Построение усилительных каскадов на полевых транзисторах.

В полевых транзисторах перенос тока осуществляется основными носителями, а управле­ние током происходит за счет воздействия поперечного электричес­кого поля, создаваемого усиливаемым напряжением, приложенным к управляющему электроду - затвору. Полевые транзисторы обладают рядом преиму­ществ: низкой входной проводимостью, широким диапазоном рабочих температур и простотой изготовления. Принцип действия полевых транзисторов заключается в изменении сопротивления канала, через который перемещаются носители заряда от истока к стоку. По спосо­бу образования канала и изменения его ширины эти транзисторы мож­но разделить на три группы. К первой относятся транзисторы с уп­равляющим р-n-переходом, у которых ширина канала модулируется за счет изменения запирающего напряжения на р-n-переходе канал-зат­вор. Остальные две группы составляют транзисторы с изолированным затвором, отделенным от канала тонким слоем диэлектрика. Они имеют структуру металл - диэлектрик - полупроводник и называются МДП-транзисторами. Ко второй группе относятся МДП-транзисторы со встроенным каналом, а к третьей - индуцированным каналом.

Полярность смешения на затворе для транзисторов первой группы должна быть отрицательной, для третьей группы - положительной. Транзис­торы второй группы могут работать при любом смещении на затворе. Подложку часто замыкают на исток. При использовании транзисторов с каналом n-типа соответственно меняются полярности питающих нап­ряжений.

Рис.3.2. Характеристики полевого транзистора с управляющим р-n-переходом каналом n-типа:

а- выходная; б-проходная.

Ток затвора у всех типов полевых транзисторов очень мал. Значение этого тока в транзисторах с управляющим р-n-переходом не превышает долей микроампера, а в МДП-транзисторах - долей пикоампера.

Усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, характеризуются крутизной тока стока S проходной характеристики (рис.3.2,б). Выход­ная характеристика полевого транзистора при малых значениях нап­ряжения стока U_с имеет омический участок. На этом участке харак­теристики полевые транзисторы могут быть использованы как управ­ляемые резисторы (рис.3.2,а). При дальнейшем увеличении U_с насту­пает насыщение тока, сопротивление канала становится очень большим. Ток стока будет зависеть только от U₃.

Вывод от подложки в МДП-транзисторах может быть использован как дополнительный управляющий электрод, так как напряжение на подложке влияет на ток стока. Принципиальная схема усилителя на полевом транзисторе с каналом n-типа приведена на рис.3.3.

Рис.3.3. Принципиальная схема усилителя на полевом транзисторе

В усилителях на полевых транзисторах используется способ автоматического смещения (элементы R_и, С_и). Остальные элементы схемы имеют те же назначения, что и в усилителях на электронной лампе.