2. В ыбор режима работы транзистора.

Задачей этого пункта является выбор режима работы входного каскада. Пусть полевой транзистор будет включен по схеме с общимистоком. В отличие от биполярного транзистора положение рабочей точки полевого транзистора определяется тремя координатами: постоянный ток стока ( ) , постоянное напряжение сток–исток ( ), и постоянное напряжение затвор-исток ( ). Ток утечки затвора определяет четвертую координату – постоянный ток затвора, но в силу малой величины этот ток не оказывает существенного влияния на режим работы транзистора. Исходя из того, что амплитуды тока и напряжения во входном каскаде очень малы, положение рабочей точки транзистора должно быть выбрано так, чтобы транзистор мог работать и на запирание, и на открывание, не заходя в область отсечки и насыщения. К тому же необходимо учесть, что ток стока в рабочей точке входного каскадане должен превышать ток покоя в предварительном усилителе :

И напряжение в рабочей точке входного каскада сток-исток должно быть меньше, чем напряжение в рабочей точке предварительных каскадов :

т.е. рабочая точка будет лежать внизу и левее на выходной характеристики. Исходя из этих соображений, выберем точку с координатами: ; и зададимся напряжением затвор-исток .

Определим мощность, рассеиваемую транзистором в рабочей точке, она не должна превышать максимально допустимой мощности транзистора :

.

Это условие выполняется, следовательно режим работы по постоянному току выбран правильно.

Проверим тепловой режим транзистора. Для этого определим максимальную температуру перехода транзистора:

,

где – тепловое сопротивление переход-среда; –средняя мощность, рассеиваемая транзистором практически равная мощности рассеиваемой в рабочей точке .

Подставляя значение находим максимальную температуру перехода транзистора:

Полученное значение максимальной температуры перехода не превышает максимально допустимой для выбранного транзистора: ( ).

На этом выбор режима работы входного каскада по постоянному и переменному току закончен.

3. Р асчет элементов стабилизации, времени установления, входного сопротивления и входной емкости входного каскада.

Для стабилизации режима работы транзистора во входном каскаде используется схема с общим истоком (рис.7.1.1.). При этом режим работы транзистора определяется четырьмя элементами: сопротивлением стока , сопротивлением истока , и резисторами делителя напряжений в цепи затвора и .

Рис. 7.1.1. Схема с общим истоком.

Расчет входного каскада по постоянному и переменному току, проводим аналогично расчету предыдущих каскадов, используя законы Кирхгофа. Определим эквивалентное сопротивление, зная заданный коэффициент усиления входного каскада , и один низкочастотный параметр – крутизну транзистора :

Так как нагрузкой входного каскада является входное сопротивление второго каскада , то

несложно найти сопротивление стока, т.е. :

Округляем до номинала .

Напряжение питания каскада по закону Кирхгофа складывается из падения напряжения на сопротивлении стока , падения напряжения на сопротивлении истока и напряжения на сток – исток в рабочей точке :

Поскольку ток утечки затвора очень мал ( ), то им пренебрегаем и считаем, что ток истока равен току стока. Напряжение питания для входного каскада целесообразно взять таким же, как и в предварительном усилителе: .

З ная напряжение питания каскада и координаты рабочей точки рассчитаем сопротивление истока :

Для того чтобы рассчитать сопротивления в цепи затвора и , составим уравнение, используя второй закон Кирхгофа:

Так как входное сопротивление входного каскада вычисляется по формуле:

и для нашего усилителя оно должно быть больше либо равно , то уравнение примет вид:

Отсюда найдем сопротивления в цепи затвора и :

Округлим их до номинальных значений и рассчитаем входное сопротивление:

Для того чтобы определить входную емкость входного каскада необходимо использовать три высокочастотных параметра, взятых из табл. 4: емкость затвор–исток (входная емкость) , емкость затвор–сток (проходная емкость) , емкость сток–исток (выходная емкость) . Она рассчитывается по следующей формуле:

Д ля расчета времени установления воспользуемся высокочастотнымипараметрами и входной емкостью предварительного усилителя, которая является нагрузкой для входного каскада . Общая емкость нагрузки входного каскада равна:

.

Зная общую емкость нагрузки, рассчитаем время установления входного каскада, причем оно должно быть примерно равно:

Так как рассчитанное время установления входного каскада практически не отличается от заданного ( ), то никакой коррекции вводить не нужно.

Параметры входного каскада, полученные в ходе расчета:

,

На этом расчет входного каскада закончен!