Схемы апериодических усилителей на полевых транзисторах. Схемы на полевых транзисторах

Полевые транзисторы

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля (в биполярных транзисторах выходной ток управляется входным током). Полевые транзисторы называют также униполярными, так как в процессе протекания электрического тока участвует только один вид носителей.

Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Все они имеют три электрода: исток (источник носителей тока), затвор (управляющий электрод) и сток (электрод, куда стекают носители).

Транзистор с управляющим p—n-переходом. Его схематическое изображение приведено на рис. 1.21, а условное графическое обозначение этого транзистора – на рис. 1.22, а, б (p— и n-типов соответственно). Стрелка указывает направление от слоя р к слою п (как и стрелка в изображении эмиттера биполярного транзистора). В интегральных микросхемах линейные размеры транзисторов могут быть существенно меньше 1 мкм.

Рис. 1.22 Устройство транзистора

Рис. 1.23 Графическое изображение: а – канал р-типа; б – канал n-типа

Удельное сопротивление слоя n (затвора) намного меньше удельного сопротивления слоя р (канала), поэтому область р-n-перехода, обедненная подвижными носителями заряда и имеющая очень большое удельное сопротивление, расположена главным образом в слое р.

Если типы проводимости слоев полупроводника в рассмотренном транзисторе изменить на противоположные, то получим полевой транзистор с управляющимр-n-переходом и каналом n-типа. Если подать положительное напряжение между затвором и истоком транзистора с каналом р-типа: изи > 0, то оно сместит p—n-переход в обратном направлении.

При увеличении обратного напряжения на переходе он расширяется в основном за счет канала (в силу указанного выше различия в удельных сопротивлениях). Увеличение ширины перехода уменьшает толщину канала и, следовательно, увеличивает его сопротивление. Это приводит к уменьшению тока между истоком и стоком. Именно это явление позволяет управлять током с помощью напряжения и соответствующего ему электрического поля. Если напряжение изи достаточно велико, то канал полностью перекрывается областью p—n-перехода (напряжение отсечки).

В рабочем режиме р—n-переход должен находиться под обратным или нулевым напряжением. Поэтому в рабочем режиме ток затвора примерно равен нулю (iз ? 0), а ток стока практически равен току истока.

На ширину р—n-перехода и толщину канала прямое влияние также оказывает напряжение между истоком и стоком. Пусть uзи = 0 и подано положительное напряжение uис(рис. 1.24). Это напряжение окажется поданным и на промежуток затвор – сток, т.е. окажется, что uзс = uис и р—n-переход находится под обратным напряжением.

Обратное напряжение в различных областях р—n-перехода различно. В областях вблизи истока это напряжение практически равно нулю, а в областях вблизи стока это напряжение примерно равно величине uис. Поэтому p—n-переход будет шире в тех областях, которые ближе к стоку. Можно считать, что напряжение в канале от истока к стоку увеличивается линейно.

При uис = Uзиотс канал полностью перекроется вблизи стока (рис. 1.25). При дальнейшем увеличении напряжения uис эта область канала, в которой он перекрыт, будет расширяться.

Рис. 1.24 Принцип действия транзистора

Рис. 1.25 Режим отсечки

Схемы включения транзистора. Для полевого транзистора, как и для биполярного, существуют три схемы включения: схемы с общим затвором (03), общим истоком (ОИ) и общим стоком (ОС). Наиболее часто используются схемы с общим истоком (рис. 1.26).

Так как в рабочем режиме ic ? 0, то входные характеристики обычно не рассматриваются.

Выходные (стоковые) характеристики. Выходной характеристикой называют зависимость вида

где f – некоторая функция.

Выходные характеристики для транзистора с р—n-переходом и каналом n-типа приведены на рис. 1.27.

Обратимся к характеристике, соответствующей условию uзи = 0. В линейной области (uис < 4 В) характеристика почти линейна (все характеристики этой области представляют собой почти прямые линии, веерообразно выходящие из начала координат). Она определяется сопротивлением канала. Транзистор, работающий в линейной области, можно использовать в качестве линейного управляемого сопротивления.

При uис > 4 В канал в области стока перекрывается. Дальнейшее увеличение напряжения приводит к очень незначительному росту тока, так как с увеличением напряжения область, в которой канал перекрыт, расширяется. При этом сопротивление промежутка исток-сток увеличивается, а ток ic практически не изменяется. Это область насыщения. Ток стока в области насыщения uзи = 0 и при заданном напряжении исиназывают начальным током стока и обозначают через ic нач. Для рассматриваемых характеристик ic нач = 5 мА при иси = 10 В.

Рис. 1.26 Схема с общей базой

Рис. 1.27 Выходные характеристики

Параметрами, характеризующими свойства транзистора усиливать напряжение, являются:

1) Крутизна стокозатворной характеристики S (крутизна характеристики полевого транзистора):

2) Внутреннее дифференциальное сопротивление Rис диф

3) Коэффициент усиления

Можно заметить, что

Транзисторы с изолированным затвором. Полевой транзистор с изолированным затвором – это транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. Физической основой работы таких транзисторов является эффект поля, который состоит в изменении концентрации свободных носителей заряда в приповерхностной области полупроводника под действием внешнего электрического поля. В соответствии с их структурой такие транзисторы называют МДП-транзисторами (металл-диэлектрик-полупроводник) или МОП-транзисторами (металл-оксид-полупроводник). Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным и со встроенным каналами.

Рис. 1.28 Устройство МДП-транзистора со встроенным каналом n-типа

На рис. 1.28 показан принцип устройства транзистора со встроенным каналом.

Основанием (подложкой) служит кремниевая пластинка с электропроводностью p-типа. В ней созданы две области с электропроводностью n+-типа с повышенной проводимостью. Эти области являются истоком и стоком и от них сделаны выводы. Между стоком и истоком имеется приповерхностый канал с электропроводностью n-типа. Заштрихованная область – диэлектрический слой из диоксида кремния (его толщина обычно составляет 0,1 – 0,2 мкм). Сверху диэлектрического слоя расположен затвор в виде тонкой металлической пленки. Кристалл такого транзистора обычно соединен с истоком, и его потенциал принимается за нулевой. Иногда от кристалла бывает сделан отдельный вывод.

Если к затвору приложено нулевое напряжение, то при подаче между стоком и истоком напряжения через канал потечет ток, представляющий собой поток электронов. Через кристалл ток не пойдет, так как один из p—n-переходов находится под обратным напряжением. При подаче на затвор напряжения отрицательной полярности относительно истока (следовательно, и кристалла) в канале образуется поперечное электрическое поле, которое выталкивает электроны из канала в области истока, стока и кристалла. Канал обедняется электронами, его сопротивление увеличивается, ток уменьшается. Чем больше напряжение на затворе, тем меньше ток. Такой режим называется режимом обеднения. Если подать положительное напряжение на затвор, то под действием поля из областей стока, истока и кристалла в канал будут приходить электроны. Сопротивление канала падает, ток увеличивается. Такой режим называется режимом обогащения. Если кристалл n-типа, то канал должен быть p-типа и полярность напряжения меняется на противоположную.

Другим типом является транзистор с индуцированным (инверсным) каналом (рис. 1.29). От предыдущего он отличается тем, что канал возникает только при подаче на затвор напряжения определенной полярности.

При отсутствии напряжения на затворе канала нет, между истоком и стокомn+-типа расположен только кристалл p-типа и на одном из p-n+-переходов получается обратное напряжение. В этом состоянии сопротивление между стоком и истоком велико и транзистор закрыт. При подаче на затвор напряжения положительной полярности под влиянием поля затвора электроны проводимости будут перемещаться из областей стока и истока и p-области по направлению к затвору. Когда напряжение на затворе достигает своего отпирающего (порогового) значения (еденицы вольт), в приповерхностном слое концентрация электронов настолько увеличивается, что превышает концентрацию дырок, и в этом слое произойдет так называемая инверсия типа электропроводности, т.е. образуется тонкий канал n-типа, и транзистор начнет проводить ток. Чем больше напряжение на затворе, тем больше ток стока. Очевидно, что такой транзистор может работать только в режиме обогащения. Если подложка n-типа, то получится индуцированный канал p-типа. Транзисторы с индуцированным каналом часто встречаются в устройствах переключения. Схемы включения полевых транзисторов подобны схемам включения биполярных. Следует отметить, что полевой транзистор позволяет получить намного больший коэффициент усиления, нежели биполярный. Обладая высоким входным сопротивлением (и низким выходным) полевые транзисторы постепенно вытесняют биполярные.

По электропроводности канала различают p-канальные и n-канальные МДП-транзисторы. Условное обозначение этих приборов на электрических схемах показано на рис. 1.30. Существует классификация МДП-транзисторов по конструктивно-технологическим признакам (чаще по виду материала затвора).

Рис. 1.30 Условные графические обозначения полевых транзисторовс изолированным затвором: а – со встроенным р-каналом; б – со встроеннымn-каналом; в – с индуцированным p-каналом; г – с индуцированным n-каналом

Интегральные микросхемы, содержащие одновременно p—канальные и n-канальные МДП-транзисторы, называют комплементарными (сокращенно КМДП-ИМС). КМДП-ИМС отличаются высокой помехоустойчивостью, малой потребляемой мощностью, высоким быстродействием.

Частотные свойства полевых транзисторов определяются постоянной времени RC-цепи затвора. Поскольку входная емкость Сзи у транзисторов с р—n-переходом велика (десятки пикофарад), их применение в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением возможно в диапазоне частот, не превышающих сотен килогерц – единиц мегагерц.

При работе в переключающих схемах скорость переключения полностью определяется постоянной времени RC-цепи затвора. У полевых транзисторов с изолированным затвором входная емкость значительно меньше, поэтому их частотные свойства намного лучше, чем у полевых транзисторов с р-n-переходом.

electrono.ru

Схема УНЧ на полевых транзисторах

Оппонент: Почему транзисторный и почему по ламповой схемотехнике? Ведь можно сделать либо классический ламповый, либо транзисторный по любой из существующих схем, которых в разных источниках, как грязи в болотах.

Автор: К ламповым усилителям - вообще никаких претензий. Если не пугает гибка стальных шасси, приобретение качественных выходных трансформаторов, поиск высоковольтных кондёров и подобранных по параметрам ламп, а будучи звездонутым анодным напряжением в 400 вольт, вы найдёте не только минусы, но и плюсы, то вам дорога в спаянные ряды маньяков лампоманов.

Только обязательно имейте ввиду:

1. Любая межкаскадная обратная связь в ламповом усилителе приблизит его по звучанию к транзисторному и преимущество ламп перед транзисторами будет сведено на нет. 2. Однотактные усилители, с мощностями свыше 6-8 вт - не что иное, как фикция, если хотите больше, используйте двухтактник.

И давайте-ка, для наглядности я приведу традиционную и хорошо себя зарекомендовавшую схему усилителя на лампах.

Рис.1

Это классика, тут ничего мудрить не надо, схема проверена временем, производителями профессиональной аппаратуры и привередливыми ушами музыкантов.

Теперь по поводу транзисторных усилителей. История борьбы с феноменом транзисторного звучания уходит в далёкие 70-ые годы. С появлением первых мощных транзисторных усилителей низкой частоты многих гурманов качественного воспроизведения музыки постигло разочарование - новинки с более высокими электрическими характеристиками никак не могли сравниться со своими ламповыми собратьями по мягкости и естественности звучания. Сотни умных разработчиков чесали свои просветлённые репы в надежде хоть как-то снизить тембральные искажения в транзисторных схемах, меняли схемотехнику и элементную базу, оживлённо гнались за сверхпараметрами, писали разные статьи, пока не поняли, что к цифрам, указанным в характеристиках усилителя надо относиться сдержанно, а верить можно только собственным ушам.

Однако, проиграв глобальную борьбу с лампой за чистоту музыкального звучания, обиженные, но не разбитые в пыль транзисторные аудиофилы все же собрались духом и вынесли на своих плечах ряд постулатов о происхождении пресловутого транзисторного звучания:

1. Глубокая отрицательная обратная связь, без которой не обходится ни один транзисторный усилитель, порождает переходные интермодуляционные искажения, вызванные запаздыванием сигналов в петле обратной связи.

2. Все та же глубокая обратная связь обуславливает низкое выходное сопротивление устройства, что с одной стороны хорошо, так как повышает коэффициент демпфирования усилителя, но с другой стороны для большинства громкоговорителей чревато возникновением интермодуляционных искажений в самих динамических головках, что вызывает неприятные призвуки, ошибочно принимаемые за искажения усилителя.

3. Особо продвинутые специалисты упоминают тепловые искажения, которые вызваны скачками мгновенной температуры кристалла транзистора при прохождении сигнала, в связи с изменением рассеиваемой в нем мгновенной мощности. В результате, в процессе усиления музыкального сигнала коэффициент усиления по току (или крутизна) выходных транзисторов плавно (из-за инерции тепловых процессов) изменяется на 20-30%. Эти флуктуации, в свою очередь, становятся причиной инфразвуковых интермодуляционных искажений в усилителе, к которым ухо слушателя чрезвычайно чувствительно.

Думаю, пока я выдёргивал из разных источников эту мудрёные постулаты, у Оппонента было время, чтобы спокойно попить кофе, а при желании и вздремнуть.

Оппонент: Да уж, теория истощает и не даёт дойти до края пути.

Автор: Молодец, красиво сказано!

Но я же не порадую тебя банальным и не требующим умственного напряга умозаключением, типа: "Если свет выключается со звуком "э", значит, в туалете кто-то есть"? Вижу - не порадую, поэтому придётся слегка поднапрячься.

А небольшой теоретический экскурс позволил нам сделать четыре важных вывода:

1. Никаких глубоких отрицательных обратных связей в нашем усилителе не будет, максимум - внутрикаскадные. 2. Усилитель должен работать в чистом режиме А, что позволит нам достичь приемлемых величин нелинейных искажений при отсутствии обратных связей и напрочь избавит от тепловых искажений. 3. Усилитель должен быть построен исключительно на мощных полевых транзисторах, являющихся твердотельными аналогами ламп. Уравнения, описывающие их вольтамперные характеристики практически идентичны и близки к квадратичным, поэтому и у тех и у других в спектре выходных сигналов практически отсутствуют чётные гармоники, а амплитуды высших гармоник очень быстро сходят на нет. 4. "Теория без практики мертва, а практика без теории слепа" - сказал то ли математик Пафнутий Чебышев, то ли полководец Александр Суворов, не суть.

Надо отметить, что полевые транзисторы в низкочастотных усилителях применяются давно как радиолюбителями, так и промышленными производителями. В основном, эти усилители собраны по стандартной транзисторной схемотехнике с глубокими ООС и никакого отношения к ламповому звуку не имеют, а мощные ПТ используются у них только в выходных каскадах.

Удачным примером такого схемотехнического решения является усилитель фирмы HITACHY, воссозданный несколькими поколениями радиолюбителей и сочетающий в себе простоту и качество звучания, которому могут позавидовать владельцы многих современных ресиверов.

Рис.2

Предпринимались и робкие попытки соорудить гибридные схемы усилителей, где в качестве драйвера использовались вакуумные триоды, а полевые транзисторы стояли на выходе устройств. Схемы эти позволяли отказаться от дорогостоящих выходных трансформаторов, но настолько беззастенчиво нарушали чистоту стиля, что вполне заслужено массово в народ не пошли.

Ну и наконец, вдоволь нахлебавшись в потугах соорудить транзисторные усилители с ламповым звуком, радиолюбители и мелкие производители звуковоспроизводящей аппаратуры (в основном импортные) стали штурмовать схемотехнику без обратных связей и выходными транзисторами, работающими в режиме А. Одно из таких решений - усилитель с источником тока в цепи стока было предложено фирмой Pass Laboratories.

Рис.3

Ну и совсем экстремальный вариант с дросселем в стоковой цепи - полный аналог лампового однотактного усилителя класса A с выходным трансформатором был предложен итальянским инженером-аудиотехником Андреа Чуффоли.

Рис.4

Оппонент: И что будем делать однотактник?

Автор: Не могу понять, почему большинство авторов переклинило на схемах однотактных усилителей. Могу лишь робко предположить, что высокие нелинейные искажения, сопровождающие работу однотактников на высоких мощностях дают устойчивую иллюзию звучания лампового усилителя. И происходит это, как мы помним, благодаря схожести набора гармонических составляющих у ламп и полевых транзисторов. Но цена этой иллюзии - полное отсутствие прозрачности и детальности звучания уже при 10-ватной мощности. А если мы хотим качественно озвучить комнату площадью 20 кв.м.? Тогда наш выбор - схема приведённая на Рис.1, только собранная на транзисторах и без трансформатора.

Итак, делаем настоящий Hi-End!

 

vpayaem.ru

Схемы апериодических усилителей на полевых транзисторах

Усилитель на лампе триод, включённой по схеме с общим катодом (ОКат). Усилители с общим катодом (ОКат) чаще всего применяются на практике, так как они обладают наи­большим коэффициентом усиления по мощности КР.

Усилительный каскад по схеме с ОКат аналогичен схемам на биполярном транзисторе с ОЭ и на полевом транзисторе с ОИ. Типичная схема усилителя на триоде, включённом по схеме ОКат, приведена на рис.2.

Назначение деталей аналогично усилителям на транзисторах по схемам ОЭ и ОИ. Режим лампы задаётся напряжением анодного источника ЕАи напряжением смеще­ния UСМ, подаваемым на управляющую сетку лампы при помощи цепочки RKCK в цепи … катода. Конденсатор СК блокирует резистор RKпо переменной составляющей анодного тока.

Напряжение сигнала uВХ,подлежащее усилению, подводится в цепь сетки от источника входного сигнала ег, с внутренним сопротивлением RГ, через разделительный конденсатор СР1. Разделительный конденсатор входной цепи СР1 препятствует передаче постоянной составляющей напряжения входного сигнала uВХ на вход усилителя, которая может вызвать нарушение режима работы триода.

Усиленное переменное напряжение, выделяемое на аноде, подводится к внешней нагрузке с сопротивлением RH через разделительный конденсатор СР2. Конденсатор СР2 необходим для разделения выходной анодной цепи от внешней нагрузки Rн по постоянной составляющей анодного тока IА0. Чаще всего, внешняя нагрузка Rн – это входное сопротивление последующего каскада усиления.

 

uВХuА

Uвх.m UАm

 

 

 

 

0 t1 t2 t3 t

 

 

 

UA0

 

 

 

uC

0 t

 

 

– UC0 0 t

 

UCm

iA uВЫХ

 

 

Uвых.m

IA0

 

IAm 0 t

0 t

 

 

Рис.5. Графики, поясняющие работу усилителя

 

Усилитель может работать в двух режимах: покоя – нет входного сигнала; динамическом – на вход поступает сигнал, например, с эдс еВХ = Еm sinωt. Работа усилителя поясняется графиками токов и напряжений, изображёнными на рис.5.

В режиме покоя (на рис.5 это отрезок времени от 0 до t1), т.е. при uВХ = 0, в цепи катода и анода будут протекать постоянные токи анода и катода – токи покоя IА0 и IК0. Т.к. при отрицательном напряжении UС ток сетки IC = 0, следовательно, IА0 = IК0 . Величина этих токов определяется величиной постоянного напряжения на сетке UС = URк = UCM – напряжением смещения.

Ток покоя анода IА0, протекая через резистор RА, создаёт на нем падение напряжения URа = IА0RА. Поэтому напряжение на аноде UА0 в режиме покоя меньше напряжения ЕА (рис.5) и определяется из условия

 

UА0 = ЕК – IА0 (RА + RК) = ЕА – URа – URк.

 

С учётом величин напряжений, т.к. URа ≫ URк, можно записать UА0 ≈ ЕА – URа.

Выходное напряжение в режиме покоя, равно нулю uВЫХ = 0, т.к. разделительный конденсатор СР2 постоянный ток и напряжение не пропускает.

В динамическом режиме на вход поступает сигнал, изменяющийся по закону uВХ = Uвxm sinωt.

Под действием отрицательного полупериода входного напряжения Uвxm отрицательное напряжение на сетке UС увеличивается (см.рис.5), что вызывает уменьшение тока анода iА относительно тока покоя IА0.

При положительном полупериоде входного напряжения, отрицательное напряжение на сетке UС уменьшается (см.рис.5), что вызывает увеличение тока анода iА относительно тока покоя IА0.

Следовательно, в цепи анода кроме постоянной составляющей тока IА0 протекает переменная составляющая тока IАm sin ωt

 

iА = IА0 + IАm sin ωt ,

 

где IАm – амплитуда синусоидальной составляющей анодного тока.

Изменение анодного тока сопровождается изменением падения напряжения на резисторе RА и на аноде лампы. При увеличении анодного тока iА растёт падение напряжения на резисторе RА и уменьшается на аноде лампы.

Поскольку по резистору RА протекает как постоянная IА0, так и переменная IАmsinωt составляющая анодного тока, то падение напряжения на нем можно представить в виде

 

uRa = RAiA = RAIА0 + RAIАmsinωt/

 

При этом напряжение на аноде uА, равное разности ЕА – URa , определяется из соотношения

 

uА = ЕА – RAIА0 – RА IАm sin ωt.

 

Из этого уравнения видно, что переменное напряжение на аноде uА также изменяется по синусоидальному закону.

Переменная составляющая RАIАmsinωt = UАmsinωt = UВЫХmsinωt напряжения uА через разделительный конденсатор Ср2, не пропускающий только постоянную составляющую, поступает на выход усилителя, т.е. в нагрузку.

При правильном выборе сопротивления резистора RА, амплитуда выходного напряжения будет больше амплитуды входного сигнала Uвыxm ≫ Uвxm.

Это свидетельствует об усилении сигнала в схеме усилителя на триоде, включённом по схеме с ОКат.

Схема усилителя на триоде, включённом по схеме с ОКат, изменяет фазу входного сигнала на 180°, т.е. инвертирует входной сигнал (см. рис.5).

Коэффициент усиления по напряжению усилительных каскадов на лампах в области средних частот определяется равенством

 

KU = – SRАН,

 

где S – крутизна анодно-сеточной характеристики лампы, RАН – сопротивление нагрузки, определяемое по формуле RАН = RА RН / (RА + RН). Знак минус в выражении KU указывает на то, что усилительный каскад с ОКат меняет фазу усиливаемого сигнала на 180°.

Входное сопротивление зависит от сопротивления резисторов, подсоединённых к сетке RВХ ≈ RС. Выходное сопротивление определяется по формуле RВЫХ ≈ RА.

 

Усилитель на лампе триод, включённой по схеме с общей сеткой (ОСет).

Усилитель на триоде с общей сеткой (рис.4,а) по свойствам аналогичен схемам с ОБ на биполярном транзисторе и с ОЗ на полевом.

Схема с ОСет не усиливает ток, поэтому коэффициент усиления по мощности во много раз меньше, чем в схеме с ОКат. Эта схема имеет малое входное сопротивление, потому что входным током является ток катода. Фаза напряжения при усилении не инвертируется. Усилители по схеме с ОСет применяются, как правило, только на достаточно высоких частотах или редко, как динамические нагрузки других каскадов.

Усилитель на лампе триод, включённой по схеме с общим анодом (ОА) – катодный повторитель. Усилитель на триоде, включённом по схеме с общим анодом, обычно называют катодным повторителем, т.е. устройством не изменяющем поляр­ность (фазу) подаваемого на вход сигнала.

На рис.4,б приведена схема катодного повторителя на триоде. По своим свойствам он аналогичен эмиттерному повторителю на биполярном транзисторе или истоковому повторителю на полевом транзисторе – обладает большими входным сопротивлением и коэффициентом усиления по току, малым выходным сопротивлением.

Основные параметры для этой схемы можно определить по формулам

 

 

 

RВХ ≈ RС .

 

Обычно КU = 0,95-0,99, поэтому выходной сигнал по амплитуде почти повторяет входной. Фазу входного сигнала на выходе этот усилитель не изменяет.

Благодаря малому RВЫХ катодный повторитель рав­номерно воспроизводит сигналы в широкой полосе частот.

Высокое RВХ катодных повторителей используется для уменьшения связи между каскадами. Повторитель, подключённый к выходу предыдущего каскада, практически не оказывает на него влияние вследствие высокого RВХ.

Катодные повторители используются во входных каскадах в тех слу­чаях, когда источник сигнала имеет высокое внутреннее сопротив­ление.

Повторители также используются в качестве усилителей мощ­ности. Не усиливая напряжение, они в то же время позволяют получать значительные выходные токи, а следовательно, и мощ­ность в нагрузке. Усилители мощности на катодных повторителях строятся как по однотактной, так и по двухтактной схемам. Двухтактная схема повторителя позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия усилителя.

 

Усилитель на лампе тетрод или пентод, включённой по схеме с общим катодом (ОКат). Усилители на тетродах или пентодах дают большее усиление, чем каскады на триодах. Пентоды отличаются от тетродов более высоким коэффициентом усиления, достигающим иногда нескольких тысяч. Каскады на пентодах лежат в основе построения широкополосных ламповых усилителей.

Схема апериодического, т.е. с нерезонансной нагрузкой, усилителя на пентоде или тетроде (рис.6) отличается от схемы на триоде наличием цепи питания экранирующей сетки.

 

 

а) б)

 

Рис.6 Апериодические усилители: а – на пентоде, б – на тетроде

 

В маломощных усилителях конденсатор СЭ = 0,5…10 мкФ, анодная нагрузка усилителя RА = (0,1 … 0,2)Ri, где Ri – внутреннее сопротивление лампы переменному току, a RЭ – сотни килоом.

Назначение элементов, принцип действия, графики, поясняющие работу в режимах покоя и динамическом, основные свойства и параметры режима усиления такие же, как у усилителя на триоде.

Тетроды и пентоды используются только с включением по схеме с общим катодом, т.к. схемы с общим анодом (ОА) и общей сеткой (ОСет) на этих лампах имеют очень много недостатков.

[1] По субъективному мнению некоторых меломанов, «ламповый» звук принципиально отличается от «транзисторного». Одно из объяснений различий лампового и транзисторного звука – «естественность» звучания. Ламповый звук «объёмный» в отличие от «плоского» транзисторного. Hi-Fi (англ. High Fidelity – высокая точность, высокая верность) – термин, означающий, что воспроизводимый звук очень близок к оригиналу. Hi-End (от англ. High End) аппаратурой производители называют эксклюзивную, дорогостоящую звуковоспроизводящую аппаратуру, в которой применяются нестандартные технические решения, использование которых не является экономически обоснованным для серийной аппаратуры.

Схемы апериодических усилителей на полевых транзисторах

 

Усилители на полевых транзисторах обладают большим входным сопротивлением. Обычно такие усилители используются как первые каскады входных (предварительных) усилителей, усилителей постоянного тока измерительной и другой радиоэлектронной аппаратуры.

Применение в первых каскадах усилителей с большим входным сопротивлением позволяет согласовывать источники сигнала с большим внутренним сопротивлением с последующими более мощными усилительными каскадами, имеющими небольшое входное сопротивление.

Подобно биполярным транзисторам, полевые транзисторы используют в трёх основных схемах включения: с общим истоком (ОИ), общим стоком (OС) и общим затвором (ОЗ).

Усилительный каскад по схеме с общим истоком (ОИ). Каскады с общим истоком (ОИ) чаще всего применяются на практике, так как они обладают наи­большим коэффициентом усиления по мощности КР. Усилительный каскад по схеме с ОИ аналогичен схеме на биполярном транзисторе с ОЭ.

Отличие сток-затворных характеристик разных типов полевых транзисторов, приводит к разным схемам построения усилительных каскадов на полевых транзисторах разных типов, и прежде всего, к разным схемам задания режима работы.

На рис.5 приведены упрощённые схемы усилителя с общим истоком, обеспечивающих получение усилительного режима при питании полевых транзисторов разных типов только от одного источника ЕС.

 

Рис.5. Схемы подачи напряжения на затвор в усилителях на полевых транзисторах

 

В полевых транзисторах напряжение, подаваемое на затвор и называемое напряжением смещения UCM, может создаваться или за счёт напряжения на резисторе, включённом в цепь истока, или за счёт подачи на затвор дополнительного напряжения с помощью делителя R1, R2 (рис.5).

У полевых транзисторов с управляющим р-n-переходом (рис.5,а) и со встроенным каналом (рис.5,б) напряжение смещения UCM может быть обеспечено за счёт сопротивления RИ в цепи истока. Так как ток затвора IЗ полевых транзисторов достаточно мал и мало падение напряжения на резисторе RЗ, то можно считать, что в режиме покоя напряжение затвор-исток UЗИ0 практически равно падению напряжения на сопротивлении RИ: UCM = UЗИ0 ≈ URи ≈ IC0RИ, где IC0 – ток стока в режиме покоя, т.е. когда ещё не подан входной сигнал.

При необходимости иметь повышенное входное сопротивление усилителя, резистор RЗ берут порядка 1 … 10 МОм.

При работе полевого транзистора с управляющим р-n-переходом в широком диапазоне температур и при большом сопротивлении RЗ режим работы меняется из-за дополнительного падения напряжения на сопротивлении RЗ . Это связано с температурными изменениями обратного тока p-n-перехода. Для устранения температурной нестабильности режима работы, на затвор подают до­полнительное отпирающее напряжение (рис.5,в) с делителя напряжения на резисторах Rl и R2.

У полевых транзисторов с индуцированным каналом (рис.5,г) прин­ципиально необходима подача напряжения смещения UCM от вне­шнего источника ЕС, так как в случае отсутствия UCM транзистор будет заперт. Температурная стабилизация также осуществля­ется с по­мощью резистора RИ, включённого в цепь истока.

Типичные схемы усилителя на полевых транзисторах, включённых по схеме с ОИ, показаны на рис.6.

 

Рис.6 Типичные схемы усилителей на полевых транзисторах: а – полевой транзистор с управляющим p-n-переходом и каналом n-типа, б – полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом р-типа

 

Входное переменное напряжение UBX через разделительный конденсатор СР1 подаётся на затвор транзистора. Разделительный конденсатор входной цепи СР1 препятствует передаче постоянной составляющей напряжения входного сигнала на вход усилителя, которая может вызвать нарушение режима работы транзистора. Сопротивление конденсатора для постоянного тока равно бесконечности.

Усиленное переменное напряжение, выделяемое на стоке транзистора, подводится к внешней нагрузке с сопротивлением RH через разделительный конденсатор СР2. Конденсатор СР2 необходим для разделения выходной стоковой цепи от внешней нагрузки RН по постоянной составляющей тока стока IС0. Чаще всего RН – это входное сопротивление последующего каскада усиления.

Рассмотрим работу схемы усилителя изображенного на рис.6,а. Резисторы RИ, RЗ и конденсатор СИ создают напряжение смещения UCM транзистора, задавая ему режим работы – режим усиления.

Резистор RИ кроме подачи напряжения смещения UСМ на зат­вор, выполняет также термостабилизацию режима работы усилителя по постоянному току, стабилизируя величину IC0 – тока стока в режиме покоя. Чтобы на сопротивлении RИ не выделялось напряжение за счёт перемен­ной составляющей тока стока IC, а это привело бы к изменению режима работы, его шунтируют конденсатором СИ. Ёмкость этого конденсатора определяется из условия СИ ≫ 1/ωRИ, где ω – частота усиливаемого сигнала.

Резистор RЗ, включённый параллельно входному сопротивлению усилителя, которое очень велико, должен иметь соизмеримое с ним значение сопротивления.

Усилитель может работать в двух режимах: покоя – нет входного сигнала; динамическом – на вход поступает сигнал, например, с эдс еВХ = Еm sinωt.

В режиме покоя, т.е. при еВХ = 0, в цепи истока и стока будут протекать постоянные токи IИ0 и IС0 – токи покоя. Их величина определяется величиной постоянного напряжения UЗИ0 – напряжения смещения.

Ток покоя IС0, протекая через резистор RС, создаёт на нем падение напряжения URс = IС0RС. Поэтому напряжение на стоке транзистора UСИ0 в режиме покоя меньше напряжения ЕС и определяется из условия UСИ0 = ЕК – IС0 (RС + RИ) = ЕК – URс – URи.

Выходное напряжение в режиме покоя равно нулю UВЫХ = 0, т.к. разделительный конденсатор СР2 постоянный ток и напряжение не пропускает.

В динамическом режиме на вход поступает сигнал, изменяющийся по закону uВХ = Uвxm sinωt. Под действием отрицательного полупериода входного напряжения Uвxm отрицательное напряжение UЗИ увеличивается, что вызывает уменьшение тока стока (см.рис.2,в) относительно тока покоя IС0.

При положительном полупериоде входного напряжения, отрицательное напряжение UЗИ уменьшается, что вызывает увеличение тока стока относительно тока покоя IС0. Следовательно, в цепи стока и истока кроме постоянных составляющих токов протекают переменные составляющие токов

 

iС = IС0 + IСm sin ωt ,

iИ = IИ0 + IИm sin ωt.

 

Если работа происходит на линейных участках вольт-амперных характеристик полевого транзистора, то форма переменных составляющих тока стока и истока совпадают с формой входного напряжения uВХ = Uвxm sinωt.

В этом случае напряжение на стоке можно представить в виде

 

uСИ = ЕС – URс – URи – RС IСm sin ωt .

 

Из этого уравнения видно, что переменное напряжение на стоке u СИ также изменяется по синусоидальному закону.

Переменная составляющая RСIСmsinωt напряжения uСИ через разделительный конденсатор Ср2, не пропускающий только постоянную составляющую, поступает на выход усилителя, т.е. в нагрузку.

При правильном выборе сопротивления резистора RС, амплитуда выходного напряжения будет больше амплитуды входного сигнала Uвыxm ≫ Uвxm.

Это свидетельствует об усилении сигнала в схеме усилителя на полевом транзисторе, включённом по схеме с ОИ.

Схема усилителя на полевом транзисторе, включённом по схеме с ОИ, изменяет фазу входного сигнала на 180°, т.е. инвертирует входной сигнал.

Коэффициент усиления по напряжению усилительных каскадов на полевых тран­зисторах в области средних частот определяется равенством

 

KU = – SRCН,

 

где S – крутизна сток-затворной характеристики полевого транзис­тора, RСН – сопротивление нагрузки, определяемое по формуле RСН = RС RН / (RС + RН). Знак минус в выражении KU указывает на то, что усилительный каскад с ОИ меняет фазу усиливаемого сигнала на 180°.

Входное сопротивление зависит от сопротивления резисторов, подсоединённых к затвору. Для схемы рис.6,а RВХ = RЗ, а для рис.6,б подсчитывается по формуле RВХ = R1R2 / (R1 + R2).

Выходное сопротивление определяется по формуле RВЫХ ≈ RС.

 

Усилительный каскад по схеме с общим стоком (ОС) – истоковый повторитель.

Усилитель на полевом транзисторе, включённом по схеме с общим истоком, обычно называют истоковым повторителем. Повторителем сигнала называется устройство, не изменяющее поляр­ность (фазу) подаваемого на вход сигнала.

На рис.7 приведена схема простого истокового повторителя на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом и каналом n-типа. По своим свойствам он аналогичен эмиттерному повторителю – обладает большими входным сопротивлением и коэффициентом усиления по току, малым выходным сопротивлением.

.

 

Рис.7. Схема истокового повторителя на полевом транзисторе с управляющим

p-n-переходом и каналом n-типа.

 

В схеме истокового повторителя, нагрузочный резистор RИ включён в цепь истока, а сток по переменным составляющим тока и напряжения соединён с общей точкой усилителя, т.е. вывод от стока является общим для входной и выходной цепей устройства, поэтому схема называется с ОС.

Основой рассматриваемого усилителя по схеме с ОС (истокового повторителя) являются два элемента: резистор RИ и полевой транзистор с р-n-переходом и n-каналом. Назначение остальных элементов каска­да аналогично усилителю по схеме с ОИ. Кроме стоковой нагрузки, резистор RИ является также сопротивле­нием автоматического смещения для ре­жима покоя (как в каскаде с ОИ).

В истоковом повторителе для режима покоя UСИ = ЕС – IС0RИ. В динамическом режиме работы выходное напряжение, равное переменной составляющей напряжения на резисторе RИ, подаётся через разделительный конденсатор СР1 в нагрузку RH.

Основные параметры для этой схемы можно определить по формулам

 

 

 

 

RВХ ≈ RЗ .

 

Обычно КU = 0,95-0,99, поэтому выходной сигнал по амплитуде почти повторяет входной. Фазу входного сигнала на выходе этот усилитель не изменяет. Для истокового повторителя RВЫХ составляет сотни ом, что значительно меньше, чем в схеме с ОИ. Входное сопротивление определяется резистором RЗ, величина которого обычно выбирается порядка 1МОм.

Несмотря на то, что истоковый повторитель не является усилителем напряжения, он часто используется в различной радиоэлектронной технике.

Благодаря малому RВЫХ повторитель рав­номерно воспроизводят сигналы в широкой полосе частот. При малом RВЫХ повторителя легко обес­печивается согласование с низкоомной нагрузкой, что необходимо для получения максимальной мощности усиления.

Высокое RВХ повторителей используется для уменьшения связи между каскадами. Повторитель, подключённый к выходу предыдущего каскада, практически не оказывает на него влияние вследствие высокого RВХ и малой ёмкости СВХ.

Повторители используются во входных каскадах в тех слу­чаях, когда источник сигнала имеет высокое внутреннее сопротив­ление.

Повторители также используются в качестве усилителей мощ­ности. Не усиливая напряжение, они в то же время позволяют получать значительные выходные токи, а следовательно, и мощ­ность в нагрузке. Коэффициент усиления повторителя по мощно­сти может достигать больших значений с малыми затратами мощности во вход­ных цепях. Усилители мощности на повторителях строятся как по однотактной, так и по двухтактной схемам. Двухтактная схема повторителя позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия усилителя.

Если повторители, построенные по классической схеме (рис.7), не удовлетворяют предъявленным требованиям, то используют более сложные спе­циальные повторители.

 

Усилительный каскад по схеме с общим затвором (ОЗ). Схема с общим затвором по свойствам аналогична схеме на биполярном транзисторе с ОБ. Схема не усиливает ток, поэтому коэффициент усиления по мощности во много раз меньше, чем в схеме с ОИ. Эта схема имеет малое входное сопротивление, потому что входным током является ток стока. Фаза напряжения при усилении не инвертируется. Схема с ОЗ практически не применяется, т.к. не удаётся использовать один из важнейших параметров полевых транзисторов – их большое входное сопротивление.

	|	следующая страница ==>
Схемы простых апериодических усилителей на лампах	|	Тема: Обратная связь в усилителях

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 1.

Поделиться с ДРУЗЬЯМИ:

refac.ru

Простые схемы на полевых транзисторах - Простые схемы для начинающих - Начинающим - Каталог статей

Простые схемы на полевых транзисторах

Номенклатура современных MOSFET-транзисторов огромна и пополняется новыми типами чуть ли не ежедневно. Подавляющее большинство этих транзисторов предназначено для работы в импульсных цепях, но, тем не менее, их можно с успехом применять и в аналоговых схемах. Разработчиков привлекают такие их свойства, как высокое быстродействие и устойчивость к пробою, а высокое входное сопротивление позволяет в ряде случаев обойтись одним полевым транзистором вместо нескольких биполярных и тем самым существенно упростить схему. Некоторые примеры такого использования полевых транзисторов приводятся в статье.

Адаптер для спаренной телефонной линии

Абоненты спаренных телефонных линий при подключении к этим линиям автоответчиков часто сталкиваются с такой проблемой: автоответчик не реагирует на вызывной сигнал, не хочет включаться и отвечать на звонок. Причина кроется в принципе разделения спаренных абонентских линий с помощью диодов: телефон одного абонента активизируется положительным напряжением с АТС, а другого — отрицательным. Теперь вспомним, что схема выделения вызывного сигнала в автоответчике включена через разделительный конденсатор, и картина становится ясной: этот конденсатор заряжается через открытый диод на возрастающем участке синусоидального вызывного сигнала, а разрядиться на падающем участке не может, т.к. диод закрывается. В итоге переменное напряжение, поступающее на схему определения вызывного сигнала, оказывается недостаточным для ее срабатывания, и автоответчик не включается.

Известные схемы, обеспечивающие разрядный ток на падающем участке вызывного сигнала, достаточно сложны и должны включаться в разрыв телефонной линии до автоответчика. Использование таких современных приборов, как мощные полевые MOSFET-транзисторы, позволяет решить задачу гораздо проще. Схема предлагаемого формирователя разрядного тока — назовем его адаптером — приведена на рис. 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема телефонного адаптера

Адаптер подключается к телефонной линии в любой точке параллельно автоответчику. Вызывной сигнал через диодный мост Q1 поступает на две последовательно включенные фазосдвига-ющие цепочки R5, R4, С2 и R3, С1, частота среза которых равна частоте вызывного сигнала. Каждая цепочка сдвигает фазу сигнала на 45°, а обе вместе — на 90°. Таким образом, во время падающего участка вызывного сигнала формируется положительное напряжение, поступающее на затвор полевого транзистора Q2. Транзистор U1 в это время открывается и обеспечивает протекание разрядного тока через резистор R2. Подстроечный резистор R1 предназначен для установки начального напряжения на затворе транзистора Q2. Для этого адаптер подключаем к ненагру-женной телефонной линии, когда напряжение на ней составляет 50...60 В, и регулировкой R1 устанавливаем на резисторе R2 напряжение не более 10 мВ. После этого адаптер готов к работе.

При выборе компонентов других типов учитывайте, что Q1 и Q2 должны иметь рабочее напряжение не ниже 150 В, а конденсатор С2 — не ниже 63 В.

Простой стабилизатор напряжения

Спору нет, интегральные стабилизаторы 78** и 79** очень удобны в применении и достаточно универсальны. Но в инженерной практике всё же возникают задачи, решение которых интегральным стабилизаторам не под силу. Простой пример: в УНЧ достаточно высокого класса из напряжения питания 50 В надо получить напряжение 15 В с низким уровнем шумов. Задача эта не решается с помощью интегральных стабилизаторов, как из-за высокого входного напряжения, так и из-за высоких требований к шуму выходного напряжения. Вариант простого решения этой задачи с помощью современных JFET- и MOSFET-транзисторов показан на рис. 2. В качестве регулировочного элемента в этом стабилизаторе применён MOSFET Q1 в корпусе ТО-220, удобном для крепления на радиаторе. Транзистор Q3 сравнивает выходное напряжение с опорным, задаваемым с помощью стабилитрона Q4. Сигнал ошибки с коллектора Q3 подается на затвор Q1, замыкая петлю обратной связи. Поскольку в качестве динамической коллекторной нагрузки Q3 включён JFET Q2 в режиме стабилизации тока, а о входном сопротивлении Q1 говорить вообще не приходится, петлевое усиление оказывается очень высоким и обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения. Для снижения пульсаций и шумов добавляем конденсаторы С1...С4 и считаем поставленную задачу решённой. Современная элементная база позволяет сделать аналогичный стабилизатор и для отрицательного напряжения, для этого вместо IRF610 ставим IRF9610, а 2SC945 меняем на 2SA1015. Остается только изменить полярность включения стабилизатора тока Q2, стабилитрона Q4 и электролитических конденсаторов.

Недостатки стабилизатора: выходное напряжение на 0,7 В выше номинального напряжения стабилитрона и нет защиты от КЗ на выходе.

Рисунок 2. Простой стабилизатор напряжения

Ограничитель пускового тока

Не было ничего странного в том, что при включении УНЧ в сеть освещение в комнате меркло на долю секунды: суммарная емкость накопительных конденсаторов в его вторичных цепях составляла 100 000 мкФ. Решено было не испытывать электросеть на прочность и ограничить пусковой ток усилителя значением 5 А с помощью схемы, приведенной на рис. 3.

Рисунок 3. Принципиальная схема ограничителя пускового тока

Функцию ограничения пускового тока выполняет резистор R3, параллельно которому подключены нормально разомкнутые контакты реле XI. Задача простая: примерно через 2...3 с после включения схемы в сеть необходимо замкнуть контакты реле и обеспечить тем самым штатный режим работы усилителя.

В схему питания реле входят элементы R1, С2, Q1 и С1. Номинал конденсатора С2 зависит от параметров примененного реле. В данном случае использовано реле BS-115C-12A фирмы Bestar с рабочим напряжением 12 В. Конденсатор С1 сглаживает выпрямленное мостом Q1 напряжение питания реле. Теоретически с помощью конденсатора С1 можно обеспечить необходимое время задержки включения реле, но в этом случае его емкость должна быть очень большой. Функцию задержки включения выполняют элементы Q4, СЗ, R2. Продифференцированное цепью СЗ, R2 напряжение питания реле подается на затвор транзистора Q4. Таким образом, Q4 ограничивает скорость роста напряжения питания реле и обеспечивает необходимую задержку его включения. Диод Q3 быстро разряжает конденсатор СЗ после выключения питания, стабилитрон Q2 защищает реле в случае значительного превышения сетевым напряжением номинального значения. Не претендуя на научный подход, я опустил расчетные формулы, поскольку схемы предельно просты. Надеюсь, что читатель в состоянии при необходимости рассчитать (или подобрать) любой номинал и адаптировать устройства под собственные нужды.

powerok.ucoz.ru

Полевой транзистор — источник постоянного тока

Полевой транзистор по существу является источником постоянного тока и его вольт-амперная характеристика аналогична характеристике электронной лампы – пентоду. В простейшем случае, изображенном на рис. 14.2, пользователю доступны только два вывода и устройство обыч­но представляется как диод. Из характеристики такого диода, также по­казанной на рисунке, видно, что в большей части рабочей области ток имеет почти постоянную величину. Если последовательно с этим прибо­ром включить прецизионный резистор, как показано на рис. 14.3А, то на нем появится постоянное напряжение, которое можно использовать как опорное при условии, что нагрузка имеет входное сопротивление значи­тельно превышающее сопротивление включенного резистора. В стабили­зированных источниках питания, это требование легко выполняется, если нагрузкой является компаратор или буферный каскад.

Рис. 14.2. Диод постоянного тока. Фактически это полевой транзис­тор, у которого соединенные вместе затвор и исток образуют катод «диода». Большинство диодов постоянного тока сделаны из полевых транзисторов с каналом л-типа. Специально разработанные устройства этого типа называются токостабилизирующими диодами (CRD).

Лучших результатов можно достичь, если вместо обычных полевых транзисторов использовать специально разработанные полевые диоды, которые оптимизированы с точки зрения вольт-амперных характеристик. Эти устройства имеют только два вывода потому, что затвор и исток со­единены у них внутри. В настоящее время имеется более 30 типов дио­дов, рассчитанных на токи от 200 мкА до 5 мА. Минимальное рабочее напряжение очень низкое – порядка 1 – 3 В, а прямое напряжение про­боя часто выше 100 В. Таким образом, эти устройства хорошо подходят для широкого класса различных схем. Большое достоинство этих специ­ально созданных токостабилизирующих диодов (CRD) состоит в том, что

при их изготовлении можно достичь нулевого температурного коэффи­циента, объединяя CRD с резистором, имеющим тот же самый, но про­тивоположного знака температурный коэффициент. Обычно такой ре­зультат достигается при расчетных токах около 0,5 мА.

Рис. 14.3. Два варианта применения токостабилизирующего диода (CRD). (А) Регулировать опорное напряжение в этой схеме, можно выбирая соответствующий прецизионный резистор. (В) Эта схема дает прецизионное опорное напряжение, обеспечивая оптимальный уро­вень тока опорного диода для получения низкого температурного коэффициента.

Прекрасные результаты дает объединение CRD со стабилитроном, ZF^-диодом или прецизионным стабилитроном, как показано на рис. 14.3В. В этом случае можно получить температурный коэффициент 0,001 процента в интервале температур от О до 100’С. Для достижения опти­мальных результатов и CRD-диод, и прецизионный стабилитрон должны иметь нулевой температурный коэффициент при токе около 0,5 мА.

Чаще всего встречается комбинация С/?/)-диода и обычного стаби­литрона. CRD-диод в качестве источника постоянного тока имеет чрез­вычайно высокое сопротивление по переменному току. Стабилитрон или другой источник опорного напряжения наоборот, имеет очень низ­кое сопротивление переменному току. Когда объединяются два этих прибора так, как показано на рис. 14.3В, образуется уникальный фильтр нижних частот с частотой среза около нуля. Такая конфигура­ция теоретически предполагает существенное ослабление всех частот переменного тока. Из-за паразитных параметров практически схема дает ослабление до 100 дБ для частот достигающих нескольких сот ки­логерц. Таким образом, эффективно удаляются большинство пульсаций и шумовых компонент, обусловленных нестабилизированным источни­ком питания. В простой схеме на рис. 14.2 выходное сопротивление равно l/g^^, где g обычно точно заданный параметр. В этой схеме ве­личина постоянного тока 1^^^ также обычно точно заданная величина. Модифицированная схема на рис. 14.4А позволяет получить любую ве­личину постоянного тока 1^^^. Кроме того, увеличение в этой схеме со­противления резистора /?, с целью уменьшения тока, приводит, из-за действия обратной связи, к увеличению выходного сопротивления. Каскадное включение транзисторов (рис. 14.4В) позволяет получить на­много более стабильный ток и существенно повысить выходное сопро­тивление по сравнению с однотранзисторной схемой. Для правильной работы схемы необходимо, чтобы ток стока транзистора Q2 был, по крайней мере, в 10 раз больше, чем ток стока транзистора Q\. И важ­но, чтобы напряжение питания стоков обоих полевых транзисторов не меньше, чем вдвое превышало их напряжение смыкания (насыще­ния) Fp, величину обычно точно известную для полевых транзисторов. Этот критерий фактически применяется и в схемах с одним транзис­тором.

Рис. 14.4. Источники стабильного тока с регулируемой величиной тока.

(A) Схема с одним полевым транзистором. Максимальный ток полу­чается при Л = 0.

(B) Каскадное включение двух полевых транзисторов. Эта схема дает лучшую стабилизацию и более высокое динамическое сопротивление, чем схема с одним полевым транзистором. В обеих схемах произво­дитель имеет возможность в процессе изготовления получить нулевой температурный коэффициент для Л = О или для другого значения сопротивления.

CRD-mojx удобно использовать как элемент делителя выходного на­пряжения в импульсном стабилизаторе (рис. 14.5). При таком построе­нии делителя сигнал рассогласования не уменьшается, как это имеет место при обычном резисторном делителе (пример такого применения можно найти в усовершенствованной схеме импульсного стабилизатора на рис. 17.15).

Рис. 14.5. Использование С/?/)-диода для получения требуемой обратной связи в ИИП. Эта схема имеет преимущество по сравнению с обычно используемым резисторным делителем: напряжение обрат­ной связи изменяется точно также, как выходное напряжение источ­ника, а не пропорционально ему. Таким образом, изменение выход­ного напряжения на 2 В приводит к изменению напряжения на С/?/)-диоде также на 2 В.

nauchebe.net

Книга «Радиотехнические схемы на полевых транзисторах»

Книга «Радиотехнические схемы на полевых транзисторах»

Название: Радиотехнические схемы на полевых транзисторахАвтор: Милехин А. Г.Издательство: ЭнергияГод: 1976Страниц: 146ISBN: Качество: ОтличноеСерия или Выпуск: Массовая радиобиблиотека. Выпуск 924

В книге рассмотрены принцип действия, основные параметры и свойства полевых транзисторов. Дан широкий обзор применения полевых транзисторов в радиоэлектронной аппаратуре, приведены схемы приборов, выполненных на полевых транзисторах.Книга рассчитана на широкий круг радиолюбителей.

СодержаниеСодержание:

ПредисловиеГлава первая. Общие сведения1. Принцип действия полевого транзистора2. Основные параметры полевого транзистора3. Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов4. Температурные эффекты5. Шумовые свойства6. Частотные свойства и эквивалентные схемы полевых транзисторов7. Измерение параметров полевых транзисторовГлава вторая. Усилители низкой частоты на полевых транзисторах8. Усилитель с общим истоком9. Усилитель с общим стоком10. Усилитель с общим затвором11. Выбор рабочей точки ПТ12. Выбор полевого транзистора по напряжению отсечки13. Нелинейные искажения в усилителях14. Стабилизация коэффициента усиления15. Уменьшение влияния входной емкости ПТ на частотные свойства усилителей16. Экономичные УНЧ17. Каскады УНЧ с динамической нагрузкой18. УНЧ на микросхемах19. Практические схемы усилителей низкой частоты на полевых транзисторахГлава третья. Полевые транзисторы в аналоговых переключательных схемах20. Предварительные сведения21. Эквивалентные схемы полевых транзисторов в режиме переключения22. Ключевые параметры полевых транзисторов23. Выбор типа транзистора24. Выбор схемы управления25. Погрешность коммутатора26. Порядок расчета коммутатора на ПТ с p-n-переходомГлава четвертая. Усилители постоянного тока27. УПТ с непосредственной связью28. Особенности использования полевых транзисторов в УПТ с преобразованием29. Схемы модуляторов30. Методы компенсации остаточных параметров31. Усилитель переменного тока канала М-ДМ32. Практические схемы УПТ с преобразованиемГлава пятая. Радиоприемные устройства33. Параметры проводимости полевого транзистора на высоких частотах34. Резонансные усилители35. Резонансные усилители с нейтрализацией36. Каскодные усилители37. Преобразователи частоты38. АРУ на полевых транзисторах39. Практические схемы радиоприемных устройств на полевых транзисторахГлава шестая. Генераторы на полевых транзисторах40. Простейшие RC-генераторы41. Генераторы, перестраиваемые в широком диапазоне частот42. Стабилизация амплитуды колебаний43. ЧМ генераторы44. Мультивибраторы45. Генераторы пилообразного напряжения46. Кварцевые генераторыГлава седьмая. Операционные усилители47. Общие сведения48. Особенности ОУ с отрицательной обратной связью49. Входные каскады ОУ50. Практические схемы ОУ51. Методы компенсации дрейфа нуля ОУ52. Применение ОУГлава восьмая. Другие применения полевых транзисторов53. Активные RC-фильтры54. Реле времени55. Измерительные приборы на полевых транзисторах56. Расширитель динамического диапазонаГлава девятая. Приборы и системы, выполненные с использованием полевых транзисторов57. Электронный коммутатор к осциллографу58. Электронный отметчик времени59. Селективное устройство60. Система биометрииСписок литературы

knigivmir.ru

---

• 
  Вспомогательный контакт
• 
  Счетчики эл энергии
• 
  Плк что это такое
• 
  Система кедр
• 
  Оплата коммунальных услуг почта россии
• 
  Филиал 16
• 
  Кг кабели
• 
  Ремонт внутридомовых инженерных систем электроснабжения что входит
• 
  Почему утечка бытового газа может быть обнаружена по запаху
• 
  Дырки и электроны в полупроводниках
• 
  Двунаправленный счетчик электроэнергии