Главная  Электронные вольтметры 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

устойчивости, учитывающий наибольшие возможные отклонения коэффициентов усиления Рг и Рг- Иначе с ростом температуры, например, входная проводимость станет отрицательной и усилитель превратится в автогенератор. Вполне достаточно, чтобы обратная связь компенсировала проводимостьУс- Тогда

-RBx=-Y=Pip2/?i- (107)

При налаживании ус-илителя вначале на низкой частоте устанавливают нужное Rbx при помощи резистора Rn, а затем на средних частотах устанавливают такое же значение Rbx регулировкой Сц, т. е. раздельно уравновешивают активную и емкостную составляющие проводимости Ус- Само сопротивление б. через которое задается начальный ток базы первого транзистора, относительно невелико. В сочетании с отрицательной обратной связью, охватывающей весь усилитель, это обеспечивает хорошую его стабильность.

На рис. 46, в и г показаны экспериментально снятые характеристики усилителя, которые он имел при указанных на схем.е параметрах. Его входное еопротивление было равно 35 Мом в полосе частот 1 гч - 10 кгц.

У рассмотренных нами схем имеются многочисленные разновидности, в которых используются те же способы повышения входного сопротивления.

Усилители с полевыми транзисторами

Широко известные биполярные р-п-р и п-р-п транзисторы имеют небольшие входные сопротивления и управляются, по сути дела, током. Транзисторные усилители напряжения с высоким входным сопротивлением могут быть получены лишь в результате специальных мер и схемных решений, которые рассмотрены в предыдущем параграфе. Входное сопротивление 1 ООО - 2 ООО Мом представляет для них, по-видимому, предел. К тому же в этом случае стабильность и полоса пропускания являются предметом особой заботы.

Относительно недавно получил известность новый класс полупроводниковых приборов - полевые (униполярные, канальные) транзисторы, которые по многим свойствам сродни лампам; в частности, они управляются напряжением. Входное сопротивление постоянному току обычного полевого транзистора составляет Ю-10 ом, а полевого транзистора с изолированным затвором - до 10 ом.

На рис. 47,0 схематичееки изображено устройство простейшего полевого транзистора, получившего название унитрон. Он представляет собой брусок кремния я-типа, на который с обеих сторон методом диффузии нанесены области р-типа. Обе р-области, соединенные между собой, составляют единый электрод, называемый затвором. Еще двумя электродами являются омические контакты на концах бруска. Тот из них, от которого движутся носители заряда под воздействием приложенного к бруску напряжения, называется источником, а тот, к которому они движутся, - стоком. При бруске я-типа истоком будет коней, соединенный с отрицательным полюсом батареи питания, а стоком - с положительным.

Когда на затвор подается отрицательное напряжение, то в частях бруска, непосредственно примыкающих к затвору, возникают



сильные электрические поля, которые выталкивают из них электроны и образуют объединенные электронами области (это р-п переходы, смещенные в обратном направлении).

Сечение бруска между этими областями (переходами) называют каналом. Изменение напряжения на затворе приводит к изменению ширины канала, т. е. к изменению проводимости бруска, а тем самым к изменению тока через него.



Рис. 47. Полевые транзисторы

й - схематическое устройство унитрона; б - его зквивалентная схема; в - каскад на унйтроне, аналогичный катодному повторителю («-истоковыЛ» повторитель); г схема компенсации емкости затвор-сток с помощью эмиттерного повторителя.

Название «полевой транзистор» указывает на го, что ток в этом приборе управляется электрическим полем затвора. Встречаются также названия «канальный» транзистор, униполярный транзистор. Последнее название основано на том обстоятельстве, что в данном приборе ток образуется носителями только одного знака (в рассмотренном унйтроне - электронами), в то время как в обычных транзисторах важную роль играют оба типа носителей - как электроны, так и дырки.



Другие полевые транзисторы (текцетрон, алкатрон и т. д.) отличаются от унитрона лишь более сложной конструкцией или технологией изготовления. Принцип работы у всех приборов полевой группы один и тот же.

Выходные характеристики полевого транзистора, представляющие собой зависимость тока стока от напряжения стока при различных смещениях затвора, аналогичны анодным характеристикам пентода.

Если при некотором фиксированном смещении затвора увеличивать от нуля напряжение стока, то вначале наблюдается пропорциональный ему рост тока. Вызываемое током падение напряжения Вдоль канала приводит к росту ширины р-п переходов (к увеличению смещения затвора в обратном направлении). Наконец, при некотором напряжении, именуемом напряжением отсечки или насыщения, переходы перекрывают канал. Его сопротивление возрастает настолько, что в дальнейшем ток остается неизменным и не зависит от напряжения стока вплоть до его пробоя. Этот ток называют током насыщения.

Чем больше по абсолютной величине было задано отрицательное смещение на затвор, тем раньше наступит насыщение и тем меньше ток насыщения.

Как и в лампах, усилительные свойства канального транзистора характеризуются крутизной (прямой передаточной проводимостью), которая Определяется как отношение приращения тока стока к вызвавшему его приращению напряжения на затворе при постоянном напряжении стока:

S = (-l . (108)

Крутизна современных полевых транзисторов достигает 8-10 жа/е.

Входное сопротивление полевого транзистора равно сопротивлению смещенного в обратном направлении диода. Существуют модификации полевых транзисторов, в которых между затвором и остальной частью прибора имеется тонкий слой окисла, например SiOs, который и повышает входное сопротивление такого прибора примерно до 10" ом.

Выходное сопротивление полевых транзисторов также довольно велико - до нескольких сотен килоом.

Благодаря отсутствию рекомбинационных шумов полевые транзисторы шумят меньше обычных. Осуществить температурную стабилизацию в них также проще, так как температурные изменения база - эмиттер отсутствуют. Температурный коэффициент крутизны и тока насыщения полевых транзисторов отрицательны, поэтому при совместном их использовании с обычными температурные эффекты в значительной мере компенсируются.

Упрощенная эквивалентная схема полевого транзистора изображена на рис 47, б. Она включает в себя генератор тока SU3 с параллельно включенным внутренним сопротивлениям /?д, представляющим собой дифференциальное сопротивление канала. Резистор Rs.c и конденсатор Сз.с отображают сопротивление и cMKOctb перехода затвора в цепи стока, R3.K и Сз.„ - то же в цепи истока. На этой схеме не показаны сопротивления стока и истока, поскольку на них схемным путем трудно воздействовать.

При конструировании каскада с высоким входным сопротивлением входная емкость должна быть сведена до минимальной. Для



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

0.0007