Пример решения задачи 2.

Рассмотрим пример, приведенный на рис.16 и 17 для транзистора МП14. Дано: I⁰_Б=60мкА, R_Н=4,1кОм, I_mБ=20мкА.

Из временных диаграмм находим:

I_Kmax=3,04мА, I_Kmin=1,10мА, I_mK=1,94мА;

U_Kmax=12В, U_Kmin=4В, U_mK=4В;

U_БЭmax=180мВ, U_БЭmin=158мВ, U_mБ=22мВ.

Указания к задаче 3.

Перерисовав статические характеристики полевого транзистора, на семействе выходных характеристик строится нагрузочная прямая по точкам, в которых она пересекает оси координат согласно уравнению E_C=U_СИ+I_CR_C. Если эти точки выходят за пределы приведенного графика, надо строить ее лишь в пределах графика. Пересечение нагрузочной прямой со статической характеристикой при заданном значении напряжении U⁰_ЗИ определяет рабочую точку транзисторного каскада, нагруженного на резистор. Координаты рабочей точки дают значение рабочего режима выходной цепи U⁰_СИ, I⁰_С.

Построив затем заданное синусоидальное изменение напряжения U_ЗИ с амплитудой U_mЗИ, определяют графически временные диаграммы тока стока и напряжения U_СИ транзистора. Временные диаграммы строятся с учетом того, что напряжения на затворе и стоке противофазные, и с соблюдением одинакового масштаба по оси времени. Пример построения временных диаграмм показан на рис.30 и 31.

При построении временных диаграмм на выходных характеристиках возможно появление сильных искажений сигнала из-за захода рабочей точки в режим отсечки или омический режим. В этом случае необходимо уменьшить амплитуду входного сигнала до величины, при которой рабочая точка не будет выходить за пределы активной области работы прибора. Именно для этой новой амплитуды сигнала определяются параметры линейного (малоискажающего) режима усиления полевого транзистора.

При нахождении из графиков величин I_mС, U_mСИ, следует обратить внимание на то, что максимальное значение положительных и отрицательных полуволн сигнала неодинаковы, а значит, усиление большого сигнала и в активном режиме сопровождается некоторыми искажениями.

Для дальнейших расчетов значения амплитуд определяются как средние за период, т.е.

Значения соответствующих рабочих параметров каскада в рабочей точке можно найти из построенных временных диаграмм:

Пример решения задачи 3.

Рассмотрим пример, приведенный на рис.30 и 31.

Дано: U⁰_ЗИ=3В, U_mЗИ =0,5В, R_С=4кОм.

Из графиков находим:

координаты рабочей точки U⁰_СИ=5В, I⁰_С.=1,25мА,

амплитуды выходного тока и напряжения

I_Сmax=1,8мА, I_Сmin=0,76мА, I_mС=0,52мА;

U_Сmax=7В, U_Сmin=2,6В, U_mСИ=2,2В

Значения параметров каскада в рабочей точке:

Указания к задаче 4.

Перерисовав статические характеристики полевого транзистора, определяют дифференциальные-параметры в заданном рабочем режиме. Метод их нахождения изложен в теоретической части пособия. По выходным характеристикам на низкой частоте определяются два параметра – крутизна S и выходное сопротивление R_i

Статический коэффициент усиления μобычно нельзя найти непосредственно по выходным характеристикам, этот параметр вычисляется по формуле (68). Все три параметра можно найти непосредственно по семейству передаточных характеристик, если оно включает заданную рабочую точку.

Расчет полевого транзистора на высокой частоте проводится с помощью физической эквивалентной схемы, приведенной на рис.28. В справочниках приводятся значения емкостей С_вх или ,С_прох= С_ЗС и С_вых= С_СП. Приведенные значения , которая обозначается как емкость затвор-исток, фактически, включают емкость затвор-каналС_ЗК и паразитную емкость затвор-исток С_ЗИ:

= С_ЗК+ С_ЗИ

Входная емкость С_вх имеет, согласно (72), три составляющие:

С_вх= С_ЗК+ С_ЗИ+ С_ЗС

При расчетах положим С_ЗИ= С_ЗС, поскольку причина их появления одна и та же. Сопротивление канала r’_K определяется по найденному значению крутизны по формуле (69):.

r’_K=1/ S₀

После нахождения всех параметров строится эквивалентная схема для области высоких частот. По этой схеме можно выполнить расчеты любых параметров на любой частоте. Частотная зависимость крутизны дается выражением (71), входная проводимость согласно эквивалентной схеме равна

,

где k=ωτ_S= ω/ω_S, ω – рабочая частота, τ_S= r’_KС_ЗК и ω_S=1/τ_S - постоянная времени и граничная частота крутизны.