Схемы включения полевых транзисторов

Опубликовано 19.02.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Подобно биполярным транзисторам полевой транзистор можно включить по одной из трех основных схем. На этой схеме показана наиболее часто применяемая схема включения с общим истоком. Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности и переворачивает фазу напряжения при усилении.
На этой схеме представлена эквивалентная схема - (схема замещения) полевого транзистора для включения его с общим истоком.
Поскольку R вх очень велико, то его можно не учитывать. Для низких частот во многих случаях можно исключить из схемы емкости. Генератор тока (SU) отражает усиление, даваемое транзистором, а сопротивление Ri представляет собой сопротивление канала переменному току, т. е. выходное сопротивление. К входным зажимам подключается источник колебаний, а к выходным - нагрузка. В практических усилительных каскадах обычно используется питание от одного источника E2, как это показано на этом рисунке, для транзистора с n-каналом. Для получения постоянного обратного напряжения на управляющем n - р-переходе в провод истока включается резистор зашунтированный конденсатором Си. Постоянный ток стока создает на резисторе напряжение, которое через источник колебаний ИК подается на n-р-переход. Через конденсатор Си проходит переменная составляющая тока стока. Емкость Си должна быть такой, чтобы емкостное сопротивление для низшей частоты 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 - (отрицательная обратная связь). Результирующее переменное напряжение на входе транзистора станет меньше, и коэффициент усиления снизится.
На этом рисунке показано включение полевого транзистора с каналом n-типа по схеме с общим затвором (верхняя) и с общим стоком (нижняя). 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.
На схеме с общим истоком и питанием от одного источника на затвор подается постоянное отрицательное напряжение с резистора нагрузки. Если это напряжение слишком большое, то его уменьшают, подавая дополнительно на затвор некоторое положительное напряжение, например, с делителя напряжения. Помимо высокого входного сопротивления полевые транзисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с биполярными. Так как в полевом транзисторе ток стока вызван перемещением основных носителей, концентрация которых определяется преимущественно количеством примеси и поэтому мало зависит от температуры, то полевые транзисторы более температуростабильны, т. е. меньше изменяют свои характеристики и параметры при изменении температуры. Они могут хорошо работать в более широком интервале температур. При повышении температуры наблюдается только значительное увеличение тока затвора (тока неосновных носителей), но все же он остается достаточно малым, и, поэтому входное сопротивление сохраняет высокие значения. Полевой транзистор создает меньшие шумы и обладает более высокой стойкостью к воздействию ионизирующего излучения. По радиационной стойкости эти транзисторы приближаются к электронным лампам. Недостаток многих полевых транзисторов - сравнительно невысокая крутизна.