Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Особенности задания рабочей точки и термостабилизации ПТ





В усилительных устройствах достаточно часто применяются полевые транзисторы. Полевыми транзисторами (ПТ) называются полупроводниковые усилительные приборы, принцип работы которых основан на использовании


 

 


подвижных носителей зарядов одного типа – либо электроны, либо дырки (рис.

 

5.10).

 

 

Рис.5.10. Обозначение и технологическая схема транзистора

 

Особенности ПТ (относительно биполярного транзистора (БТ)):

 

1) ПТ – активный элемент (АЭ), управляемый напряжением (р.т. задаётся напряжениями на выводах), в отличие от БТ, который является АЭ, управляемым током (р.т. задаётся токами). ПТ были разработаны на замену лампам – используются носители одного типа, а регулировка осуществляется потенциалом затвора, который определяет пропускную способность канала исток-сток.

 

2) К особенностям ПТ следует отнести большое входное сопротивление R Вх по сравнению с БТ. Это обусловлено особенностями технологии создания таких транзисторов.

 

3) ПТ может работать без специальных цепей, задающих р.т. Например, рабочий режим ПТ определяется напряжением покоя сток-исток U С и током покоя стока I С.

 

4) Эквивалентная схема ПТ предполагает использование модели с распределенными параметрами. Это обусловлено тем, что область затвора и канала у ПТ представляют собой распределенную RC-цепь. Однако, такая модель очень сложна при использовании её в инженерных расчетах. Поэтому обычно в инженерных расчетах применяют эквивалентную схему ПТ на сосредоточенных элементах, которая с удовлетворительной для эскизного проектирования точностью аппроксимирует усилительные свойства ПТ независимо от его типа.

 

Рассмотрим схему с общим истоком (ОИ) (рис.5.11).


 

 


                                                    E П  
                                                   
                                R С  
                                 
C р                                           C р  
                                     
                                         
                                                                         
                            VT                    
                                     
                                                              R Н       C Н  
                                                                   
                                                                         
              R З                                                        
                              C И                        
                                                             
                            R И                        
                                                       
                                                                             

Рис.5.11. Схема ОИ

 

Чем больше сопротивление затвора R З, тем больше входное сопротивление всего каскада R Вх, поскольку входное сопротивление каскада определяется как параллельное соединение сопротивлений затвора и входного сопротивления ПТ:

 

R Вх R З||   . (5.6)  
Y  
         

 

Следует отметить, что в любых схемах обязательно нужно предусматривать пути протекания постоянного входного тока. Если убрать сопротивление затвора, то схема работать не будет, поскольку не будет тока для задания рабочей точки.

 

Для задания рабочей точки необходимо задаться значениями:

 

ток истока (J И0), ток затвора (J З0), ток стока (J С0).

 

При этом должно быть обеспечено требуемое значение напряжений затвор-исток и сток-исток:

U И J И0 R И,            
    J     R,              
U З З0           (5.7)  
        З            
      U     U   J   R J   R.  
U   И З И 0 З0  
  ЗИ         И З  

Матрица параметров ПТ имеет вид:

Y 11 Y 12       (5.8)
Y 21 Y 22   S yi  

 

 


Из уравнений (5.7) и матрицы (5.8) следует, что входной ток ПТ очень мал,

 

поскольку входное сопротивление очень большое: J З0 R З J И0 R И. Поэтому справедливо приближенное равенство U ЗИ J И0 R И. Такая схема называется схемой с автосмещением: ток истока, протекая через сопротивление истока создает на нем падение напряжения, которое прикладывается к сопротивлению затвора (задаёт рабочую точку). Кроме того, по аналогии со схемой ОЭ сопротивление истока создаёт ООС.

 

У БТ с увеличением температуры для любой рабочей точки (точки покоя)

 

все токи также увеличиваются. У ПТ ток затвора крайне мал, и связан с температурой по сложному закону. Например, при увеличении температуры на каждые 10о С ток затвора увеличивается почти в 2, 5 раза. Температурная нестабильность тока стока ПТ при росте температуры I С f t о С обусловлена

 

следующими факторами:

 

­ увеличением тока стока за счет теплового смещения проходных характеристик (как и в БТ) при малых значениях тока покоя стока I C0;

 

­ уменьшением тока стока за счет уменьшения удельного сопротивления канала исток-сток в широком диапазоне изменения тока покоя стока I C0.

 

Таким образом, у ПТ существует термостабильная р.т. У ПТ на сквозной характеристике существует область, где при увеличении температуры ток увеличивается, и область где при увеличении температуры ток уменьшается

 

(рис.5.12). Следовательно, существует область компенсации. При выборе рабочей точки необходимо максимально приближаться к термостабильной рабочей точке.


 


2) R И р.т. R Ит/с

 

 

Рис.5.12. Сквозные характеристики ПТ при изменении температуры

 

Ток стока зависит от температуры:

 

    dJ С dJ З R З dE З S   (5.9)    
      .      
        1 S R И        
Потребуем выполнения условия:        
    dJ С dJ СДоп.   (5.10)    
Допустимая нестабильность тока стока определяется по нагрузочным  
прямым на выходных характеристиках, либо задаётся  
dJ С Доп10 15 % J С0.Исходя из записанного требования к максимально  

 

допустимому изменению тока стока определим термостабильное сопротивление истока (7.13):

R Ит/c   J З R З E З     . (5.11)  
  J СДоп S  
             

Выражение (5.11) определяет величину сопротивления в цепи истока R И,

 

необходимую для термостабилизации р.т. в заданном температурном диапазоне с учётом допустимого изменения тока стока dJ СДоп. В результате получается

 

две величины сопротивления истока: R Ир.т.и R Ит/с.Следовательно, возможны
два варианта:  
1) R И р.т. R Ит/с – это наилучший случай, когда при установке в схему

сопротивления R Ир.т. обеспечивается термостабилизация лучше заданной.

 

– в этом случае придётся модифицировать схему для

 

обеспечения заданной термостабилизации (рис.5.13).

 

 


                                      E П    
                                         
                        R С    
                           
  C р                   C р    
                 
                     
                                 
              VT    
                           
                           
  R З                 R И р.т.          
                   
                     
                       
                  C И    
                                   
                                 
                        R’ И т/с    
                           
                                   
                                           
Рис.5.13. Схема ОИ с модифицированной цепью истока  
Сопротивление R Ир.т. обеспечивает необходимое для задания рабочей  
точки падение напряжения на сопротивлении затвора. Сопротивление R И'т/с  

обеспечивает увеличение сопротивления истоковой цепи до необходимого для

 

обеспечения заданной термостабилизации – R И т/ с R И р.т. R И'т/с.

 

Дополнительным достоинством данной схемы (рис.5.13) является увеличенное входное сопротивление.

 







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 766. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия