1.4.1.3 Резисторный каскад на полевом транзисторе ( схема с общим истоком )

Полевой транзистор, имеющий, как и биполярный транзистор, три внешних вывода, может быть включен в усилительную схему по трём различным схемам: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ). Наиболее широкое применение на практике нашла схема с ОИ (рисунок 1.31), аналогичная варианту с ОЭ биполярного транзистора.

Рисунок 1.31- Резисторный каскад на полевом транзисторе (схема с общим истоком

Данная схема содержит элементы, которые обеспечивают как его нормальную работу в выбранном режиме, так и передачу

уси­ленного сигнала на вход последующего каскада. Назначение элементов схемы :

VT- полевой транзистор с управляющим р-п - переходом и каналом п-типа;

R_c — нагрузка по постоянному току;

R_и - обеспечивает работу транзистора в выбранном режиме по посто­янному току, обеспечивает автоматическое смещение, которое задаёт режим покоя

73

класса А путём подачи напряжения смеще­ния до затвора VT через резистор R₁. Одновременно цепь авто­матического смещения обеспечивает температурную стабилиза­цию режима покоя.

Ток I_ос в выходной ( стоковой) цепи устанавливается с помощью источника питания Е и начального напряжения смещения на затворе U_оз отрицательной полярности относительно истока ( для полевого транзистора с каналом р- типа – положительной полярности ). В свою очередь напряжение U_оз обеспечивается за счет тока I_ос проходящего через резистор R_и в цепи истока, т.е.

U_оз = I_оз ·R_и , ( 1.45 )

Которое через резистор R₁ прикладывается с полярностью, указанной на рисунке 1.33. Изменяя сопротивление R_и можно изменять напряжение U_оз и ток стока I_ос.

С_и- конденсатор, который шунтирует резистор R_и, чтобы на этом резисторе на выделялось напряжение за счёт переменной сос­тавляющей тока стока ( это привело бы к наличию отрицательной обратной связи аналогично тому, как это имело место в усили­теле на биполярном транзисторе за счёт сопротивления в цепи эмиттера Rэ).

С₁,С₂ - разделительные конденсаторы.

R₁ - резистор обеспечивает цепь для протекания тока затвора, и поэтому его наличие в схеме обязательно для нормальной работы транзистора. Ток затвора, хотя он и очень мал, созда­ёт на резисторе R1 падение напряжения.

Коэффициент усиления усилительных каскадов на полевых транзисторах в области средних частот определяется равенством

K_u=-S·R_c, ( 1.46 )

где S- статическая крутизна характеристики полевого транзистора.

Знак минус указывает на то, что усилительный каскад ОИ меняет фазу усиливаемого сигнала на 180° (как в усилительном кас­каде ОЭ ). Поэтому при воздействии на вход усилителя переменного входного сигнала U_вx=^:U₃=U_3msinwt напряжение выходного сигнала.

u_вых = - S_о R_с U_3msinwt . ( 1.47 )

где S_о - крутизна характеристики в рабочей точке ( I_ос ,U_ос ).

Усилители на полевых транзисторах благодаря большому входному сопротивлению ( несколько мегаОм) широко применяют в качестве входных каскадов различных электронных устройств, ис­точник входного сигнала которых обладает большим внутренним сопротивление