Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
У полевого транзистора с управляющим р-n переходом тоже два режима работы. На рис. 13.4 показан график зависимости тока стока от напряжения на стоке при различных напряжениях на затворе.
[308І 13. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СХЕМЫ
Id
Акгпибноя область (насыщение)
Vgs=0
о-
+
Vgs
Id
¦Г Vds
6
о
+
Idss --'
Vgs=Vc
Рост Vgs
Vds
Рис. 13.4. Характеристики тока стока для полевого транзистора с управляющим р-п переходом
В активном режиме ток почти не зависит от напряжения на стоке. Ток возрастает с ростом напряжения на затворе: от нуля при напряжении отсечки (запирания) Uc до Idss при напряжении Ugs = 0. В полевых транзисторах активный режим называют еще режимом насыщения, но он не соответствует режиму насыщения биполярного транзистора, что совершенно сбивает с толку.
Если Uds< Ug5-U,., то ток стока совсем не зависит от напряжения стока. Этот режим называется линейным, потому что зависимость тока от напряжения близка к линейной. Следовательно, полевой транзистор с управляющим р-п переходом можно рассматривать как проводимость, управляемую напряжением на затворе. Ток в данном случае можно рассчитать по формуле:
малых напряжениях на коллекторе зависимость тока от напряжения не является линейной. Полевой транзистор с управляемым р-п переходом может также работать при отрицательных напряжениях и токах стока.
Сток и исток при этом как бы меняются местами. Полевой транзистор хорошо работает в таком режиме, хотя обычно коэффициент gm немного уменьшается, а емкость Миллера возрастает, потому что затвор располагается ближе к истоку, чем к стоку. Этим и объясняется отличие полевого транзистора от биполярного, который обычно плохо работает в обратном включении. Полевой транзистор с управляющим р-п переходом, функционирующий в линейном режиме, используется в схеме автоматической регулировки усиления в качестве управляемой (переменной) проводимости. Чтобы разобраться, что при этом происходит, вычислим проводимость G:
Членом Uds / 2 можно пренебречь, поскольку его значение мало в линейной области характеристики. Из уравнения следует, что связь между напряжением на затворе и проводимостью будет линейной. Но, как показывает практика, это
V с J
Итак, полевой транзистор отличается от биполярного тем, что у последнего при
(13.13)
13.5. ПРАКТИКУМ ЩЩ
не так. На рис. 13.5а приведен экспериментально полученный график, на котором показана зависимость проводимости от напряжения на затворе для полевого транзистора с управляющим р-п переходом серии J309, который используется в схеме АРУ.
Для напряжений на затворе, превышающих -1,5 В, эта зависимость линейна, охватываемый диапазон сопротивлений - 200-50 Ом. На рис. 13.56 показана вы-сокоомная область того же графика. Она включает в себя сопротивления, значения которых больше 500 Ом. Как видите, этот участок нелинеен.
-3 -2-1 0 -2,8 -2,6 -2,4 -2,2 -2,0
Напряжение затбор—исток Vgs, В Напряжение затбор—исток Vgs, В
а) б)
Рис. 13.5. Проводимость стока при работе полевого транзистора J309 в линейном режиме как функция от напряжения на затворе (а), высокоомная область графика при напряжении, близком к напряжению отсечки (б) ' _
13.4. Рекомендуемая литература г~-
В главах 3 и 4 книги Хоровица и Хилла^ТЬе Art of Electronics» (издательство Cambridge University Press) описаны схемы на полевых транзисторах и операционные усилители.
13.5. Практикум
ЗАДАЧА № 31. УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ
Этот УЗЧ будет собран в три этапа, для того чтобы было понятно, как наличие тех или иных элементов влияет на его частотную характеристику. В конечном счете будет получен усилитель с полосовой характеристикой, исключающий высокочастотные шипящие шумы и низкочастотный рокот. Сначала рассмотрим, каким образом выходная схема влияет на усиление (рис. 13.6).
Выходной сигнал снимается с вывода 5. Постоянное напряжение составляет половину напряжения питания. Так как оно не должно поступать в громкоговоритель, то на выходе установлен конденсатор С27 емкостью 100 мкФ. На входе используются конденсаторы С20 и С21 емкостью по 100 нФ, которые не дают
3101 13. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СХЕМЫ_
8J
Рис 13.6. Схема измерение частотной характеристики выходной цепи УЗЧ
постоянной составляющей влиять на входное смещение. Временно заменим громкоговоритель на резистор сопротивлением 8 Ом, потому что сопротивление громкоговорителя изменяется в зависимости от частоты и это будет мешать измерениям.
Установите усилитель U3, конденсаторы С27, С20 и С21 и конденсатор развязки с источником питания С41 емкостью 100 мкФ. В качестве нагрузки впаяйте резистор сопротивлением 8 Ом параллельно к выходным отверстиям R8 на печатной плате. При пайке оставьте длинные выводы конденсаторов С20, С21 и резистора 8 Ом, чтобы затем подключить измерительный щуп. Подключить генератор сложно, так как коэффициент усиления УЗЧ очень высок, и даже небольшие напряжения на входе могут привести к насыщению на выходе. Для того чтобы предохранить выход от насыщения, будем использовать делитель напряжения, который позволит уменьшить входное напряжение. Подсоедините резистор сопротивлением 5,6 Ом и пару резисторов сопротивлением по 1,5 кОм, как показано на рис. 13.7.
