Главная  Усилительные устройства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

МОП-транзисторами. Последние подразделяются на обогащенные (с индуцированным каналом) и обедненные (со встроенным каналом). На сток всех пранзисторов с п-каналом подается положительное относительно истока напряжение Ucn Все МОП-транзисторы (кроме обедненных, у которых /зи< 0) в основном работают при равнополярных напряжениях t/си и t/зи Характеристики на рис. 4.20 относятся к МОП-транзисторам с п-каналом; при р-канале напряжения и токи оказываются противопо южного знака.

Входное согротивление полевых транзисторов очень велико (при включениях по схемам с общим истоком ОН и общим стоком ОС), особенно при изолированном затворе; вообще с точки зрения эквивалентной схемы и значений параметров полевые транзнс-тары имеют много общего с электронными лампами.

4.3.1. КАСКАД с ОБЩИМ ИСТОКОМ

Если на затвор полевого транзистора (рис. 4.21,а) от источника сигнала поступает мгновенное напряжение Изи положительной полярности (рис. 4.20), то з, =/3 +Изи приближается нулю (становится менее 0Т1рицательным), при этом увеличивается ток стока, а это значит, что переменная составляющая /с направлена

-О-or О-

си (+)

аз -н - ас 4-а)

,12*

-1-г-I I

Рис. 4 21 Общая (а) и эктивялентная (б) схемы каскада с ОИ

в ту же сторону, что и постоянная /с. Из схемы на рнс. 4.21 видно, что транзистор, включенный по схеме с ОИ, работает как инвертирующий усилитель, поскольку он вносит в переменное напряжение фазовый сдвиг на 180°, изменяя полярность импульса подобно биполярному транзистору, включенному по схеме с ОЭ.

Каскад с ОИ способен усиливать напряжение и ток. Для нахождения параметров каскада используется приближенная эк-



Бивалентная схема на рис. 4.21,6, которая, в сущности говоря, является производной от представленной на рис. 4.5,а. Ее особенность заключается в отсутствии сопротивления г'б, роль Гб-э играет сопротивление Гз , которым в больщиистве случаев можно пренебречь, а Sl заменено на S; вместо емкостей Сб-э и Ск присутствуют Сци-Ci2n и Ci2h. Выходная проводи.мость 1/гси, подобно /г22э, обычно не принимается во внимание из-за ее небольшого значения.

Из-за большого входного сопротивления Явх = Гзи (порядка 10*... 10° Ом) значительное влияние оказывают межэлектродные емкости: входная Сци и проходная (емкость обратной связи) Сш, составляющие у маломощных транзисторов: первая 3...20 пФ и вторая 0,07 ... 10 пФ. Емкость С^и минимальна у двух затворных транзисторов (КП350 и др.). Выходная емкость С22И обычно бывает несколько меньше, чем входная Сци.

Крутизна характеристики прямой передачи

S = dijdu

является аналогом параметра г/21э = /г21э г11э при Лги^оо и /zii3-> -00.

У полевого транзистора на высоких и сверхвысоких частотах (порядка десятков и сотен мегагерц) крутизна становится комплексной: 5(j/) =S/(l+j7/fs), однако это свойство при практических расчетах можно и не принимать во внимание. У маломощных транзисторов параметр S заключен в пределах от 0,5 до 10 мСм и больше, а у мощных составляет десятки и сотни милли-сименсов.

Выражая выходное напряжение Ucnm через ток /cm и входное напряжение f/зит, несложно установить, что в области малых частот

K = U JU, = SR,. (4.88)

Определяя сквозной коэффициент усиления каскада, следует умножить К на коэффициент передачи напряжения входной цепи, равный Гзи/(/?г+Гзи), при этом

Ке = xSR = К. (4.89)

В той же области частот выходное сопротивление каскада /?вых =

= Гз .

Так как выходное сопротивление полевого транзистора сравнительно велико (несколько десятков килоом), то в ряде случаев соблюдается неравенство /?н</си, а при /?г<Гзи Ке совпадает с К. При нахождении зависимости Ке{!) определяется частота полюса feyj из эквивалентной схемы на рис. 4.21,6 посредством объединения емкостей Сци-Ci2h и Ci2h тем же способом, что и при исследовании каскада с ОЭ (рис. 4.5,а). В данном случае емкость Ci2h следует умножить на отношение напряжения t/зи m-f си m к напряжению t/зит, т. е. на l + UcHmlUsum- Поскольку межэлектронные емкости полевого транзистора сравнительно .малы, следу-



ет учитывать влияние емкости монтажа С„, практически равной 3...5 пФ. Таким образом, общая щунтирующая емкость, отнесенная к точкам 3-и и представляющая собой входную емкость каскада, равна сумме

вх ~ Пи 4 {си т/зи т) и + С„. (4.90)

Из схемы на рис. 4.21,6 следует, что входная проводимость

Пх=1/зи + ]мС - (4.91)

Частота fj-входной цепи, обусловленная существованием емкости Свх,

Bvx-fp- (4.92)

Z 31 Свх <г зи

а при Нг<Гза, что чаще и бывает,

/в/Г = =1/2яСв,/? (4.93)

причем, как следует из (4.88),

Свх = Си и+ - +См, (4.94)

Геи -г н

а при Rn<.rca

Свх=Спи + 5/? С12и-(-См. (4.95)

Выходная цепь, состоящая из выходной емкости, которую в общем случае допустимо принять равной Сгги, и сопротивлений Геи, Rn, характеризуется частотой полюса

-L ,

2 я С22 и си 2я С22 и

или при емкости внещней нагрузки С2ФО

/рвых-- 2я(С22и + С2)Гс /?н 2lt(C22H + C2)i?H

Нелинейные искажения каскада с ОИ вследствие весьма высокого входного сопротивления практически не зависят от сопротивления Rt.

4.3.2. каскад с общим затвором

На входные элект1роды транзистора поступает напряжение а, которое равно - зи, как и показано на рис. 4.22. Так как входное напряжение приложено к затвору со знаком минус, то, как видно из рис. 4.20, ток ic, переменная составляющая которого ic оказывается направленной навстречу своей постоянной составляющей /с, уменьщается. При этом выходное напряжение Исз получается той же полярности, что и входное. Вообще каскад с 03 обладает такими же свойствами, что и каскад с ОБ, т. е. он способен усиливать напряжение, поскольку

= сз т/зи m = (эи т + си т)/зи m > > 90

/рвых-. l , . (4.96)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87