5.3. Усилительный каскад с общим истоком

Схема усилительного каскада с общим истоком представлена на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Упрощенная схема усилительного каскада

с общим истоком и его эквивалентная схема

Коэффициент усиления по напряжению каскада определяется выражением

Для удобства рассмотрения каскада как усилителя напряжения его можно представить эквивалентной схемой в виде источника напряжения управляемого напряжением, рис. 5.4.

Рис. 5.4. Обобщенная эквивалентная схема

усилительного каскада

В этой схеме управляемый источник напряжения имеет внутреннее сопротивление, определяемое выходным сопротивлением каскада:

Схемы смещения, задающие режим работы по постоянному току, для ПТ выполнить проще, чем для БТ, поскольку ток затвора у ПТ практически отсутствует. На практике используются обычно два вида схем смещения:

схема с фиксированным смещением, когда напряжение смещения задается отдельным источником Е_СМ, (рис. 5.5а);

схема с автоматическим смещением, когда смещения создается падением напряжения на R_И, включенном между истоком и землей,

(рис. 5.5б).

Рис. 5.5. Схемы смещения: а – с фиксированным смещением;

б – с автоматическим смещением

В схеме с автоматическим смещением затвор имеет практически нулевой потенциал, но ток, протекающий через резистор в цепи стока, создает на нем падение напряжения, превышающее нулевой потенциал на величину I_CR_И. Это аналогично подаче на затвор отрицательного напряжения такой же величины.

Схема с автоматическим смещением используется более часто, поскольку имеет три преимущества:

1) не требуется второй источник питания;

2) обеспечивается автоматическая стабилизация рабочей точки;

3) напряжение источника питания в цепи стока Еп может иметь величину, равную максимально допустимому напряжению “сток – затвор” для данного типа транзистора.

Конечно, резистор R_И должен быть зашунтирован конденсатором большой емкости С_И. В противном случае падение переменного напряжения на резисторе в цепи истока будет уменьшать коэффициент усиления каскада. Выражение для коэффициента усиления каскада с учетом резистора R_И имеет вид

Из этого выражения следует, что если произведение крутизны на величину сопротивления в цепи истока много больше единицы, то коэффициент усиления каскада с общим истоком определяется простым соотношением R_С и R_И. Для схемы, содержащей в цепи истока шунтирующий конденсатор С_И, вместо R_И следует подставить модуль параллельного соединения R_И и C_И.