3.3 Эквивалентная схема полевого транзистора и его дифференциальные параметры

Для удобства расчетов и анализа схем, содержащих полевые транзисторы, их замещают эквивалентными схемами. Эквивалентная схема состоит из активных и пассивных линейных элементов и ведет себя также на переменном токе, как и реальный транзистор. Такая замена возможна при малых сигналах, когда зависимость между приращениями токов и напряжений линейна.

Ток стока полевого транзистора является функцией двух напряженийи, поэтому изменение тока можно определить из уравнения

(3.1)

В этом выражении частные производные, определяющие изменение тока при изменении одного из напряжений, можно рассматривать как дифференциальные параметры транзистора.

Крутизна [мА/В] характеризует управляющее воздействие напряжения, т.е. показывает, на сколько миллиампер изменится ток при изменении напряжения на один вольт. Крутизну можно определить графически, по характеристике управления ((рисунок 3.2,b), как отношение отрезков .

Выходная проводимость характеризует степень влияния напряжения стока на ток стока и определяется графически как тангенс угла наклона выходных характеристик (рисунок 3.2,a) через отношение отрезков . Часто вместо выходной проводимости используют обратную величин, которую называютдинамическим сопротивлением стока .

Коэффициент усиления , при,он показывает, во сколько раз изменение напряжения на затворе эффективнее влияет на ток стока, чем изменение напряжения на стоке. Знак минус показывает, чтобы сохранить ток неизменным, положительному приращению напряжения на затворе должно соответствовать отрицательное приращение напряжения на стоке.

Положив , запишем

, (3.2)

отсюда получаем

(3.3)

соотношение, связывающее дифференциальные параметры полевого транзистора.

Эквивалентная схема (рисунок 3.9) построена на основе дифференциальных параметров; при этом учитывается, что ток в цепи затвора бесконечно мал, а входное сопротивление полевого транзистора стремится к бесконечности.

Рисунок 3.9 - . Эквивалентная схема полевого транзистора

В эквивалентной схеме, кроме основных параметров учтены междуэлектродные емкости, влияние которых будет сказываться на высоких частотах.

3.4 Усилительные свойства полевых транзисторов

Наибольшее распространение нашла схема усилителя с общим истоком (рисунок 3.10).

Рисунок 3.10 - . Схема усилителя с общим истоком

Назначение элементов схемы такое же, как и для схемы с общим эмиттером. Режим работы транзистора по постоянному току определяется так же, как режим работы биполярного транзистора. Строится нагрузочная прямая, определяется рабочий участок, выбирается положение рабочей точки в центре рабочего участка. Делитель напряжения рассчитывается таким образом, чтобы создаваемый потенциал затвора соответствовал выбранному положению рабочей точки. Отличие заключается в том, что ток в цепи затвора отсутствует, а делитель, образованный резисторами и, рассчитывается в режиме холостого хода. При подаче на затвор переменного напряжения с амплитудойток стока изменяется с амплитудой, создавая на резисторепадение напряжения с амплитудой, которое находится в противофазе с током.