Каскад усиления на полевом транзисторе

Полевые транзисторы широко применяют в предварительных каскадах усиления, особенно, когда необ­ходимо высокое входное сопротивление.

Рассмотрим каскад усиления на полевом транзисторе с изо­лированным затвором и встроенным каналом n-типа (рис. 48, а). Рабочую точку каскада выбирают на семействе выходных харак­теристик (рис. 48, б) аналогично рабочей точке каскада на бипо­лярном транзисторе. Разрешенная область выходных характе­ристик также ограничивается линиями максимально допустимых постоянного тока стока I_{c max}, напряжения сток - исток U_{cи max} и постоянной рассеиваемой мощности Р_max.

В режиме покоя рабочую точку выбирают как при отрицательном напряжении на затворе U_{зи р.т}<0 (в этом случае транзистор работает в режиме обедне­ния), так и при положительном U_{зи р.т} >0 (в этом случае тран­зистор работает в режиме обогащения).

При работе усилительного каскада входной сигнал U_вх, посту­пая на затвор транзистора VT через разделительный конденса­тор С1, создает токи I_R1 и I_R2 в резисторах R1 и R2 делителя. При этом в цепи затвора тока нет, так как он отделен от кана­ла слоем диэлектрика. Переменное напряжение управляет сече­нием канала и, следовательно, его сопротивлением. В результате в токе стока появляется переменная составляющая I_с~, часть которой I_Rc~ проходит через стоковый резистор R_с, а остальная - через резистор нагрузки R_н и является током на­грузки I_н. При прохождении тока I_с~ через параллельно вклю­ченные резисторы R_с и R_н на них образуется выходной усиленный сигнал.

Рисунок 48 – Схема каскада усиления на полевом транзисторе (а),

графическое представление его работы (б)

 

Достоинством каскада усиления на полевом транзисторе по сравнению с каскадом на биполярном транзисторе является значительно более высокое входное сопротивление. Сопротивле­ние резистора R2 обычно составляет 0,5 - 2 МОм, что на поря­док больше максимально возможного сопротивления резистора R2 каскада на биполярном транзисторе. Кроме того, параметры полевых транзисторов, в отличие от биполярных, меньше зависят от температуры окружающей среды. Поэтому в каскаде на полевом транзисторе положение рабочей точки зна­чительно стабильнее, полевые транзисторы сохраняют работоспособность при температуре, близкой к абсолютному нулю, тогда как биполярные при такой температуре не работают.