4.1.6. Розрахунок каскаду попереднього підсилення на польовому транзисторі в схемі зі спільним стоком

Схема підсилювального каскаду в схемі з спільним стоком забезпечує значно більший вхідний опір ніж схема з спільним витоком. Цю схему часто називають також витоковим повторювачем напруги, оскільки її коефіцієнт підсилення за напругою менший від одиниці. Основна перевага схеми витокового повторювача напруги – це велике значення вхідного опору і мала вхідна ємність. Вплив вхідної ємності різко зменшується, особливо коли коефіцієнт підсилення за напругою прямує до одиниці

Для розрахунку схеми задано: R_г – опір джерела вхідного сигналу; U_вих.m – амплітудне значення вихідної напруги; R_н – опір навантаження; f_н – значення нижньої робочої частоти; М_н[дб] – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті в децибелах.

Рис.4.1.6. Схема каскаду попереднього підсилення на польовому транзисторі в схемі зі спільним стоком

Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні

Приймаємо значенням струму стоку транзистора в режимі спокою з умови

Знаходимо мінімальне значення напруги між витоком і стоком транзистора в режимі спокою

де – напруга насичення транзистора, яка залежить від значення струму стоку і типу транзистора. Переважно напруга насичення для малопотужного польового транзистора складає

Визначаємо напругу живлення каскаду

Приймаємо значення напруги живлення .

При виборі типу транзистора керуємося такими вимогами:

Вибираємо тип польового транзистора, який має такі основні електричні параметри: S; r_св; U_від ; I_с.макс; І_з.вит; C_зв; C_зс.

Розраховуємо значення опору резистора в колі витоку

Визначаємо початкове зміщення між затвором і витоком транзистора

Визначаємо напругу на затворі в режимі спокою

.

Вибираємо струм подільника напруги в колі затвору з умови і розраховуємо значення опорів резисторів подільника

Визначаємо еквівалентний опір вхідного подільника напруги

Розраховуємо коефіцієнт підсилення каскаду за напругою

де – еквівалентний опір навантаження каскаду

Визначаємо значення вхідної ємності каскаду

Вхідний опір каскаду має чисто ємнісний характер, а ємнісна складова вхідного опору на робочій частоті f_р буде дорівнювати

Мінімальне значення повного вхідного опору каскаду

Значення вихідного опору залежить від значення R_в, також від крутизни польового транзистора S

Витоковий повторювач напруги не дозволяє отримати таких низьке значення вихідного опору, як у емітерного повторювача напруги, але його вихідний опір не залежить від внутрішнього опору джерела вхідного сигналу.

Розподіляємо частотні спотворення на нижній частоті між усіма конденсаторами схеми , переводимо частотні спотворення на нижній частоті у відносні одиниці (М_н=10^{0,05·Мн[дб]} ) і розраховуємо значення ємностей конденсаторів

де – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті за рахунок конденсатора С₁.

де – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті за рахунок конденсатора С₂.