2.2. Анализ усилителя с общим истоком на основе моп-транзистора (рис. 3.1, б).

2.2.1. Графоаналитический расчет по постоянному току в режиме dcAnalysis

1. Построить семейства выходных ВАХ транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом.

2. Построить на одном графике с семейством выходных характеристик транзистора прямую линию ограничения тока покоя транзистора на уровне 0,8I_DMAX и кривую ограничения тока стока по максимальной мощности, рассеиваемой транзистором,. Получившиеся графики должны примерно соответствовать графикам на рис. 3.7. В случае если линии ограничения по току и мощности не видны в графическом окне, можно увеличить масштаб по осиY(Yrange). При необходимости можно также увеличить диапазон изменения напряжения батареиV1, подключенной к затвору.

Рис. 3.7. К графоаналитическому синтезу усилительного каскада на МОП-транзисторе

3. Построить на одном графике с выходными ВАХ нагрузочную прямую другим цветом так, чтобы она не зашла в заштрихованную запрещенную область. Теперь для каждой выходной характеристики (зависимости I_D(V_DS)) видно при каком напряжении на затвореV_GSона снята. Можно также выбрать сопротивление в цепи стока усилительного каскадаR_Dв соответствии с заданным сопротивлением нагрузкиR_LOAD, а затем проверить, не зашла ли нагрузочная прямая в запрещенную область. Обычно, при заданном сопротивлении нагрузки сопротивление в цепи стокаR_Dвыбирается в пределах 0,1–0,2 от сопротивления нагрузкиR_LOAD, для того чтобы не допустить снижения переменной составляющей выходного напряжения из-за деления напряжения в выходной цепи. При этом обеспечивается выполнение поставленной задачи: обеспечение максимального размаха переменной составляющей выходного напряжения.

4. Определить ток стока в точке покоя I_DA. Очевидно, он должен находиться посередине между максимальным и минимальным значениями. Максимальное возможное для рассматриваемого каскада значение тока стокаI_DMAXдостигается в точке пересечения нагрузочной прямой с пологим участком выходной характеристики, расположенной наиболее высоко (точкаBна рис. 3.7). За минимальное значение тока стока можно взять 0,1I_DMAXдля достижения наилучшей линейности преобразования:

.

5. Определить положение точки покоя каскада на линии нагрузки (точка Aна рис. 3.7), построив на нее перпендикуляр из точки на оси токов с ординатой равной току стока покояI_DA. Далее можно определить значение напряжения сток-исток в точке покояV_DSAи приближенное значение напряжения затвор-истокV_GSAв точке покояV_GSAV_GS16(см. рис. 3.7).

6. Определить точное значение напряжения затвор-исток в точке покоя V_GSAпо передаточной (сток-затворной) характеристикеI_D(V_GS)при напряжении между стоком и истоком равномV_DSA.

7. Определить сопротивления резистивного делителя в цепи затвора R₁, R₂, обеспечивающие смещение на затворе в точке покоя. Для этого необходимо задаться суммарным сопротивлением делителяR_DIV=R₁+R₂в диапазоне сотен кОм и рассчитать значенияR₁иR₂по формулам:

; .

8. На этом графоаналитический расчет по постоянному току рабочей точки усилительного каскада на МОП-транзисторе считается законченным. На этом этапе определены сопротивления резистора в цепи стока R_D, сопротивления резистивного делителяR₁,R₂.

9. Оформить отчет о проделанной работе