1.3.3. Розрахунок за змінним струмом

Скористаємося лінійною моделлю польового транзистора у вигляді активного трьохполюсника (рис. 1.24).

Рис. 1.24

Елементи лінійної моделі:

1. Залежне джерело струму, що керується напругою з параметром - ; величина цього параметра визначається з перехідної характеристики (рис. 1.25) і називається крутизною.

Рис. 1.25

, (1.19)

.

Знак «-» зумовлений тим, що напруга керування .

2. Опір визначається за вихідною характеристикою транзистора:

, (1.20)

.

3. , – вхідна та перехідна ємності, зумовлені наявністю бар’єрної ємності у p-n переході між затвором-витоком та затвором-стоком відповідно.

У принциповій схемі замінимо польовий транзистор його моделлю і отримаємо еквівалентну схему, зображену на рис. 1.26.

Рис. 1.26

В діапазоні середніх та високих частот усіма ємностями можна знехтувати ( , - закоротити, , - розімкнути). Тоді еквівалентна схема набуває вигляду:

Рис. 1.27

. (1.21)

Основні параметри підсилювача:

1. Вхідний опір ;

2. Коефіцієнт підсилення за напругою (знак мінус говорить про

інвертування фаз)

; (1.22)

3. Коефіцієнт підсилення за струмом

; (1.23)

4. Вихідний опір .

1.3.4 Схема зі спільним стоком (витоковий повторювач)

Схема витокового повторювача представлена на рис. 1.28.

Рис. 1.28

Властивості схеми:

1) Коефіцієнт підсилення за напругою , коефіцієнт підсилення за струмом ;

2) Вхідний опір Ом, вихідний опір Ом;

3) Зсув фаз між вихідною та вхідною напругами .

Висновки стосовно польових транзисторів: Більшість параметрів підсилювальних каскадів на польових транзисторах аналогічні підсилювачам на БТ. Перевагами польових транзисторів є великий вхідний опір та низький рівень власних шумів.

1.4. ЧАСТОТНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ОДНОКАСКАДНИХ ПІДСИЛЮВАЧІВ

1.4.1. Звукові частоти та їх характерні області

Область звукових частот розташовується в діапазоні від 10 Гц до 30 кГц.

Вся область звукових частот поділяється на три діапазони:

– область низьких частот (НЧ) : 10 Гц – 300 Гц;

– область середніх частот (СЧ) : 300 Гц – 5 кГц;

– область високих частот (ВЧ) : 5 кГц – 30 кГц.

1.4.2. ЕКВІВАЛЕНТНА СХЕМА ПІДСИЛЮВАЛЬНОГО КАСКАДУ

В ОБЛАСТІ ЗВУКОВИХ ЧАСТОТ

Модель підсилювального каскаду в області звукових частот зображена на рис. 1.29. Елементи цієї моделі виражені через вторинні параметри підсилювача.

Рис. 1.29

, − вхідна та вихідна розділові ємності;

− зведена ємність навантаження, до якої входять вихідна ємність транзистора, ємність монтажу та власна ємність навантаження;

, − вхідний та вихідний опори;

− коефіцієнт передачі в режимі холостого ходу.

Доцільно розглядати схему як два окремих каскади ( та розглядати як окремий каскад).

1.4.3. Частотні характеристики в області середніх частот

В області СЧ доцільно вважати, що , , де . Тоді еквівалентна схема каскаду для області СЧ з урахуванням припущень наведена на рис. 1.30.

Рис. 1.30

Комплексний коефіцієнт передачі за напругою:

, (1.24)

де − амплітудно-частотна характеристика (АЧХ), − фазово-частотна характеристика (ФЧХ).

Для еквівалентної схеми каскаду на рис. 1.30 буде дійсним числом (оскільки немає реактивних елементів)

, (1.25)

де не залежить від частоти .

Таким чином, для області СЧ АЧХ не залежить від частоти і є відрізком горизонтальної прямої. ФЧХ для області СЧ також не залежить від частоти, а її значення визначається схемою включення транзистора:

(1.26)