Транзисторы - Курсовая работа
В схеме с общим истоком (рис. 6 а) входной сигнал подаётся на затвор относительно истока, а выходной – снимается между стоком и истоком. Максимальное усиление напряжения достигается при сопротивлении нагрузки, много большем сопротивления стока, и называется оно собственным коэффициентом усиления полевого транзистора 
(мю). Оно численно равно произведению крутизны на сопротивление стока
(Ком)
Например, если принять средние значения S = 0,5 ма/в и rc = 500 Ком , то получим 
что само по себе немало.
В том случае, когда сопротивление нагрузки rн и стока rc соизмеримы, коэффициент усиления напряжения равен
Если же сопротивление нагрузки много меньше сопротивления стока, то из предыдущей формулы вытекает более простое выражение
(Ком),
Из которого следует, что усиление по напряжению прямо пропорционально произведению крутизны на сопротивление нагрузки. Физически это можно иллюстрировать таким примером. Пусть величина входного напряжения на затворе уменьшилась на 1 в. Тогда согласно ранее приведённому соотношению ток стока должен увеличиться на S ма. Это изменение тока стока вызовет изменение падения напряжения на нагрузке rн (Ком) на величину Uвых = Srн в. Поскольку первоначально было принято, что Uвх = 1 в, то коэффициент усиления по напряжению оказывается равным
(Ком)
что соответствует последней выведенной формуле.
Как видно из разобранных примеров, с точки зрения повышения усиления по напряжению желательно иметь высокие значения крутизны и сопротивления нагрузки. Правда, здесь есть свои разумные пределы, так как повышение крутизны связано с ростом потребляемого тока, а увеличение сопротивления нагрузки, в особенности активной, требует значительного повышения напряжения питания. Действительно, при Sо = 0,5 ма и Rн = 10 Ком имеем 
ма и 
в. То есть только на активном сопротивлении нагрузки падает около 12в. Напряжение питания должно быть на 5 – 8в выше, следовательно, около 17 – 20в.
Использование полевых транзисторов не даёт существенного выиграша в усилении по напряжению сравнительно с биполярными транзисторами. Но зато они дают значительное усиление мощности, вследствие высокого входного сопротивления, которое на низких частотах может составлять десятки мегом. Биполярные транзисторы имеют входное сопротивление в сотни и тысячи раз меньше.
В схеме с общим затвором (рис. 6 б) входным электродом является исток, выходным – сток. Отличается эта схема низким входным сопротивлением, равным
.
Поскольку обычно выполняется условие 
<< rс, то с учётом >>1 получается приближённое выражение
Это значит, что входное сопротивление каскада по схеме с общим затвором равно выходному сопротивлению истокового повторителя и определяется только крутизной: чем выше крутизна, тем меньше входное сопротивление.
Данная схема, обладая весьма большим входным сопротивлением, во многом похожа на схему с общей базой, и, также как схема с общей базой, она имеет самую малую внутреннюю обратную связь. Коэффициент усиления по напряжению для схемы с общим затвором находится по формуле
С учётом сделанных ранее допущений >>1 и rн<<rс получается
(Ком),
то есть усиление по напряжению примерно такое же, как в схеме с общим истоком, но низкое входное сопротивление ограничивает применение схемы с общим затвором по сравнению со схемой с общим истоком.
В схеме с общим стоком (рис 6 в) входным электродом является затвор, а выходным – исток. По своим усилительным свойствам эта схема аналогична эмиттерному повторителю, только со значительно большим (в тысячи раз) входным сопротивлением. Выходное сопротивление схемы с общим истоком небольшое и определяется формулой
Подобно эмиттерному повторителю схема с общим стоком не даёт усиления по напряжению, поэтому часто называется истоковым повторителем. В общим случае коэффициент передачи истокового повторителя может быть найден по формуле
Если учесть, что обычно > 1, получается
Кроме того, допуская Srн > 1, получается, что
то есть коэффициент передачи по напряжению истокового повторителя весьма близок к единице.
В схеме с разделённой нагрузкой (рис. 6 г) входное сопротивление и крутизна характеристики определяются как для схемы с общим истоком. Например, выражение реальной крутизны схемы имеет вид
откуда следует, что при выполнении условия rн.и >> rи крутизна характеристики практически не зависит от параметров транзистора, а определяется сопротивлением нагрузки в цепи истока
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13