Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

Рис. 2.50

Этот генератор работает следующим образом. При включении питания в коллекторной цепи начинает протекать ток, под влиянием которого в контуре LC возникают свободные колебания. Без транзистора они затухли бы вследствие потерь энергии в контуре. Но благодаря катушке обратной связи L1, которая индуктивно связана с катушкой контура L, колебания от контура передаются на вход транзистора (через конденсатор Ср). Если в результате усиления в контуре возникают колебания, совпадающие по фазе с первоначально возникшими свободными колебаниями и имеющие достаточную мощность для компенсации потерь энергии в контуре, то затухание прекратится. В контуре будут генерироваться незатухающие колебания. Для того чтобы усиленные колебания имели нужную фазу и поддерживали колебания в контуре LC, а не заглушили их, необходимо правильное включение катушки L1. Переменные напряжения на коллекторе и на базе должны быть в противофазе.

Мы рассмотрели примеры каскадов с включением транзистора по схеме с общим эмиттером. Конечно, возможны, также и другие схемы включения.

2.2.7. Схемотехника усилительных каскадов на полевых транзисторах

Подобно биполярным транзисторам полевой транзистор можно включить по одной из трех основных схем. На рис. 2.51 по-

163

казана наиболее часто применяемая схема включения с общим истоком (ОИ), аналогичная схеме с общим эмиттером. Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности и переворачивает фазу напряжения при усилении. Поскольку обычно Rн«Ri, где Ri – сопротивление канала, то коэффициент усиления каскада по напряжению можно подсчитать по формуле:

K SRн,

где S – крутизна, характеризующая управляющее действие затвора. В практических усилительных каскадах обычно применяет-

ся питание от одного источника Е2.

Для получения постоянного обратного напряжения на управляющем n - p - переходе в провод истока включается резистор Rи, зашунтированный конденсатором Си. Постоянный ток стока Ic0 создает на резисторе Rн, напряжение Uз-и0=Iс0Rн, которое через источник колебаний ИК подается на n - p - переход. Сопротивление

Rн рассчитывается по формуле Rн=Uз-и0 Iс0. Величины Uз-и0 и Ic0 могут быть определены для выбранного режима работы из выходных

характеристик. Через конденсатор Си проходит переменная составляющая тока стока. Емкость Си должна быть такой, чтобы емкостное сопротивление для низшей частоты fн было во много раз меньше Rн. Тогда на емкости Си будет небольшое переменное напряжение. Если конденсатора Си нет или его емкость недостаточна, то на Rи получается значительное переменное напряжение. Оно будет подаваться на вход транзистора в противофазе с входным напряжением Uвх (отрицательная обратная связь). Результирующее переменное напряжение на входе транзистора станет меньше, и коэффициент усиления снизится.

164

Иногда источник колебаний ИК помимо переменного дает постоянное напряжение, которое не должно попадать на вход транзистора. В этом случае переменное входное напряжение подают через распределительный конденсатор Ср (рис. 2.53), а напряжение смещения Uз-и0 - через резистор Rз, который должен иметь большое сопротивление, чтобы не снижалось входное сопротивление каскада.

На рис. 2.54 показано включение полевого транзистора с каналом n - типа по схеме с общим затвором (ОЗ) и с общим стоком (ОС). Схема с общим затвором аналогична схеме с общей базой. Она не дает усиления тока, и поэтому усиление мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Входное сопротивление данной схемы мало, так как входным током является ток стока. Фаза напряжения при усилении не переворачивается. Каскад по схеме ОС подобен эмиттерному повторителю и может быть назван истоковым повторителем. Коэффициент усиления каскада по напряжению близок к единице. Выходное напряжение по значению и фазе повторяет входное. Для такого каскада характерно сравнительно небольшое выходное сопротивление и повышенное входное. Кроме того, значительно уменьшается входная емкость, что способствует увеличению входного сопротивления на высоких частотах.

Усилительные каскады с полевым транзистором, включенным по схеме ОЗ и ОС, могут питаться от одного источника. На рис. 2.55 показаны схемы питания для включения транзистора с общим затвором. В схеме на рис. 2.55а постоянный ток тока создает на резисторе R падение напряжения Uз-и0=Iс0R, которое подается на затвор. Если нужно, чтобы при отсутствии сигнала транзистор был заперт, то применяют схему, приведенную на рис. 2.55б с делителем напряжения R1R2. В ней запирающее напряжение создается на резисторе R1 от протекания по нему тока делителя Iд. Это напряжение равно Uз-и0=IдR1. При отпирании транзистора к току делителя добавляется еще ток стока и напряжение на затворе возрастает. В обеих схемах конденсатор С служит для сглаживания пульсаций.

167