(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Таким образом, из формул (4.6) и (4.7) можно , непосредственно получить основные уравнения полевого транзистора: dla X О, dIo = SdUGs + -dUi ds (5.7) (5.8) Из выражения (4.8) с учетом таблицы соответствия (5.6) можно вывести уравнение для коэффициента усиления схемы с общим истоком: А = -SiRjros). Отсюда следует, что при Rp Гр максимальная величина коэффициента усиления составляет А= -Sr, ds Коэффициент усиления практически не зависит от тока стока в диапазоне 0,1/ds< < Id< Ids и для и-канальных полевых транзисторов составляет от 100 до 300. Для р-канальных полевых транзисторов эта величина приблизительно вдвое меньше. Максимальный коэффициент усиления полевых транзисторов составляет, таким образом, примерно десятую часть максимального коэффициента усиления биполярных транзисторов. Чрезвычайно интересно сравнить коэффициенты нелинейных искажений для схемы с общим истоком и для схемы с общим эмиттером. Для этого необходимо решить уравнение передаточной функции транзистора для большого входного сигнала. При синусоидальном изменении входного сигнала относительно рабочей точки Ueit) = + t)sin rot из выражения (5.1) можно получить выражение для тока стока sincof - -jcos2a)t При этом выражение для коэффициента нелинейных искажений будет иметь вид HUgA - и,) 4 17,1 Ida Как и у биполярных транзисторов, этот коэффициент также пропорционален амплитуде входного сигнала, однако он зависит от положения рабочей точки. Он обратно пропорционален величине уУм-Если для полевого транзистора при Up = (5-9) = - 3 В и /дх = 10 мА выбрать рабочую точку, соответствующую току стока IpA = 3 мА, то величина коэффициента нелинейных искажений составит К = UJbJb В. Чтобы этот коэффициент был меньше 1, величина амплитуды входного сигнала V, не должна превышать 66 мВ. При коэффициенте усиления каскада по напряжению, равном 20, амплитуда выходного сигнала составляет около 1,3 В. Эта величина существенно больше, чем достигаемая для биполярных транзисторов при аналогичной схеме включения. Шумовые характеристики полевых и биполярных транзисторов существенно различаются. Шумовой ток полевых транзисторов значительно меньше, чем у биполярных, тогда как напряжения шума, особенно для транзисторов с управляющим р-и-переходом, имеют один и тот же порядок величины. Как следует из схемы замещения, представленной на рис. 4.37, при высокоомном источнике входного сигнала полевые транзисторы имеют значительно меньшие шумы, а при низкоомном шумовые характеристики полевых и биполярных транзисторов примерно одинаковы. У МОП-транзисторов фактор шума 1/У начинает сказываться уже на частотах порядка 100 кГц. Таким образом, МОП-транзисторы в низкочастотной области шумят значительно сильнее, чем полевые транзисторы с управляющим р-и-переходом, поэтому их целесообразно использовать только в высокочастотных малошу-мящих устройствах. Установка рабочей точки транзистора В схемах на биполярных транзисторах отрицательная обратная связь по постоянному току является удобным средством установки рабочей точки транзистора. Этот способ может успешно применяться и для схем на полевых транзисторах. Для нормально открытых полевых транзисторов существует даже возможность подключения затвора к пшне нулевого потенциала, как показано, например, на рис. 5.7. Рис. 5.7. Установка рабочей точки. Для расчета параметров схемы следует задать ток стока транзистора. Из передаточной характеристики, изображенной на рис. 5.2, определяется соответствующее этому току значение напряжения Uqs. В зависимости от выбранной величины тока стока оно может принимать значения от нуля ДО Up Поэтому здесь нельзя выбрать, как это делалось для биполярного транзистора, приблизительно постоянное значение этой величины. Для вычисления Uqs воспользуемся выражением (5.1): ; i/gs = t/,(i-!/№) (5.10) Из этого выражения можно определить сопротивление в цепи истока (5.11) В качестве примера зададим следующие параметры полевого транзистора: Is = = 10 мА, 1/р = - 3 В и выберем величину /о = 3 мА. При этом Uos= - 3 В(1 - 1/3 мА/10 мА) = = -1,36 В. Сопротивление в цепи истока Rs составит 1,36 В/3 мА = 452 Ом. Значение потенциала стока Va при отсутствии сигнала выбирается таким, чтобы величина C/s даже при предельном значении А Комикс не превышала С/ . Тем самым предотвращается появление искажений, которые могут возникнуть при заходе рабочей точки в область начального участка характеристики. Потенциал стока при отсутствии сигнала выбирается, таким образом, из условия VoA >Vs+U, + АК, £>макс Из выражения (5.4) при Vg = - Uqs следует Up\ + АКо, При размахе выходного напряжения + 2 В и допуске 2 В для потенциала стока Va при отсутствии сигнала получим значение 7 В. Задав напряжение V* = 15 В, найдем величину сопротивления нагрузки = (15 В - 7 В)/3 мА = 2,7 кОм. Крутизна характеристики транзистора в рабочей точке, согласно (5.2), составит /ЮмАЗ мА = 3,7 мА/В. Величина коэффициента усиления в рабочем диапазоне частот равна А к -SRo X - 10. Если, как и в числовом примере в разд. 4.2.5, потребовать, чтобы величина нижней граничной частоты усилителя составляла приблизительно 20 Гц, и задать для каждого из трех фильтров нижних частот, образуемых в схеме замещения используемыми емкостями Се, Са и Cj, нижнюю граничную частоту равной 11,5 Гц, то в соответствии с уравнением (4.23) получим Со = S 3,7 мА/В 2 ~ 271-11,5 Гц 51 мкФ. Выбор величины R может быть в значительной мере произвольным. Верхняя граница Rg определяется тем, что падение напряжения на этом сопротивлении, обусловленное током утечки затвора, должно быть мало по сравнению с \ Uqs\. При этом максимальная величина Rg составит несколько мегом. 5.4.2. СХЕМА С ОБЩИМ ЗАТВОРОМ Как правило, для полевых транзисторов схемы с общим затвором почти не применяются, так как при этом включении не используется свойство высокоомности цепи затвор-исток транзистора. 5.4.3. СХЕМА С ОБЩИМ СТОКОМ, ИСТОКОВЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ Схема с общим стоком обладает значительно большим входным сопротивлением, чем схема с общим истоком. В большинстве случаев, однако, это не имеет особого значения, поскольку оно достаточно велико и для схем с общим истоком. Преимуществом такой схемы является то, что она существенно уменьшает входную емкость каскада. В отличие от эмиттерного повторителя выходное сопротивление истоково- 1,0. Рис. 5.8. Истоковый повторитель. Коэффициент усиления по напряженюо а = Входное сопротивление г, и оо. Выходное сопротивление г, = J?sl(l/S). 1 + l/[S( slros)] го повторителя не зависит от внутреннего сопротивления Rg источника сигнала. Типовые значения коэффициента усиления и выходного сопротивления истоково-го повторителя можно проиллюстрировать числовым примером. При крутизне характеристики транзистора 5 мА/В и сопротивлении в цепи истока Rg = I кОм 1 -(- 1/(5мА/В-1 кОм) x 0,83. - II1. кОм 5 мА/В 200 Ом II1 кОм x 1670 Ом. Из примера следует, что истоковый повторитель не позволяет достичь таких низких величин выходных сопротивлений, как эмиттерный повторитель. Причина этого состоит в том, что полевые транзисторы имеют меньшую крутизну, чем биполярные. Поэтому часто полевой и биполярный транзисторы включают совместно по так называемой схеме Дарлингтона, изображенной на рис. 5.9. Рис. 5.9. Схема Дарлингтона на полевом и биполярном транзисторах. Результирующая крутизна S s S1P2. 5.5. ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР КАК СТАБИЛИЗАТОР ТОКА Схема, представленная на рис. 5.10, работает аналогично транзисторному стабилизатору тока, изображенному на рис. 4.25. У нормально открытого полевого транзистора ток стока течет даже тогда, когда вспомогательное напряжение 1/д равно нулю. Этот режим работы транзистора представляет особый интерес, так как схема стабилизатора тока может быть выполнена в виде двухполюсника, как показано на рис. 5.11. Благодаря этой особенности схема может быть включена вместо любого омического сопротивления. Чтобы найти сопротивление обратной связи Rg, следует определить величину Uqs для заданного тока стабилизации / по передатцчной характеристике транзистора. В соответствии с формулой (5.10) получаем Un + \Ugs\ Uh + 117,1(1 - yiM Id Id Для определения внутреннего сопротивления стабилизатора тока можно использовать выражение (4.29) для биполярного транзистора, положив р и Гд стремящимися к бесконечности и заменив остальные параметры согласно таблице соответствия (5.6): г, = ros(l -I- SRs) = ros + ViRs- (5.12)
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |