Всего на сайте:
303 тыс. 117 статей

Главная | Электроника

Коэффициент усиления по напряжению усилительного каскада с общим истоком  Просмотрен 85

где S – крутизна, a Ri – внутреннее (выходное) сопротивление полевого транзистора.

Входное сопротивление полевых транзисторов, т.е. сопротивление между затвором и истоком, имеет значение порядка 108 Ом, поэтому входное сопротивление рассматриваемого усилительного каскада oпределяется сопротивлением резистора R3, который подключен параллельно входным зажимам полевого транзистора:

RвхR3 = 105… 106 Ом.

Выходное сопротивление современных полевых транзисторов, т.e сопротивление между стоком и истоком, 104……106Ом, поэтому выходное сопротивление усилительного каскада на полевом транзисторе определяется сопротивлением резистора RС : Rвых RС = 103 - 104 Ом, т.е. Rвых<< RBX , что является важным преимуществом усилительных каскадов на полевых транзисторах.

Помимо усилительных каскадов с общим истоком, в устройствах промышленной электроники применяют усилительные каскады с общим стоком (рис. 2.12,б). В этом каскаде нагрузочный резистор Rи включен в цепь истока, а сток по переменным составляющим тока и напряжения соединен с общей точкой усилителя. Выходное напряжение, равное переменной составляющей падения напряжения на резисторе Rи , снимается через конденсатор связи Сс. Усилительный каскад на полевом транзисторе с общим стоком аналогичен по своим свойствам эмиттерному повторителю. Он обладает большими входным сопротивлением и коэффициентом усиления по току, малым выходным сопротивлением. Его часто называют истоковым повторителем.

 

2.1.6. Усилитель постоянного тока

 

Для получения больших коэффициентов усиления применяют многокаскадные усилители. Связь каскадов между собой осуществляют с помощью конденсаторов, резисторов. Поэтому зависимость коэффициента усиления от частоты имеет вид, показанный на рис. 2.13. При низких частотах коэффициент усиления стремится к нулю, так как сопротивление конденсатора очень возрастает.

Во многих случаях, особенно при контроле и измерении неэлектрических величин, требуется усиления постоянных токов или сигналов низких частот.

Для этого применяют усилители постоянного тока (УПТ), у которых связь между каскадами выполняется с помощью резисторов.
Поэтому коэффициент усиления УПТ остается практически неизменным в большой полосе частот, начиная от нуля до граничной частоты (рис. 2.13).

Большим недостатком УПТ является так называемый дрейф нуля,заключающийся в том, что с течением времени на выходе усилителя появляется напряжение при отсутствии напряжения на входе.

Для борьбы с дрейфом нуля применяют:

- стабилизацию напряжения питания,

- стабилизацию температурного режима,

- дифференциальные (балансные) схемы.

Рассмотрим мостовую схему (рис. 2.14,а). В ней потенциалы точек 1 и 2 при холостом ходе (в отсутствие нагрузки RH) будут равны

.

Предположим, что j1 = j2, тогда

.

После преобразований получим

R1 / R2 = R3 / R4.

Баланс моста (j1 = j2) будет сохраняться при синхронном (одновременном) и одинаковом изменении пары R1, R3 или/и R2, R4.

Заменим резисторы R2 и R4 одинаковыми транзисторами, (рис. 2.14,б). На нем оба плеча идентичные, т.е. Rк1 = Rк2, h21=h21 и т.д.

Рис.2.14. Мостовая схема(а) и дифференциальный усилитель(б)

 

Ток через резистор Rэ будет равен i = i1 + i2. Если uвх1 = uвх2, то коллекторные токи i1 = i2 и, следовательно, uвых = 0.

Можно утверждать, что при синфазные сигналы (одинаковых по фазе и амплитуде) входных сигналах потенциалы коллекторов транзисторов VT1 и VT2 изменяются также синфазно, поэтому uвых = 0.

Если на входы представленного усилителя подать дифференциальные (разные) сигналы, то на выходе появится их усиленная разность. Таким образом, усилитель (рис. 2.14,б) представляет собой усилитель разностного сигнала – дифференциальный усилитель (ДУ). Этот усилитель может быть использован и как усилитель постоянного тока.

При изменении температуры в симметричных плечах ДУ токи будут меняться одинаково и Duвых = 0. Следовательно, ДУ обладает много большей температурной стабильностью, чем в несбалансированной схеме, а теоретически температурная стабильность может быть абсолютной.

Вообще, ДУ оказывается малочувствительным к любым синфазным воздействиям. Например, помеха по цепям питания вызывает одинаковое изменение токов в плечах ДУ, и выходное напряжение не изменяется.

Для улучшения качественных показателей ДУ вместо резистора Rэ применяют источник тока J = i1 + i2 = const.

ДУ может быть выполнен и на полевых транзисторах. Он является важной частью так называемых операционных усилителей – его входным узлом.

 

Предыдущая статья:Усилительные каскады на полевых транзисторах Следующая статья:Операционным усилителем (ОУ) называют высококачественный УПТ, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми величинами при работе в схемах с ООС.
page speed (0.1926 sec, direct)