- •4. Литература
- •15. Разевиг, в.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 / в.Д. Разевиг. – м.: Солон–р, 2000. – 706 с.
- •Теоретический раздел Лекции
- •Тема1. Определение и классификация электронных приборов
- •Тема 2. Физические явления полупроводниковой электроники
- •2.1.3. Температурные свойства p-n-перехода
- •2.1.4. Частотные и импульсные свойства p-n-перехода
- •2.1.5. Переход металлполупроводник
- •Тема 3 Полупроводниковые диоды
- •Тема 4. Биполярные транзисторы
- •2.3. Системы параметров z,y,h.
- •В системе z–параметров напряжения на входе и выходе четырехполюсника зависят от токов ;
- •В этом случае сами параметры можно записать как:
- •3. Работа биполярного транзистора с нагрузкой
- •Тема 5. Полевые транзисторы
- •5. 1 Инженерные модели полевых транзисторов
- •5.1.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
- •3.2.2. Полевой моп-транзистор с изолированным затвором
- •Тема 6. Переключающие приборы
- •6.2. Триодные тиристоры
- •6.3. Симметричные тиристоры (симисторы)
- •Тема 7. Элементы интегральных микросхем
- •7.1. Пассивные элементы интегральных микросхем
- •Тема 8. Компоненты оптоэлектроники
- •8.2. Характеристики светодиодов
- •8.3. Основные параметры светодиодов
- •8.4. Полупроводниковые приемники излучения
- •8.5. Фоторезисторы
- •8.6. Характеристики фоторезистора
- •5.7. Параметры фоторезистора
- •5.8. Фотодиоды
- •5.9. Характеристики и параметры фотодиода
- •5.10. Фотоэлементы
- •5.11. Фототранзисторы
- •5.12. Основные характеристики и параметры фототранзисторов
- •5.13. Фототиристоры
- •5.14. Оптопары
- •Тема 10 аналоговые устройства
- •Тема 11. Цепи питания транзисторов в режиме покоя
- •Тема12 . Усилительные каскады
- •12.1. Усилительный каскад с общим эмиттером
- •12.2. Усилительный каскад по схеме с общей базой
- •12.3 . Усилительный каскад с общим коллектором
- •12.4. Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •12.5. Усилители большой мощности
- •Тема 13. Обратные связи в усилителях и генераторах
- •Тема 14. Усилители постоянного тока
- •14.1. Дифференциальные усилители
- •Тема 15.Операционные усилители
- •15.3. Неинвертирующий усилитель на оу
- •3.4.5. Параметры операционных усилителей
- •Тема 16. Электронные ключи
- •16.1. Электронный ключ на биполярном транзисторе
- •16.3. Быстродействующие ключи на биполярном транзисторе
- •16.4. Ключи на полевых транзисторах
- •Тема 17 цифровые логические устройства
- •Тема 18. Триггеры
- •Тема19. Мультивибраторы
- •8.5.1. Симметричный транзисторный мультивибратор
- •Тема 20. Анализ электронных схем на эвм
- •20.1. Математические модели полупроводниковых диодов
- •20.2. Нелинейная модель полупроводникового диода
- •1.3. Алгоритм определения параметров нелинейной модели диода
- •20.3. Математические модели биполярных транзисторов
- •3.2. Модель Эберса – Молла
- •3.3. Малосигнальная физическая т-образная эквивалентная схема
- •3.5. Модель Гуммеля – Пуна
- •3.6. Частотные свойства бт
12.4. Усилительные каскады на полевых транзисторах
Одним из существенных отличий полевых транзистором от биполярных является малая величина тока во входной цепи (10-8 А для транзисторов с управляющим p–n переходом, а для МДП-транзисторов еще на несколько порядков меньше), вследствие чего их входное сопротивление на низких частотах лежит в диапазоне 109…1013 Ом. Это приводит к тому усилительные каскады на полевых транзисторах управляются напряжением, которое прикладывается к закрытому p–n переходу (транзисторы с управляющим p–n переходом) или к затвору (МДП-транзисторы).
Полевые транзисторы имеют три схемы включения: с общим истоком (ОИ); общим стоком (ОС); общим затвором (ОЗ). Каскад с ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем используется очень редко.Расммотри наиболее часто используемые схемы включения с ОИ для основных типов транзисторов : с управляющим р-п- переходом м МДП – транзистора.
а) б)
Рис 12.4. Принципиальные схемы включения усилителей: а) на полевом транзисторе с управляющим р-п переходом; б) МДП –транзисторе c индуцированным каналом.
Полярность напряжения источника питания Uип определяется типом канала транзистора (для канала n-типа Uип положительно; для канала p-типа Uип отрицательно).
Резистор Rз (рис. 3.11,а) осуществляет гальваническую связь затвора с общей шиной, т.е. обеспечивает в режиме покоя нулевой потенциал затвора.
Это необходимо для создания между затвором и истоком напряжения соответствующего обратному смещению р-п-перехода затвор-исток. . В токой схеме потенциал затвора оказывается ниже потенциала истока на величину падения напряжения на резисторе Rи от протекания постоянной составляющей тока Iио. В связи с этим напряжение Uзио является отрицательным. (12.24)
Требуемую величину Rи для заданного тока покоя Icо определяют с помощью стокзатворной вольт-амперной характеристики транзистора. Рабочая точка в режиме покоя обычно выбирается на середине линейного участка стокзатворной характеристики, что обеспечивает минимальные нелинейные искажения. Выбрав положение рабочей точки, находят сопротивление резистора Rи
. (12.25)
.
Источник входного сигнала Ег через разделительный конденсатор подключается ко входу усилительного каскада, а нагрузка через разделительный конден-саторподключается к стоку транзистора. ЦепочкаRи – Си называется звеном автоматического смещения и обеспечивает стабильное отрицательное напряжение Uзио для режима покоя. Кроме того, конденсатор Си устраняет отрицательную обратную связь по переменному току, и его сопротивление на самой низкой частоте усиливаемого напряжения должно быть во много раз меньше сопротивления резистора Rи. Ёмкость конденсатора Си рассчитывается по формуле
, (12.26)
где fнч – самая низкая частота усиливаемого сигнала.
В схеме рис.3.11. б) назначение элементов практически идентично схеме с ОЭ на БТ. Отличие состоит в том, что в схеме с ПТ напряжение в рабочей точке должно быть больше, чем Uпор. ( от 3-5В до 0, 8 В для современных транзисторов). Кроме того, в схеме с ПТ возможно полностью исключить из схемы цепь Rи Cи, При этом температурные свойства усилителя практически не ухудшатся , так как ПТ имеет лучшие температурные свойства и может использоваться без Rи, которое создает термостабилизирующий эффект за счет введения ООС.
Параметры усилителя в схеме с ОИ мо жно рассмотреть из следующих соображений.
На средних частотах входное сопротивление каскада с ОИ однозначно определяется величиной Rз (или входным сопротивлением МДП – транзистора совместно с сопротивлениями делителя R1 R2) и обычно лежит в пределах единиц МОм.
Выходное сопротивление каскада с ОИ определяется сопротивлением параллельно соединенных Ri и Rc
. (12.27)
При работе в области высоких частот, необходимо учитывать
входную и выходную емкости каскада. При этом , что является важным преимуществом усилительных каскадов на полевых транзисторах.
Коэффициент усиления по напряжению для средних частот будет
равен
. (12.28)
Для получения максимального коэффициента усиления в диапазоне средних частот необходимо обеспечить работу каскада на высокоомную нагрузку и включить в цепи стока резистор Rс с большим сопротивлением.