Особенности расчета промежуточного каскада на полевом транзисторе - Дифференциальные усилительные каскады

Тип транзистора: полевой транзистор с управляющим p-n-переходом n-типа.

Ес - напряжение стока.

- система уравнений, описывающая полевой транзистор как четырехполюсник.

Особенности:

    1) проводимость g11 мала, поэтому входное сопротивление очень велико; 2) отсутствует внутренняя обратная связь; 3) малый ток затвора.

- матрица gIj-параметров полевого транзистора.

Поскольку ток затвора близок к нулю, напряжение на затворе тоже очень мало. Поэтому для обеспечения смещения вводится сопротивление Rи и напряжение смещения рассчитывается.

Так как входное сопротивление бесконечно велико, сопротивление Rзат выбирается очень большим (Rзат (0,51,5) МОм). Реально RвхRвхRзатRзат. Такой усилитель может работать с высокоомным датчиком.

, , и слабо зависят от частоты, поэтому на всех частотах, включая высокие, для каскада на полевом транзисторе можно использовать gIj-параметры. При этом фактически одна емкость перехода "затвор-исток", т. е. входное сопротивление чисто емкостное.

Частотные свойства промежуточного каскада

Полная эквивалентная схема промежуточного каскада:

1. Область средних частот.

Область средних частот соответствует временам, когда в схеме установились все переходные процессы, поэтому из рассмотрения можно исключить все емкости (они зарядились и не оказывают влияния на работу схемы).

Коэффициент усиления не зависит от частоты.

GI~10-4См, gC~10-3Cм, gЗат~10-6См, поэтому.

Коэффициент усиления на средних частотах зависит от крутизны транзистора и сопротивления Rc. Каскад удобно настраивать по коэффициенту усиления.

2. Область высоких частот.

Эквивалентная схема промежуточного каскада на высоких частотах.

На высоких частотах можно пренебречь действием последовательно включенных емкостей, так как их сопротивление мало.

.

Эквивалентная схема одинакова с аналогичной схемой для биполярного транзистора, поэтому верны все формулы.

, где и.

Удобство настройки высоких частот за счет изменения Rc. При этом теряем в коэффициенте усиления, но легко меняем верхнюю граничную частоту.

3. Область низких частот.

Эквивалентная схема промежуточного каскада на низких частотах.

Полностью соответствует аналогичной схеме на биполярном транзисторе, поэтому верны все формулы.

, где и.

Удобство настройки нижних частот: изменяя Rзат или Cсв, меняем нижнюю граничную частоту.

Каскад на полевом транзисторе, более легкий в настройке, чем каскад на биполярном транзисторе, обеспечивает хорошее усиление, имеет высокое входное сопротивление, что удобно при построении многокаскадных усилителей. Однако большинство усилителей делают на биполярных транзисторах, так как полевые менее высокочастотны, и построение широкополосных усилителей на них иногда затруднительно.

Похожие статьи




Особенности расчета промежуточного каскада на полевом транзисторе - Дифференциальные усилительные каскады

Предыдущая | Следующая