Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
транзистора вводится другой полевой транзистор, причем этот второй
транзистор включен по схеме с общим затвором. Этот принцип иллюстрируется
рисунком 7.16, где показана каскодная схема распространенного
предусилителя для верхней половины FM-диапазона (Band II VHF, 88-108
МГц), обеспечивающего усиление примерно на 20 дБ. На нижнем полевом
транзисторе Г, реализована схема с общим истоком. В цепи стока этого
транзистора нет большого сопротивления; вместо этого транзистор Г,
работает на
164 Усиление на высоких частотах
исток транзистора Т2 , включенного по схеме с общим затвором, так что
сопротивление нагрузки в цепи стока первого транзистора оказывается
равным 1 / gm .
В предположении, что оба полевых транзистора имеют одинаковую кру-
yZi (см. текст)
Рис. 7.16. Предусилитель для радиодиапазона коротких волн на полевых
транзисторах с р-п переходом в каскодном включении.
тизну gm , коэффициент усиления напряжения на транзисторе 7j равен:
-gmRi. a~gm - = -i-
ё m
Благодаря этому единичному усилению напряжение сигнала на емкости сток-
затвор транзистора Г, пренебрежимо мало и эффект Миллера несущественен.
Оконечная нагрузка ZL помещена в цепь стока транзистора Т2 и в данном
случае представляет собой резонансный контур с большим сопротивлением на
нужной частоте. Поскольку ток стока транзистора Т2 должен равняться току
стока транзистора Tv на стоке транзистора Т2 возникает напряжение
выходного сигнала, а коэффициент усиления напряжения всей схемы в целом
оказывается, как обычно, равным gmZL . Мы видим, таким образом, что роль
верхнего транзистора Т2 в каскодной схеме сводится к тому, чтобы
поддерживать напряжение на стоке нижнего транзистора Т] постоянным и в то
же время полностью передавать колебания его тока стока в нагрузку ZL .
Поэтому здесь и коэффициент усиления напряжения, и большое входное
сопротивление обычной схемы с общим истоком достигаются без потерь на
высоких частотах из-за емкости обратной связи в транзисторе Tv напряжение
сигнала на которой пренебрежимо мало.
Специальные схемы для высоких частот 165
Точно так же, как и в случае схемы с общей базой, каскодную схему лучше
всего снабдить экраном между транзисторами, чтобы избежать связи между
входом и выходом. Для настройки усилителя на частоты верхней половины FM-
диапазона катушку индуктивности Lx следует изготовить из эмалированного
медного провода типоразмера 18 SWG; при диаметре намотки 1 см число
витков в ней должно быть равно шести. Чтобы избежать чрезмерного
демпфирования катушки малым выходным сопротивлением антенны, следует
сделать отвод для подключения антенны на расстоянии одного витка от
заземленного конца. У катушки индуктивности L2 в цепи стока также шесть
витков диаметром 1 см, и имеется катушка связи, состоящая из одного витка
внутри катушки L2 вблизи ее конца, подключенного к шине питания.
Настройка на требуемую станцию производится путем изменения емкостей
подстроечных конденсаторов С, и С2. Благодаря большому входному
сопротивлению транзистора Тх добротность Q резонансного контура во
входной цепи оказывается высокой; поэтому настройка с помощью С, является
более острой. Контур L2 - С, шунтируется сопротивлением стока rd
транзистора Т2 ; поэтому настройка этого контура значительно более тупая.
7.5.5 МОП-транзистор с двумя затворами
Нужно сделать лишь небольшой шаг, чтобы от каскодной схемы на рис. 7.16
перейти к двум полевым транзисторам в одном корпусе, то есть к кон-
Рис. 7.17. Предусилитель для радиодиапазона VHF на л-канальном МОП-тран-
зисторе с двумя затворами.
166 Усиление на высоких частотах
струкции с одним каналом и двумя затворами. Таковым является МОП-
транзистор с двумя затворами, иногда применяемый для усиления на высоких
частотах. Такой транзистор легко включить в схему, приведенную на рис.
7.16, так, как это показано на рис. 7.17. МОП-транзистор с двумя
затворами представляет собой твердотельный эквивалент лампового тетрода
(с экранной сеткой); затвор g2 служит электростатическим экраном между
стоком и затвором gx , приводя таким образом к значительному уменьшению
емкости обратной связи до столь малой величины, как 0,02 пФ, по сравнению
с 1 пФ для полевого транзистора, эквивалентного в этом смысле ламповому
триоду.
Детали, касающиеся катушек индуктивности в схеме на рис. 7.17, идентичны
тем, какие были объяснены для схемы на рис. 7.16; замечания об
экранировании справедливы для обеих схем, а также фактически для всех
схем радиочастотного диапазона. Обычно такие схемы собираются на платах с
печатным монтажом, у которых сигнальные дорожки размещены на одной
стороне, а другая сторона, покрытая заземленной медной фольгой,
образующей заземляющую поверхность, способствует экранированию.
7.6 Широкополосные высокочастотные усилители
Существуют приложения, в которых нельзя воспользоваться техникой
резонансных цепей, чтобы поднять усиление и одновременно "поглотить"
паразитную емкость. Распространенный пример - это усилитель вертикального
