3. Схемы включения полевых транзисторов

Полевой транзистор можно включать по одной из трех основных схем: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ). Схемы включения полевого транзистора с р-п переходом и каналом п- типа показаны на рис. 5.6. Для транзистора с каналом р- типа полярности напряжений противоположны. МДП-транзисторы включаются аналогично.

На практике чаще всего применяется схема с ОИ, аналогичная схеме на биполярном транзисторе с ОЭ. Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности. Схема с ОЗ аналогична схеме с ОБ. Она не дает усиления тока, и поэтому усиление мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Каскад ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем имеет ограниченное практическое применение.

4. Простейший усилительный каскад на полевом транзисторе

В настоящее время широко применяются усилители, выполненные на полевых транзисторах. На рис. 5.7 приведена схема усилителя, выполненного по схеме с ОИ и одним источником питания.

Режим покоя полевого транзистора обеспечивается подачей напряжения смещения на затвор полевого транзистора U_зип, которому соответствует ток стока I_сп и напряжение сток-исток U_сип.

Резистор R_з, обеспечивает гальваническую связь затвора с общей шиной. Падение напряжения на нем

,

(5.5)

где I_з0 – обратный ток p-n перехода затвор-исток, нА.

Ток I_з0 полевого транзистора чрезвычайно мал, поэтому падение напряжения на резисторе R_з можно принять равным нулю. Это позволяет считать, что потенциал затвора равен потенциалу нижнего вывода резистора R_и, а следовательно напряжение смещения U_зип образуется в результате падения напряжения на резисторе R_и при протекании тока I_сп

Uзип = .

(5.6)

Резистор R_и также выполняет функцию температурной стабилизации усилителя по постоянному току.

Конденсатор С_р – разделительный, используется для развязки усилителя по постоянному току от источника входного сигнала. Его емкость рассчитывают по выражению

.

(5.7)

На резисторе R_с падает выходное напряжение цепи за счет тока I_с, управляемого напряжением между затвором и истоком U_зи.

Переменное напряжение u_вх при подаче его на вход усилительного каскада приведет к изменению во времени напряжения между затвором и истоком U_зи(t) = u_вх. Ток стока также будет изменяться во времени, т.е. появится переменная составляющая I_c(t) = i_c.

Изменение это тока приводит к изменению напряжения между стоком и истоком U_си. Его переменная составляющая u_с является выходным напряжением усилительного каскада

Uси(t) = uс = uвых = − Rсic.

(5.8)

В усилителях на МДП-транзисторах с индуцированным каналом необходимое напряжение U_зип обеспечивается включением в цепь затвора делителя напряжения R1R2 (рис. 5.8).

При этом

.

(5.9)

От выбранного значения тока делителя

(5.10)

зависят сопротивления резисторов R1 и R2. Поэтому ток делителя выбирают исходя из обеспечения требуемого входного сопротивления усилителя.