5.4.2. Схема с общим затвором

Как правило, для полевых транзисторов схемы с общим затвором почти не применяются, так как при этом включении не используется свойство высокоомности цепи затвор-исток транзистора.

5.4.3. Схема с общим стоком, истоковый повторитель

Схема с общим стоком обладает значительно большим входным сопротивлением, чем схема с общим истоком. В большинстве случаев, однако, это не имеет особого значения, поскольку оно достаточно велико и для схем с общим истоком. Преимуществом такой схемы является то, что она существенно уменьшает входную емкость каскада. В отличие от эмиттерного повторителя выходное сопротивление истокового повторителя не зависит от внутреннего сопротивления Rg источника сигнала.

Рис 5.8 Истоковый повторитель

Типовые значения коэффициента усиления и выходного сопротивления истокового повторителя можно проиллюстрировать числовым примером. При крутизне характеристики транзистора 5 мА/В и сопротивлении в цепи истока Rs = 1 кОм

Из примера следует, что истоковый повторитель не позволяет достичь таких низких величин выходных сопротивлений, как эмиттерный повторитель. Причина этого состоит в том, что полевые транзисторы имеют меньшую крутизну, чем биполярные. Поэтому часто полевой и биполярный транзисторы включают совместно по так называемой схеме Дарлингтона изображенной на рис. 5.9.

Рис 5.9 Схема Дарлингтона на полевом и биполярном транзисторах.

5.5. Полевой транзистор как стабилизатор тока

Рис 5.10 Полевой транзистор в качестве источника стабильного тока

Схема, представленная на рис. 5.10, работает аналогично транзисторному стабилизатору тока, изображенному рис. 4.25. У нормально открытого полевого транзистора ток стока течет даже тогда, когда вспомогательное напряжение U_H равно нулю. Этот режим работы транстора представляет особый интерес, так как схема стабилизатора тока может бы выполнена в виде двухполюсника, как показано на рис. 5.11.

Рис 5.11 Стабилизатор тока на полевом транзисторе, выполненный по схеме без вспомогательного напряжения.

Благодаря этой особенности схема может быть включена вместо любого омического сопротивления. Чтобы найти сопротивление обратной связи Rs, следует определить величину U_GS для заданного тока стабилизации I передаточной характеристике транзистора. В соответствии с формулой (5.10) получаем

Для определения внутреннего сопротивления стабилизатора тока можно использовать выражение (4.29) для биполярного транзистора, положив  и r_BE стремящимися к бесконечности и заменив остальные параметры согласно таблице соответствия (5.6):

На числовом примере можно проиллюстрировать порядок получаемых величин. Для полевого транзистора, имеющего при токе стока I_D = 1 мА следующие параметры: r_DS = 80 кОм и S = 2 мА/В, получим при Rs = 2 кОм внутреннее сопротивление источника тока r_i = 400 кОм Эта величина заметно ниже, чем у аналогичной схемы стабилизатора тока на биполярном транзисторе.

Сравнив выражения (5.12) и (4.29), можно заметить принципиальное различие между стабилизаторами тока на полевом и биполярном транзисторах, а именно: если беспредельно увеличивать сопротивление R_E или соответственно R_S, то внутреннее сопротивление стабилизатора тока, выполненного на полевом транзисторе, будет стремиться к бесконечности, а на биполярном -к предельному значению, равному r_CE. Типовые зависимости r_i от R_E для биполярного или от Rs для полевого транзисторов изображены на рис. 5.12.

Рис 5.12 Сравнение внутренних сопротивлений стабилизаторов тока, выполненных на полевом и биполярном транзисторах. Представлены типовые зависимости внутреннего сопротивления от параметров схемы при токе стабилизации, равном 1 мА

Следует отметить, что при больших значениях сопротивления обратной связи лучшие характеристики достигаются для стабилизаторов на полевых транзисторах.

Для улучшения параметров стабилизаторов тока сопротивление обратной связи стабилизатора можно выполнить в виде отдельного стабилизатора тока. Если для этого использовать стабилизатор тока на биполярном транзисторе, как изображено на рис 5.13, то, согласно числовому примеру, рассмотренному в разд. 4.5.1, при токе стабилизации 1 мА дифференциальное сопротивление такого стабилизатора Гу, применяемого как сопротивление обратной связи, составит приблизительно 7 МОм. Внутреннее сопротивление стабилизатора с подключенным верхним в схеме полевым транзистором составит около 1,1 ГОм.

Рис 5.13 Каскадирование стабилизаторов тока.