|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sul calcolo del numero di stadi su un transistor ad effetto di campo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore Calcolare il numero di diversi stadi su un transistor ad effetto di campo sarà molto più semplice se si utilizza l'approssimazione lineare delle sue caratteristiche proposta dall'autore di questo articolo. Se si conoscono la tensione di interruzione e la corrente di drain iniziale di un particolare transistor, allora questo calcolo dei passaggi fornisce un buon accordo con la pratica. È noto che quasi tutte le fonti letterarie descrivono il calcolo degli stadi amplificatori con un transistor ad effetto di campo solo nella modalità CA a piccolo segnale. Non è facile nemmeno trovare consigli per la scelta della modalità iniziale del transistor. Nel frattempo, nella maggior parte dei casi pratici, è più necessario calcolare gli stadi utilizzando gli stadi in corrente continua. Il metodo proposto nell'articolo consente di calcolare gli stadi dei componenti più comunemente riscontrati nella pratica: amplificatori CC, stabilizzatori di corrente, ecc. In questo calcolo, gli stadi della corrente alternata in modalità piccolo segnale per bassa e media frequenza i segnali saranno solo un caso speciale del calcolo più generale degli stadi CC. Per chiarezza ci limiteremo a considerare i transistor a canale n con canale incorporato; per i canali P è sufficiente modificare solo la polarità della tensione. È consuetudine approssimare le caratteristiche transitorie lc=f(Uzi) del transistor mediante una funzione quadratica. Ciò è in gran parte vero per i transistor a canale singolo, ma sono fuori produzione da molto tempo. Attualmente, anche i transistor ad effetto di campo a bassa potenza sono un insieme di più celle-canale collegate in parallelo, mentre quelli ad alta potenza ne contengono fino a diverse centinaia, a volte migliaia. A causa di questo e di altri fattori, la risposta transitoria reale di tali transistor si trova tra le funzioni lineari e quadratiche. L'approssimazione di una caratteristica reale mediante una funzione quadratica può solo portare ad una complicazione nel calcolo dei passi, che non è giustificata da un corrispondente aumento della precisione. È più opportuno utilizzare un'approssimazione lineare per calcolare i passaggi. Ci sono due punti caratteristici sulla caratteristica di transizione del transistor: la corrente di drain iniziale Ico del transistor, determinata a Uzi = 0. e la cosiddetta tensione di interruzione Uotc (Fig. 1, a). E se con il primo tutto è chiaro, con il secondo la questione è più complicata.
Il fatto è che la risposta transitoria tende asintoticamente verso l'asse Uzi, motivo per cui è impossibile indicare specificamente la tensione alla quale la corrente di drain sarà uguale a 0 (cioè la vera tensione di interruzione). Pertanto, è stato adottato il valore condizionale U: la tensione alla quale la corrente di drenaggio è pari a 10 μA, ovvero un valore facilmente misurabile. Tuttavia, è proprio in prossimità di questo punto che la caratteristica presenta una curvatura particolarmente accentuata, che dà la componente maggiore dell'errore in approssimazione lineare. Sarebbe più corretto determinare il secondo punto all'inizio del tratto di curva, ad esempio, con il criterio di ridurre il valore differenziale della pendenza o con un certo valore della corrente di drenaggio. Sfortunatamente, la mancanza di statistiche affidabili sulle caratteristiche transitorie dei moderni transistor ad effetto di campo non consente di risolvere chiaramente questo problema. Dobbiamo quindi accettare un'approssimazione lineare basata su due punti standard: lco e Uotc. L'errore di accompagnamento nella maggior parte dei casi non supera il 15%, il che è abbastanza per la pratica. Nella fig. 1, e la linea retta spessa mostra un'approssimazione lineare delle effettive caratteristiche del transistor. Nella fig. La Figura 2 mostra un circuito inseguitore di sorgente come esempio. Quando Uin = 0 (se si chiude l'ingresso del ripetitore su un filo comune), il punto operativo A si trova all'intersezione della risposta transitoria e della retta di carico Ri (Fig. 1). Il punto operativo reale si trova all'intersezione tra la risposta transitoria effettiva e la retta del carico: questo è il punto B. La figura illustra la natura dell'errore dovuto all'approssimazione lineare.
