8. Каскад на пт: розрахунок у статиці та динаміці. Параметри підсилювача на пт з клерувальним p-n-переходом.

Найпростіша схема підсилювального каскаду на ПТКП зображена на рис а. Підсилювач містить у собі ПТ, увімкнений зі спільним витоком, резистор навантаження R_c, ланцюжок автоматич­ного зміщення R_В, С_В і резистор R_З, який забезпечує подачу на затвор напруги зміщення з ланцюжка R_В, С_В, і напруги вхідного сигналу, а також роздільні конденсатори С_р1 і С_р2. При U_вх=0 в колі стоку і витоку протікає струм спокою I_c0, який створює на резисторі R_В напругу зміщення керуювального p–n переходу U_ЗВ0=I_c0R_В. Опір резистора дорівнює R_В= U_ЗВ0/I_c0. Резистор R_В - це елемент негативного зворотного зв’язку за постійним струмом. Збільшення опору цього резистора приводить до збільшення стабільності параметрів підсилювача і разом з тим до зменшення струму стоку і до зміщення робочої точки на ділянку стокозатворної х-ки з меншою крутизною S_ПТ (рис. б).

Зменшення крутизни S_ПТ викликає зменшення коеф. підсилення каскаду, а наближення робочої точки до напруги відсічки зменшує допустиму амплітуду вхідної напруги і збільшує нелінійні спотворення вихідної напруги. Тому для того, щоб при збільшенні опору резистора R_В не зменшувався струм I_c0, до кола затвора потрібно або ввімкнути додаткове джерело напруги живлення, або ввімкнути затвор до розподільника напруги з резисторів R₁ і R₂ (рис. ).

Завдяки цьому досягається часткова компенсація падіння напруги на опорі R_В, опір цього резистора може бути вибраний більшим, ніж у схемі рисунку а, і спад напруги U_RВ= I_c0R_В> U_ЗВ0.

У цьому випадку R_В= U_RВ/I_c0

Для контура, створеного резисторами R_В, R₂ та ділянкою затвор-витік ПТКП (рис.), можна записати

U_R2 + U_ЗВ0 - U_RВ = 0.

Звідки U_R2 = U_RВ - U_ЗВс = 0

Величину опору R₂ вибирають на основі вимог забезпечення заданого значення вхідного опору каскаду. Для створення на цьому резисторі напруги за формулою наведеною вище необхідно забезпечити проходження через розподільник R₁, R₂ струму, що дорівнює I_n =U_R2 / R₂ = (U_RВ - U_ЗВ0) / R₂ .

Опір резистора R_с визначають з рівняння

R_C + R_В = (Е_С - U_СВ0) / I_C0 .

де U_СВ0 - напруга на стоці в режимі спокою.

З урахуванням того, що R_В= U_RВ/I_c0

остаточно знаходимо

. R_C = (Е_С - U_СВ0 - U_RВ) / I_C0 .

Опір резистора R₁ дорівнює

. R₁ = (Е_С - U_R2) / I_n .

Властивості підсилювача на ПТКП оцінюються такими параметрами динамічного режиму:

- динамічною крутизною

S_d = R_C=const; E_c=const.

- динамічним коеф.ом підсилення

. K = R_C=const; E_c=const . K = R_C=const; E_c=const

Ці параметри розраховують або аналітично за формулами:

S_d = , K = ,

де , , - статичні диференціальні параметри ПТ (див. раніше), або за допомогою графоаналітичного способу.

Останній дуже подібний до графоаналітичного способу розрахунку параметрів режиму підсилення БТ і полягає в наступному. На сім’ї стокових (вихідних) характеристик будують навантажувальну характеристику для змінного струму. Оскільки змінна складова струму I_C через резистор R_В не проходить, то рівняння навантажувальної х-ки набирає вигляду

. I_C = (Е_С - U_СВ / R_C .

Перетин цієї прямої зі статичною вихідною характеристикою, знятою при вибраній напрузі спокою U_ЗВ0 (рис.), визначає положення початкової робочої точки, яка характеризується струмом спокою I_С0 та напругою спокою U_СВ0. Після визначення цієї точки на навантажувальній прямій за даною амплітудою вхідної напруги U_mЗВ розраховують параметри режиму підсилення:

S_d = = , K = = .

Оскільки вхідний опір ПТКП великий, то вхідний опір підсилювального каскаду (рис.) визначається опором подільника напруги R₁R₂/(R₁+R₂) .