Лекция 13. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Влияние температуры. Частотные и шумовые характеристики

Лекция 13. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Влияние температуры. Частотные и шумовые характеристики

13.1. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки

Рис. 13.1. Схема однокаскадного усилителя ОИ на полевом транзисторе с управляющим p-n переходом

Поскольку транзистор требует отрицательного напряжения на затворе относительно стока, а источник питания Ес однополярный, применяется цепь автоматического смещения на резисторах R_см и R_и. Падение напряжения на резисторе Rи «переносится» на затвор через R_см практически без потерь, так как постоянная составляющая тока затвора пренебрежимо мала. Таким образом, между затвором и истоком образуется отрицательное напряжение смещения. Рассмотрим порядок расчёта цепи автоматического смещения. На рис. 13.2 представлены статические характеристики, на которых построена нагрузочная прямая.

Рабочая точка выбрана для класса усиления А (U_си = 6 В, I_с = 6 мА). Перенесём рабочую точку на сток – затворную характеристику.

Получим U_зи = -2В.

Чтобы получить такое напряжение смещения при токе I_с = 6 мА, следует установить в цепи истока транзистора Ом.

Рис. 13.2. Графический анализ работы усилителя ОИ

Конденсатор Си служит для шунтирования резистора R_и по переменному току с целью предотвращения снижения коэффициента усиления по напряжению K_U. Максимально возможный коэффициент усиления в такой схеме

. (13.1)

Входное сопротивление усилителя зависит от R_см, величина которого может быть выбрана от единиц кОм до нескольких МОм.

Полевые транзисторы с индуцированным каналом, у которых на затвор подаётся положительное относительно истока напряжение, требуют установки делителя напряжения из резисторов смещения (рис. 13.3).

Рис. 13.3. Схема однокаскадного усилителя ОИ на полевом транзисторе с индуцированным каналом

Напряжение смещения +U_зи устанавливается в соответствии с выбранной рабочей точкой. Входное сопротивление усилителя определяется как результат параллельного соединения R_cм1 и R_см2.

Полевые транзисторы с встроенным каналом могут работать при нулевом смещении на затворе, поэтому в схеме усилителя на таком транзисторе не нужны резисторы смещения, а также можно исключить и разделительный конденсатор на входе.

Такая схема применяется для усиления слабых сигналов радиочастоты, когда требуется получить минимум шумов.