3. Источники тока на полевых транзисторах.

Выходные характеристики полевого и биполярного транзисторов почти одинаковы, поэтому источники тока на полевых транзисторах можно строить по тому же принципу, что и на биполярных транзисторах.

Рис.7.5.. Стоковая ВАХ полевого транзистора

При изменении напряжения в пределах «АБ» примерно на 7,5 В ток изменился на 0,07 мА, что говорит о токостабилизирующих свойствах транзистора и о том, что сопротивление канала rдиф в пределах «АБ» достаточно большое.

На рис. 7.5 наглядно показано как изменяется ток стока в полевом транзисторе при значительных изменениях напряжения на стоке.

Источники тока можно выполнить как на канальном транзисторе, так и на МОП-транзисторе (рис.7.6а и 7.6б соответственно).

Анализ передаточных характеристик различных типов полевых транзисторов, показывает, что источники тока на МОП-транзисторах вполне можно строить по таким же схемам, которые были рассмотрены выше. Схемы источников тока на транзисторах с управляющим p-n-переходом выглядят гораздо проще, так как этот тип транзистора работает при полярности напряжения затвора, противоположной полярности напряжения на стоке. Поэтому источник тока на канальном транзисторе может быть получен при закорачивании выводов затвора и истока (рис.7.6а).

а).

б).

Рис.7.6.

Напряжение на участке «затвор-исток», при этом, равно 0. Если вспомнить передаточную ВАХ такого типа транзистора (рис.7.7), то при таком схемном решении ток через транзистор будет максимальным (I_с.макс).

Рис.7.7.

Стабильность полученного тока полностью определяется стабильностью характеристики. Уменьшить выходной ток в этом случае можно введением в цепь истока резистора R_и (пунктир), сопротивление которого можно рассчитать либо графически (по нагрузочной «аб», рис.7.7), либо аналитически. С введением резистора R_и стабильность схемы источника тока повышается, так как в схеме начинает действовать ООС.

Аналогично может быть построен источник тока на МОП-транзисторах с индуцированным или со встроенным каналами. Схема простейшего источника тока на МОП-транзисторах с индуцированным каналом может быть построена с использованием «токового зеркала» (рис.7.6б).

Несколько слов о токовом зеркале. Это электронное устройство с одним входом и одним или несколькими выходами, выходной ток которого повторяет как по величине, так и по направлению входной ток (получается устройство-«отражатель») Другими словами, это устройство ведёт себя, как источник тока, работой которого управляет ток. Коэффициент передачи такого устройства равен единице.

Вернёмся к схеме (рис.7.6б). Параметры транзисторов VT₁ и VT₂ должны быть полностью идентичны. Затвор транзистора VT₁ соединён со стоком, то есть U_зи1 = U_си1, следовательно, транзистор VT₁ работает в режиме насыщения. Как было установлено ранее зависимость между током стока и напряжением затвор-исток определяется уравнением Ток I_с1 и ток I_с2 равны, но ток I_с1 ─ это управляющий ток. Его значение определяется напряжением источника Е_к и сопротивлением резистора R_с1

(5.2)

Согласно схеме рис.7.6б напряжения на участках «затвор-исток» у VT₁ и VT₂ одинаковы. Ток стока транзистора VT₂ равен Пороговые напряжения к транзисторов также одинаковы, поэтому

или .

Источники тока с токовыми зеркалами выгодны для интегральной технологии, особенно в случае задания напряжения смещения в многокаскадных усилителях: такие схемы содержат минимальное число резисторов, за счёт чего повышается степень интеграции. Кстати, резистор R_с1, которым задаётся управляющий ток, в интегральной схеме может быть как встроенным, так и навесным. Токи же отдельных каскадов формируются с помощью схем «токовых зеркал».