3. Структуры усилительных каскадов

Усилительный каскад по отношению к проходящему через него сигналу представляет собой четырехполюсник, имеющий два входных и два выходных зажима, при этом один из входных зажимов соединяется с одним из выходных общим проводом, который является общим для всех усилительных каскадов. В отличие от пассивного четырехполюсника, например трансформатора, усилительный каскад является активным четырехполюсником, содержащим зависимый генератор.

Зависимый генератор - это либо источник ЭДС Е₂, пропорциональной входному напряжению U₁ или входному току I₁, либо источник задающего тока, значение которого J₂ пропорционально U₁ или I₁.

Идеальный зависимый генератор характеризуется единственным параметром, отображающим прямую передачу сигнала, т.е. его усиление. Для обозначения такого параметра используется одна из букв k, z, у, h с индексом 21. Этот генератор вместе с парами входных и выходных зажимов составляет электрическую цепь, называемую эквивалентной схемой идеально усилительного прибора, или усилителя.

У идеального генератора ЭДС внутреннее сопротивление равно нулю, а напряжение на зажимах U₂=E₂=const не зависит от потребляемого от него тока I₂. У идеального генератора тока (задающего генератора тока) внутренняя проводимость равна нулю (внутреннее сопротивление бесконечно велико), при этом потребляемый от него ток I₂=J₂=const не зависит от U₂.

4. Схемы включения полевых транзисторов

Управление работой полевого транзистора осуществляется напряжением, приложенным между затвором и истоком (U_зи). При включении транзистора в усилительный каскад один из его электродов по переменному напряжению соединяется с общим проводом схемы, то есть является общим. Из двух других электродов один соединен с входным зажимом четырехполюсника, второй - с выходным, причем сток не может быть входным электродом, а затвор - выходным. Получаем три возможные схемы усилительного каскада на полевом транзисторе: с общим истоком (ОИ), с общим стоком (ОС), с общим затвором (ОЗ). Обычно используется схема ОИ. Схема усилительного каскада на транзисторе с управляющим p-n переходом на рис. 4.1а. Транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом могут работать в режимах обеднения и обогащения канала. Обычно применяется режим обеднения канала, схема каскада полностью аналогична каскада на транзисторе с управляющим p-n переходом (рис. 4.1б). Транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения канала (рис. 4.1в). Резисторы R_C, R_и, R_з1, R_з2 обеспечивают режим работы схемы по постоянному току, конденсаторы С₁, С₂ разделяют переменную и постоянную составляющие напряжения, С_и устраняет отрицательную обратную связь по переменному току, R_н - сопротивление нагрузки или входное сопротивление следующего усилительного каскада, Е_с - источник питания постоянного тока (для транзисторов с p-каналом полярность источника изменится).

а)	б)	в)

Рис. 4.1.