения, находится на пересечении графиков линии нагрузки и зависимости тока стока_
IbR, где 1ь - ток смещения. Это дозволяет записать соотношение между напряжением смещения затвор-исток Ub и током:
Ub = -I„R (9.77)
Это уравнение прямой линии, проходящей через начало координат. Ее называют линией нагрузки, или нагрузочной прямой. Необходимо учитывать, что ток и напряжение смещения должны удовлетворять соотношению 9.74. Решение системы из двух уравнений можно найти графически, построив линию нагрузки на графике зависимости (рис. 9.15) и определив точку их пересечения (рис. 9.18).
В эквивалентной схеме для переменной составляющей источник стокового напряжения допускается заменить коротким замыканием на «землю», так как этот источник питания не влияет на переменную составляющую тока (рис. 9.17в). Исходя из эквивалентной схемы можно выразить выходное напряжение и через напряжение затвор-исток ugs:
u = Rgmugs (9.78)
Напряжение затвор-исток представляет собой разность между входным напряжением U1 и выходным напряжением и:
U85 = U1-U
(9.79)
9.12. ПРАКТИКУМ (221
Подставив выражение 9.79 в формулу 9.78, получим: Ru
»=TTi^ (9-80)
Эта формула в точности совпадает с выражением, полученным для схемы делителя напряжения с сопротивлением источника 1 / gm и сопротивлением нагрузки R. Следовательно, полное выходное сопротивление истокового повтори-'теля равно:
Z0=Wgn, • (9.81)
Выражение для коэффициента усиления по напряжению будет иметь вид: _ и 1
G11= — =-— (9.82)
I+ 1
Коэффициент усиления близок к единице, если R » 1 / gn
9.11. Литература для углубленного изучения
Хорошим пособием для изучения усилителей признана книга «Microelectronic Circuits and Devices» (автор Марк Хоренштейн (Mark Horenstein), издательство Prentice-Hall). Классическим трудом по данной проблематике является книга «Analysis and Design of Analog Integrated Circuits» (авторы Пол Грей (Paul Gray) и Роберт Майер (Robert Meyer), издательство Wiley), посвященная в основном усилителям на интегральных микросхемах. В книге Мюллера (Muller) и Каминса (Kamins) «Device Electronics for Integrated Circuits» (издательство Wiley) показано, как выводятся формулы для расчета токовых характеристик полевых транзисторов с управляющим р-п переходом. Подробный обзор усилителей на полевых транзисторах с управляющим р-п переходом представлен в книге «Radio Frequency Design» (автор Вэй Хэйворд (Way Hayward), издательство American Radio Relay League).
9.12. Практикум
ЗАДАЧА № 21. ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
На рис. 9.19 показаны предусилитель мощности и схема подключения приборов для выполнения измерений.
Монтаж трансформатора Tl и резистора R14 описан в задаче № 15. Сейчас необходимо установить транзистор Q6 и эмиттерный резистор R12, предусмотрев на каждом из элементов место для подключения щупов измерительных приборов. Резистор R12 используется для измерения тока. Чтобы избежать ошибок, предварительно определите и запишите величину сопротивления данного резистора.
Припаяйте проволочный переменный резистор R13, называемый потенциометром. Его сопротивление может изменяться от почти нулевого значения до 500 Ом.
[222І 9. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Vcc
Щуп с делителем 10 (только для задачи No22)
Вход: генеротор
Выход: осциллограф о (канал с соглосующей ногрузкой 50 Ом)
Точки подключения измерительного прибора
