47. Дифференциальные параметры полевых транзисторов и методика их определения по статическим характеристикам.

Свойства ПТ удобно рассматривать в Y-системе параметров, в которой в качестве функций используется входной и выходной токи, а аргументами служат входное выходное напряжения (5.3)

или (5.4). Поскольку I_з0, то в большинстве случаев ограничиваются лишь второй функциональной зависимостью уравнений (5.4), полный дифференциал которой имеет вид dI_C=I_C/U_ЗИdU_ЗИ+I_C/U_СИdU_СИ(5.5). Частные производные в этом уравнении является дифференциальными параметрами ПТ (5.6)I_C/U_ЗИ= dI_C/dU_ЗИ=S при U_СИ=const - крутизна сток-затворной характеристики.

(5.7) I_C/U_СИ= dI_C/pU_СИ=1/R_i при U_ЗИ=const - выходная проводимость. Чаще используют обратную величину R_i=U_СИ/I_C=dU_СИ/dI_Cпри U_ЗИ=const, представляющую собой выходное сопротивление ПТ. Кроме того используется параметр (5.9)U_СИ/I_C*I_C/U_ЗИ =U_СИ/U_ЗИ=dU_СИ/dU_ЗИ==SR_i- статический коэффициент увеличения. Параметры S, R_iиназываются дифференциальными и используют при аналитическом задании функции. Приближенно они могут быть определены по статическим характеристикам, если дифференциалы заменить конечными приращениями: S=I_C/U_ЗИпри U_СИ=const R_i=U_СИ/I_Cпри U_ЗИ=const. Полученные таким образом параметры называются малосигнальными. При этом справедливым остается выражение=SR_i=U_СИ/U_ЗИ. Методика определения параметра S по сток-затворным и стоковым характеристикам показана нарис.5.11, а , б, а методика определения параметра R_iиллюстрируетсярис. 5.11, в.Значения параметров S, R_iизависят от режима работы ПТ, т.е. от положения рабочей точки А на характеристиках.

Рис. 1

Рис. 2

48. Работа пт в режиме усиления. Схема простейшего усилителя. Параметры режима усиления и методика их определения по характеристикам.

В этом режиме в выходную цепь (цепь стока) ПТ включается нагрузка, а усиливается сигнал подается во входную цепь (в цепь затвора), как показано на рис 5.12, а. На семействе стоковых характеристик строится нагрузочная прямая в соответствии с уравнением U_СИ=E_C-I_CR_K(5.9) и определяется положение исходной рабочей точки А. Как видно изрис.5.12, б, в исходном режиме (режиме покоя) для смещения р-n-перехода затвор-канал в обратном направлении необходим внешний источник Е_З=U_ЗИ0. Входное переменное напряжение практически полностью выделяется на резисторе R_З, т.к. I_З 0 и внутреннее сопротивление источника E_Зтакже 0. Поэтому во время U_ВХ>0 результирующее обратное напряжение U_ЗИ= -Е_З+U_ВХуменьшается по абсолютному значению, толщина канала ПТ увеличивается и увеличивается протекающий через него тока стока I_С, а напряжение U_СИсогласно формуле (5.9) уменьшается. Во время U_ВХ<0 результирующее обратное напряжение U_ЗИ= -Е_З-U_ВХувеличивается по абсолютному значению, что приводит к уменьшению тока стока и увеличению в соответствии с (5.9) напряжения U_СИ. Таким образом, переменное входное напряжение вызывает появление переменных составляющих тока стока и напряжения U_СИсоответственно с амплитудными значениями I_mcи U_mСИПо этим значениям можно определить коэффициент усиления по напряжению K_u= U_mСИ/U_mЗИ(5.10) и полезную выходную мощность P_CP=I_СИcpU_СИcp=Imc/*U_mСИ/=0,5I_mCU_mСИ(5.11).

Рис. 1 Рис. 2

Усилители на ПТ с одним источником питания. Расчет элементов схем для обеспечения заданного режима работы усилителей на МДП-транзисторах и ПТ с управляющим р-n-переходом.

Как видно из рис.5.12, аи принципа работы ПТ с управляющим p-n-переходом (см. п. 43) полярность напряжений Е_Зи Е_Спротивоположны, поэтому требуется два источника. Но можно обойтись и одним, включив в цепь истока дополнительный резистор (рис.5.13, а) R_H.

Протекающий через него ток стока в режиме покоя создает на этом резисторе напряжение U_Rн, которое через резистор R_Зприкладывается между затвором и истоком, смещая р-n-переход затвор-исток в обратном направлении. При этом возникает отрицательная обратная связь (ООС) по току, уменьшающая коэффициент усиления каскада. Чтобы этого не происходило, резистор R_Ншунтируют конденсатором С_Нтакой емкости, чтобы его сопротивление переменному току для заданной частоты

Х_Сн=1/nС_И=1/(2fC_И)

было значительно меньше сопротивления резистора R_Н. В усилителе на МДП-резисторах полярности напряжении на стоке и затворе в режиме покоя совпадают, поэтому необходимое напряжение U_ЗИ0в режиме покоя обеспечивается с помощью делителя напряжения, подключенного к источнику Е_С(5.13, б). Задавшись некоторым током делителя I_Д, сопротивление резистора R₂для обеспечения необходимого напряжения U_ЗИ0рассчитывают по формуле

R₂=U_ЗИ0/I_Д(5.12)

, а сопротивление резистора R₁- по формуле

R₁=(Е_С-U_ЗИ0)/I_Д

Рис. 1 Рис. 2Рис. 3