Коэффициент усиления: По раннее найденным значениям: ;

По характеристикам:

Коэффициент показывает во сколько раз сильнее действует на ток Ic изменение напряжения Uзи, нежели изменение напряжения Uси.

Входное сопротивление полевого транзистора в статическом режиме, равное найти не представляется возможным, так как ток Iз невозможно измерить ввиду его малой величины (порядка наноампер).

Д

ля транзистора также можно найти граничную высокую частоту исходя из справочных данных, а также постоянную времени:

МHz.

По результатам измерений в п.1 и п.2 рассчитываем и строим зависимости:

Зависимость (рис. 4):

Данные зависимости построены по таблицам 4,5,6,7.

Таблица 4.

Uзи, В	0
Uси, В	1	2		3	4	6
Iс, мА	0.83	1.64		2.44	3.24	4.63
Uси, В	0.5
Iс, мА	0.37		0.42	0.38	0.38	0.33
ri, кОм	1.351		1.35	1.351	1.351	1.515

Таблица 5.

Uзи, В	1
Uси, В	0.25	2		4		5	8
Iс, мА	0.19	1.5		2.88		3.31	4.13
Uси, В	0.5
Iс, мА	0.38		0.37		0.33	0.18	0.06
ri, кОм	1.316		1.351		1.515	2.778	8.333

Таблица 6.

Uзи, В	1.6
Uси, В	1	2		3		4	6	9
Iс, мА	0.69	1.3		1.7		2	2.15	2.42
Uси, В	0.5
Iс, мА	0.33		0.25		0.12	0.1	0.06	0.05
ri, кОм	1.515		2		4.167	5	8.333	10

Таблица 7.

Uзи, В	2
Uси, В	1	2		4		6	9
Iс, мА	0.7	1		1.23		1.38	1.48
Uси, В	0.5
Iс, мА	0.3		0.13		0.05	0.03	0.02
ri, кОм	1.66		3.846		10	16.66	25

Рис. 4

Внутреннее (выходное) сопротивление возрастает с увеличением Uси, и тем быстрее возрастает, чем больше напряжение Uзи.

Зависимость показана на рис. 5. Данные аппроксимированы (на предмет устранения случайных ошибок).

Рис. 5

Как видно из графиков на рис. 5 при увеличении тока Ic сопротивление ri уменьшается. Значение сопротивления изменяется от бесконечности (напряжение отсечки, ток равен 0) до определенного значения, после котором значение сопротивления меняется незначительно при увеличении тока. Для Uси=6.4 В это значение примерно 0.4 кОм, для Uси=4 В - 0.6 кОм, для Uси=2 В - 1 кОм.

Эквивалентные схемы замещения полевых транзисторов.

Схема замещения полевых транзисторов при малых сигналах (рис. 6) отражает их работу на пологой части характеристик, то есть там, где наступает насыщение тока стока, и справедлива до частот порядка 20 МГц.

З

С

И

Рис. 6

Так как в большинстве практических применений можно считать rзи, rвс бесконечно большими, а Rи, Rс – сопротивления пассивных областей истока и стока – достаточно малыми по сравнению с сопротивлением внешних элементов, то применяют упрощенную схему замещения (рис. 7).

З

С

И

i_З

Рис. 7

З

С

U_CИ

SU_ЗИ

Рис. 8

Самая простейшая схема замещения полевого транзистора приведена на рис. 8.

4. Исследование работы усилительных каскадов на полевых транзисторах.

а) Исследование усилительного каскада, собранного на полевом транзисторе с p-n – затвором и каналом n-типа по схеме с общим истоком.

Используя КЗП, собираем схему усилительного каскада (рис. 9).

R₁ = R_c = 100 кОм; R_и = R₄ = 1 кОм; Rc = R₂ = 1кОм; C_и = 10 мкФ; C_вх = С_вых = 10 мкФ; Rн = 10 кОм; VT₁ КП303Г, R5=820 Ом, R3=R8=4 кОм, R7=1 кОм, R9=7 кОм, R6=7.5 кОм.

Устанавливаем Eси=8.63 В. Отключаем генератор G1 входных сигналов (убрать КЗП) измеряем величины Uзио, Iсо и Uсио в статическом режиме (Uвх=0).

Ico=1.9 мА.

Uзио= -1.82 В; Uсио=6.71-1.82=4.89 В;

Рассчитаем величину сопротивления резистора, который стоит в цепи истока.

R4=Uзио/Iсо=1.82/0.0019=957.9 Ом.

Что почти совпадает с номинальным значением резистора R4=1 кОм, то есть, можно сделать вывод что расчеты, с учетом погрешностей, верны.

Устанавливаем в цепи истока вместо резистора R4 резистор R5. Напряжение Uзио увеличилось и стало равным: Uзио= -1.5 В (ток Iсо=1.5 мА). Включаем обратно в цепь истока резистор R4.

Включаем поочередно в цепь стока вместо R3 резистор R2 и R6.

При сопротивлении R2 Uзио уменьшилось, Uсио увеличилось, ток Iсо увеличился. При сопротивлении R6 ток Iсо уменьшился, Uзио увеличилось, Uсио уменьшилось.

Включаем в цепь стока R3. Подаем на вход усилителя импульсы прямоугольной формы, время импульса 0.8 мс (рис. 10), подключаем к затвору транзистора осциллограф и измеряем амплитуду входных сигналов (Авх=0.56 В). Подключаем осциллограф к выходу усилительного каскада, измеряем амплитуду выходных импульсов Авых=0.62 (рис. 9). Коэффициент усиления: .

Поочередно включая в цепь стока R2, R3 и R6, наблюдаем как изменяется амплитуда выходных импульсов. При R2 – амплитуда увеличивается (соответственно увеличивается коэффициент усиления по напряжению), при R6 – амплитуда уменьшается (коэффициент усиления тоже уменьшается).

Рис. 9

Рис. 10

Устанавливаем в цепи стока резистор R3, наблюдаем, как меняется амплитуда выходного напряжения при различных номиналах сопротивления нагрузки (R7, R8 и R9). Входной сигнал остается прежним (рис. 10. Изменяется сигнал на выходе.

При включенном резистореR7 на выходе будет сигнал с амплитудой 0.37 В (рис. 11)

Рис. 11

При включенном резистореR8 на выходе будет сигнал с амплитудой 1.49 В (рис. 12)

Рис. 12

При включенном резисторе R9 на выходе будет сигнал с амплитудой 2.24 В (рис. 13)

Рис. 13

При увеличении сопротивления Rс растет амплитуда выходного сигнала, соответственно растет коэффициент усиления по напряжению. Для R7 – Ku=0.66, R8 – Ku=2.66, R9 – Ku=4.