4 Контрольные вопросы

1. Что называют усилителем, усилительным каскадом?

2. Дайте определение коэффициента усиления.

3. Что называют амплитудной характеристикой? Какова методика ее измерения?

4. Что такое АЧХ, ЛАЧХ усилителя? Какова методика измерения этих характеристик?

5. Дайте определение температурного потенциала. Каково его значение при комнатной температуре?

6. Дайте определение крутизны, коэффициента передачи тока, входного сопротивления, выходной проводимости транзистора. Как измерить и вычислить эти величины?

7. Каков угол сдвига фаз между входным и выходным сигналами усилительного каскада с общим эмиттером?

8. Рассчитайте усилительный каскад с общим эмиттером по заданию преподавателя.

Лабораторная работа 3 усилительный каскад на полевом транзисторе с общим истоком

1 Цель работы

Изучить основные характеристики полевого транзистора и усилительного каскада на его основе. Уметь рассчитывать усилительный каскад и экспериментально исследовать его характеристики.

2 Теоретическая часть

2.1 Основные определения

Полевые транзисторы подразделяются на полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и МДП-транзисторы, которые, в свою очередь, изготавливают со встроенным и индуцированным каналом.

МДП-транзисторам присуще очень высокое входное сопротивление (10…10⁵ ГОм), низкий уровень шумов, малое сопротивление сток – исток в открытом состоянии ( 1 мОм). Транзисторы с индуцированным каналом являются «нормально закрытыми», т.е. при отсутствии управляющего напряжения на затворе такой транзистор не пропускает ток между истоком и стоком. Все полевые транзисторы являются температурно-устойчивыми, т.к. при повышении температуры вследствие протекания тока происходит увеличение сопротивления канала.

2.2 Характеристики мдп-транзистора

Полевой транзистор с индуцированным каналом описывается двумя семействами характеристик: передаточными ^I_C  f (^U_ÇÈ ) и выходными ^I_C  f (^U_ÑÈ ), однако эти характеристики не всегда приводятся в справочниках и, кроме того, имеют значительный разброс для разных экземпляров одного и того же вида транзисторов.

При проектировании усилительного каскада на полевом транзисторе, прежде всего, необходимо знать следующие его параметры: максимальный ток стока ^I_C max, максимальное напряжение сток – исток ^U_ÑÈ max, пороговое напряжение затвор – исток ^U _ÏÎÐ , крутизну

передаточной характеристики S  ^I^C . По этим справочным данU_ÇÈ

ным можно с достаточной для практики точностью построить характеристики полевого транзистора. В самом деле, если известны пороговое напряжение ^U_ÏÎÐ , максимальный ток стока ^I_C max и крутизна S , легко рассчитать две точки передаточной характеристики, которые можно соединить ветвью параболы. Зная по передаточной характеристике диапазон изменения напряжения на затворе ^U_ÇÈ , можно построить семейство выходных характеристик.

Рисунок 3.1 – Передаточная (а) и выходная (б) характеристики

МДП-транзистора 2N7000

Рассмотрим пример. Пусть дан МДП-транзистор 2N7000, о котором известно: ^I_C max  200 мА; ^U_ÑÈ max  60В; ^U _ÏÎÐ  2,1В,

S 320мА/В. Построим характеристики транзистора. Зададим максимальное изменение тока стока ^I_C  200 мА, тогда U_ÇÈ  ^IC  ²⁰⁰ 0,6 В. Следовательно, при токе I_C  200мА на-

S 320

пряжение на затворе составит U_ÇÈ U _ÏÎÐ U_ÇÈ  2,10,6  2,7В.

Таким образом, имеется две точки с координатами по напряжению и току: (2,1; 0) и (2,7; 200). Соединив их ветвью параболы, получаем передаточную характеристику (рисунок 3.1а). Обычно передаточные характеристики не строят в виде семейства кривых, т.к. при изменении напряжения ^U_ÑÈ они смещаются незначительно.

Выходные характеристики содержат два участка. Один, практически параллельный оси напряжения, называют областью насыщения (не путать с режимом насыщения транзистора!), другой, линейно возрастающий, – линейной областью. Зная диапазон возможных изменений напряжения на затворе ^U_ÇÈ , несложно построить участки характеристики в области насыщения. Все кривые в линейной области выходят из начала координат, точки перегиба ^U_ÑÈ _ÏÅÐ можно приближенно определить из соотношения ^U_ÑÈ _ÏÅÐ ^U_ÇÈ ^U_ÏÎÐ (рисунок 3.1б).