3. Электрическая схема усилителя

Широкополосный усилитель (рис. 3) выполнен по типовой схеме с общим истоком. Он имеет два регулируемых источника питания: один в цепи стока полевого транзистора – напряжение питания регулируется в пределах 0… 10 В, другой в цепи затвора – напряжение смещения регулируется в пределах 0…7 В. Это позволяет в достаточно широких пределах изменять питание каскада усиления по постоянному току и напряжению.

Входной синусоидальный сигнал, подаваемый от генератора стандартных сигналов типа Г3-34 (или аналогичного) на вход Вх.1 лабораторного стенда, поступает через разделительный конденсатор С₃ на затвор полевого транзистора усилителя. Через резистор R₄ на затвор также подаётся постоянное напряжение смещения от регулируемого источника G₁, что позволяет установить нужный режим питания полевого транзистора по току стока.

Напряжение питания в цепи стока полевого транзистора устанавливается с помощью второго регулируемого источника напряжения  G₂.

Переключатель S₅ даёт возможность исследовать различные режимы _аботы полевого транзистора.

В положении 9 переключателя S₅ сопротивление нагрузки в цепи стока равно нулю. В этом положении снимается выходная характеристика полевого транзистора  то есть зависимость тока стока от напряжения на стоке при постоянном напряжении затвор-исток.

Устанавливая различные фиксированные значения напряжения затвор-исток, можно получить семейство выходных характеристик полевого транзистора

i_c = f (U_си),

при U_зи = const.

КТ₃

I₁

R₁ 10к

G₁

 (0…10) В

С₁ 1

S₁

2

R₃ 2к

С₂

R₇ 1к

9

10 КТ₄ 3 C₅ 4,7н

11 4 C₆ 120 КТ₅

R₂ 1к ВЧ трансформатор S₅ S₂

VT S₇

КТ₁ С₃ КР103М 5 6

Вх. 1

R₄ R₅

1М 910к C₄ C₇

7 50 300

КТ₂ R₆ 1М

G₂ (0…7,5) В

Рис. 4. Схема электрическая принципиальная для исследования

работы широкополосного усилителя на транзисторе

Из графика семейства выходных характеристик полевого транзистора можно определить:

а) выходную проводимость – g22_и = I_c/U_cи, при U_зи = const;

б) выходное сопротивление  r_c = 1/g22_и;

в) крутизну характеристики  S = I/U_зи, при U_си = const.

В этом же положении переключателя S₅ снимается переходная характеристика полевого транзистора – то есть зависимость тока стока от напряжения затвор-исток при постоянном напряжении на стоке полевого транзистора. Из переходной характеристики определяется напряжение отсечки, то есть такое напряжение затвор-исток, при котором ток стока полевого транзистора становится меньше определённого значения, наперёд заданного (обычно 0,01 mA). Угол наклона переходной характеристики (т.е. наклона касательной к определённой точке переходной характеристики) при определённом напряжении затвор-исток показывает крутизну (S) характеристики полевого транзистора в данной рабочей точке.

В положении 10 переключателя S₅ электрическая схема работает как резистивный усилительный каскад на полевом транзисторе. Положения 5-6 переключателя S₇ дают возможность изменять внешнюю нагрузку усилителя, имеющую резистивно-ёмкостной характер – подключается параллельно соединённые либо R₅,С₄, либо R₆,С₇. Положения 3-4 переключателя S₂ позволяют изменить параметры разделительной ёмкости, соответственно С₅ и С₆, влияющей на ширину полосы пропускания частот. Комбинируя положениё 3-4 и 5-6 переключателей S₂ и S₇, соответственно, можно получить различную форму частотной характеристики усилительного каскада на полевом транзисторе.

В положении 11 переключателя S₅ вводится дополнительная цепь индуктивной коррекции последовательного типа для расширения полосы пропускания усилителя в области высших частот – индуктивность L и дополнительная цепь ёмкостной коррекции для расширения полосы пропускания усилителя в области низших частот – емкости С₁,С₂ и резистор R₁.