La posizione iniziale del punto operativo A per la corrente Istart è determinata dall'espressione: Istart = Ico/(S·Ri+1). ed in termini di tensione può essere espresso come Uinit·Ri = lco·Ri Rn/(S · Ri+1). dove S=lco/Uotc è la pendenza media della caratteristica e Ri è la resistenza del resistore Ri (Fig. 2). Quando il cancello è collegato a un filo comune, il ripetitore diventa una rete a due terminali stabilizzatrice di corrente (stabilizzatore di corrente). Utilizzando la prima formula, puoi calcolare la corrente di stabilizzazione. La tensione minima alla quale il dispositivo entra in modalità di stabilizzazione della corrente è pari a. La caduta di tensione sul canale UCi del transistor è determinata da una famiglia di caratteristiche di uscita o sperimentalmente. Se Ri = 0, la corrente di stabilizzazione è massima e pari a Ico, la resistenza di uscita è minima e quasi uguale alla resistenza di uscita del transistor. Quando una tensione costante (ad esempio positiva) Uin viene applicata all'ingresso del source follower, il punto operativo si sposta nella posizione A e la sua nuova coordinata rispetto alla corrente I corrisponde all'espressione: It = Istart + ΔI = (Ico+Uin·S)/(S· Ri+1). Il valore della tensione di chiusura del transistor è determinato a It=0 - è uguale a Uotc. In termini di tensione, la nuova posizione del punto di lavoro può essere espressa dalla relazione: Ut=lt · Ri=Rè(lco+ Uin. · S)/(S · Ri+1). I limiti della tensione di ingresso nella regione dei valori positivi sono generalmente descritti dalla formula: Uin=[Imax(S·Ri+1)-lco]/S, dove Imax è la corrente massima del transistor. Valore massimo della corrente Imax. limitato da diversi fattori. COSÌ. per i transistor con un gate sotto forma di giunzione pn, non deve superare Ic0, altrimenti il gate entrerà in modalità polarizzazione diretta e la resistenza di ingresso del transistor diminuirà drasticamente. Tenendo conto di ciò, l'ultima formula si semplifica: Uin = lCo·Ri. Il limite dell'intervallo operativo sul lato della tensione negativa non dipende dalla modalità operativa iniziale del transistor e inizia sempre con Uotc. Da quanto sopra ne consegue che per espandere il campo operativo, è necessario scegliere un transistor con un valore Uotc elevato. Per un transistor a gate isolato, il valore è limitato solo dalla corrente massima consentita per il dispositivo o dalla dissipazione di potenza consentita. In ogni caso 1max. non può superare Upit/Ri. Quando si calcolano i passi per un passo specifico, trovare il valore di I determinato da ciascuno dei fattori discussi sopra, selezionare il più piccolo ed è questo che verrà sostituito nelle formule. Trasformando l'espressione per Ut, otteniamo Ut = Ico·Ri/(S ·Ri+1 )+Uin · S ·Ri/ (S·Ri+1). Questa formula mostra chiaramente che la caratteristica Uout = f(Uin,) per il ripetitore di flusso è lineare. La pendenza della conversione del source follower Kns è uguale a: Kns = ΔImax/ ΔUin = S/(S·Ri + 1). Di conseguenza, il coefficiente di trasferimento di tensione Knu = Knl·Ri = S·Ri/(S·Ri+1). Nella fig. La Figura 1b mostra la caratteristica Iс = f(Uin) del source follower. La caratteristica di trasferimento Uout = f(Uin) ha una forma simile. poiché Uout = Ic·Ki. Nella fig. La Figura 3 mostra uno schema di un tipico stadio amplificatore, in cui il transistor è assemblato secondo un circuito source comune e un resistore di polarizzazione automatico R.
