Усилитель напряжения на полевом транзисторе

Функциональная схема этого усилителя приведена на рис. 9.3, а. Эквивалентная электрическая схема показана на рис. 9.3, б. Емкость C ₀ является здесь входной емкостью второго каскада.

По эквивалентной схеме можно рассматривать работу усилителя на различных частотах. В средней части частотного диапазона (от 200 до 3000 Гц) сопротивление емкости C ₀ достаточно большое и она не шунтирует сопротивления R_c и R₃, поэтому общее сопротивление в стоке транзистора

Коэффициент усиления каскада

где I _с _ ток в стоке транзистора; μ — статический коэффициент усиления полевого транзистора, μ = Δ U _{стока,истока}/Δ U _{затвора}; α = R_i/R₁ — коэффициент нагрузки.

При R_i >> R ₃, R ₃ >> R_c можно считать R₁ / R_c >> (1 + R_i/R ₃), тогда коэффициент усиления в средней части частотного диапазона

где S — крутизна характеристики полевого транзистора.

Для низких частот ω_н (меньше 200 Гц) сопротивление конденсатора С_с становится существенным, поэтому на резисторе R ₃падает только часть усиленного сигнала. Коэффициент усиления на этих частотах

На высоких частотах ω_в (свыше 3 кГц) начинает сказываться сопротивление конденсатора С_о. Общее сопротивление нагрузки в цепи стока транзистора в этом случае

Коэффициент усиления на этих частотах

Частотная характеристика усилителя приведена на рис. 9.3, в.

Схема усилителя с динамической нагрузкой показана на рис. 9.4. В этой схеме коэффициент усиления достигает нескольких сотен.

Переменный сигнал со стока транзистора VT2 подается в затвор транзистора VT1. При этом на одном выводе резистора R₁ действует сигнал U_вых и на другом выводе действует аналогичный сигнал, т.е. падение напряжения на резисторе ^ отсутствует. Следовательно, через него протекает нулевой ток. Это признак того, что резистор имеет бесконечное сопротивление для переменного сигнала.

В схеме рис. 9.5 полевой транзистор VT1 выступает в роли генератора тока. Ток стока полевого транзистора направлен в базу биполярного транзистора. В этой схеме входное напряжение преобразуется в полевом транзисторе в ток, который усиливается биполярным транзистором. Схема может обеспечить большой коэффициент усиления по току. Ограничение коэффициента усиления в этой схеме происходит за счет того, что полевой транзистор работает при малых токах стока, где крутизна характеристики значительно отличается от справочных данных на полевой транзистор. В результате общий коэффициент усиления не превышает 100. Рассмотренная схема имеет очень важное преимущество по сравнению с другими. Колебания питающего напряжения и помехи, существующие в цепях питания, не влияют на входной и выходной сигналы усилителя, так как они развязаны с питающим источником большим выходным сопротивлением биполярного транзистора.

Дата добавления: 2015-07-14