La modalità iniziale del transistor è determinata dalla resistenza di questo resistore. Quando si imposta la modalità corrente del transistor (in assenza di un segnale di ingresso), la resistenza del resistore può essere determinata dalla formula: Rand \uXNUMXd (Iso "Inach) / Inach S. Tipicamente il punto di lavoro viene scelto al centro della caratteristica, cioè Iin = Ico/2 e Unin = Uotc/2, e questa formula è semplificata: Ri = I/S = Uotc/Ico. Se la posizione iniziale del punto operativo sulla caratteristica deve essere asimmetrica (ad esempio, nel caso di un segnale di ingresso asimmetrico), la resistenza del resistore Rand ad un dato valore di Ustart, l'offset iniziale è determinato dalla formula: Rand = Ustart/(lco-Ustart·S). La tensione al drain del transistor sarà pari a Uc=Upit - Istart ·Rc. Con un segnale simmetrico, la resistenza del resistore Rc, che garantisce la massima oscillazione della tensione di uscita in assenza di distorsione, si trova dalla formula: Rc = (Upit - Unstart)/2I. Se il punto operativo viene scelto al centro della caratteristica di trasferimento del transistor, allora Rc=(Upit - 0.5Uotc)lco. Il resistore Ri è un elemento a feedback negativo. riducendo il coefficiente di trasmissione dello stadio. Per eliminare l'azione dell'OS sulla tensione alternata, solitamente includono il condensatore di blocco Sbl mostrato in Fig. 3 linee tratteggiate. Con questo condensatore, l'ampiezza delle semionde negative del segnale di ingresso non deve superare un valore pari alla tensione di interruzione del transistor. È possibile eliminare l'effetto del sistema operativo sulla tensione alternata in un altro modo: includendo nel circuito sorgente un transistor invece di un resistore, un elemento la cui tensione dipende poco dalla corrente che lo attraversa, ad esempio un diodo collegato direttamente , uno stabistore, ecc. Tuttavia, tale soluzione circuitale è possibile solo nel caso in cui la tensione su questo elemento sia uguale a Uinit. Se la tensione sull'elemento è leggermente inferiore, in serie con esso viene collegato un resistore aggiuntivo di piccola resistenza. Il coefficiente di trasmissione Knu di uno stadio assemblato secondo un circuito a source comune è determinato dalla nota espressione: Knu=S·Rc. Se è presente una resistenza nel circuito source, Knu diminuisce: Knu=S·Rc/ (S ·Ri+1 )=lco ·Rc/(lco ·Ri+Uotc). Il segnale allo scarico del transistor VT1 (uscita 1) è in antifase con l'ingresso e il segnale alla sorgente (uscita 2) è in fase, il che consente di utilizzare questo stadio come separatore di fase. Tipicamente, sono necessari divisori di fase per garantire che i valori di ampiezza dei segnali su entrambe le uscite siano uguali: Uout1 = Uout2 o lc·Rc=l·Ri. Poiché lc = l e la condizione per l'uguaglianza delle ampiezze è simile a questa: Rc = Ri. In questo caso i valori del coefficiente di trasmissione per entrambe le uscite saranno uguali. Coefficiente di trasferimento, resistenza dei resistori Rc e Ri. così come altri parametri necessari possono essere calcolati utilizzando le formule presentate sopra. Consideriamo ad esempio le condizioni in cui uno stadio secondo lo schema di Fig. 3 si trasforma all'uscita 1 in un inverter lineare con Knu = 1. Uguagliando Knu all'unità nell'ultima formula, otteniamo Rc - Ri \u1d XNUMX / S \uXNUMXd Uotc / Ico. Tale stadio, per analogia con uno simile su un transistor bipolare, può essere chiamato drain follower. Autore: A. Mezhlumyan, Mosca
Macchina per diradare i fiori nei giardini
02.05.2024 Microscopio infrarosso avanzato
02.05.2024 Trappola d'aria per insetti
01.05.2024
▪ Il pericolo dello smog urbano ▪ Servizio IBM Watson Discovery Advisor ▪ La California vieta le cannucce di plastica ▪ I bambini urlano in diverse lingue ▪ Capitale raffreddato ad acqua
▪ sezione del sito Lavori elettrici. Selezione dell'articolo ▪ articolo Storia delle religioni mondiali. Note di lettura ▪ articolo Dove puoi vedere 176 fontane che funzionano senza pompe? Risposta dettagliata ▪ articolo Aumentare l'affidabilità della smerigliatrice. officina casalinga
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina