|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
无线电电子与电气工程百科全书 关于计算场效应晶体管的级数。 无线电电子电气工程百科全书
如果使用本文作者提出的场效应晶体管特性的线性近似，计算场效应晶体管上不同步骤的步骤会容易得多。 如果特定晶体管实例的截止电压和初始漏极电流已知，则这样的步骤计算与实践具有良好的一致性。 众所周知，几乎所有文献都只描述了小交流信号模式下的场效应管放大级的级数计算。 甚至找到选择晶体管初始模式的建议也不容易。 同时，对于大多数实际情况，更需要计算直流的步长。 本文提出的方法使得计算实际中最常见的组件——直流放大器、电流稳定器等的级数成为可能。在该计算中，低和中低信号模式下的交流电的级数频率信号只是更一般的直流阶跃计算的特例。 为了明确起见，我们只考虑具有集成沟道的 n 沟道晶体管； 对于 p 通道，您只需更改电压极性。 通常用二次函数来近似晶体管的瞬态特性lc=f(Uzi)。 对于单通道晶体管来说，这在很大程度上是正确的，但它们已经停产很长时间了。 目前，即使是低功率场效应晶体管也是由多个并联连接的通道单元组成的，而高功率场效应晶体管则包含多达数百个，有时甚至数千个。 由于这个因素和其他一些因素，此类晶体管的实际瞬态响应介于线性函数和二次函数之间。 通过二次函数来近似真实特性只会导致步骤计算的复杂化，而这并不能通过相应的精度提高来证明。 使用线性近似来计算步数更为方便。 晶体管的瞬态响应有两个特征点——晶体管的初始漏极电流Ico，在Uzi = 0时确定。 和所谓的截止电压Uotc（图1a）。 如果第一个问题一切都清楚了，那么第二个问题就更困难了。
事实上，瞬态响应渐近趋于 Uzi 轴，这就是为什么无法具体指示漏极电流等于 0（即真正的截止电压）时的电压。 因此，采用条件值U——漏极电流等于10μA时的电压，即易于测量的值。 然而，正是在这一点附近，特性出现了特别急剧的弯曲，这给出了线性近似中误差的最大分量。 例如，根据减小陡度微分值的标准或者根据漏极电流的某个值来确定第二点在弯曲部分的起始处会更正确。 不幸的是，由于缺乏关于现代场效应晶体管瞬态特性的可靠统计数据，我们无法清楚地解决这个问题。 因此，必须接受关于两个标准点 lco 和 Uotc 的线性近似。 大多数情况下伴随误差不超过15%，对于练习来说已经足够了。 在图中。 如图1所示，粗直线表示晶体管真实特性的线性近似。 在图中。 图 2 以源极跟随器电路为例。 当 Vin = 0 时（如果将中继器的输入闭合到公共导线），工作点 A 位于瞬态特性与负载线 R 和 的交点处（图 1）。 实际工作点位于实际瞬态响应与负载线的交点处 - 即 B 点。该图说明了线性近似导致的误差的性质。
电流Istart 的工作点A 的初始位置由以下表达式确定：Istart = Ico/(S·Ri+1)。 就电压而言，可以表示为 Unach Ri = lco Ri Rn/(S Ri+1)。 其中 S=lco/Uotc 是特性的平均斜率，Ri 是电阻器 Ri 的阻值（图 2）。 当栅极连接到公共导线时，中继器就成为稳流两端网络（稳流器）。 使用第一个公式，您可以计算稳定电流。 器件进入电流稳定模式的最小电压等于。 晶体管通道 UCi 上的电压降由一系列输出特性或通过实验确定。 如果Ri=0，稳定电流最大，等于Ico，输出电阻最小，几乎等于晶体管的输出电阻。 当向源极跟随器的输入端提供恒定（例如正）电压Uin时，工作点移动到位置A，并且其新的电流坐标I对应于表达式：Ri+1）。 晶体管闭合电压的值在 It=0 时确定 - 它等于 Uotc。 就电压而言，新的工作点位置可以用关系式表示：Ut=ltRi=Ri(lco+Uin.S)/(SRi+1)。 输入电压在正值区域的限制一般用公式描述：Uin=[Imax(S·Ri+1)-lco]/S，其中Imax是晶体管的最大电流。 最大电流Imax。 受多种因素限制。 所以。 对于栅极为pn结形式的晶体管，它不应超过Ic0，否则栅极将进入正向偏置模式，晶体管的输入电阻将急剧下降。 考虑到这一点，最后一个公式被简化：Uin = lCo·Ri。 负电压侧工作区间的边界不取决于晶体管的初始工作模式，并且总是从Uotc开始。 由上可知，为了延长工作间隔，应选择Uotc值较大的晶体管。 对于绝缘栅晶体管，该值仅受器件允许的电流限制或允许的功耗的限制。 无论如何 1max。 不能超过 Upit/Ri。 当计算特定步骤的步骤时，I 的值由上面讨论的每个因素确定，选择最小的，并将其代入公式中。 对Ut的表达式进行变换，可得Ut=Ico·Ri/(S·Ri+1)+Uin·S·Ri/(S·Ri+1)。 该公式清楚地表明流转发器的特征 Uout = f(Uin,) 是线性的。 源极跟随器转换Kns的斜率等于：Kns=ΔImax/ΔUin=S/(S·Ri+1)。 因此，电压传递系数Knu＝Knl·Ri＝S·Ri/(S·Ri+1)。 在图中。 图 1b 显示了源极跟随器的特性 Iс = f(Uin)。 传输特性 Uout = f(Uin) 具有类似的形式。 因为Uout = Ic·Ki。 在图中。 图3示出了典型的放大级图，其中晶体管按照具有电阻R和自动偏置的共源电路组装。
晶体管的初始模式由该电阻器的阻值决定。 当设置晶体管的电流模式时（在没有输入信号的情况下），电阻的阻值可以通过以下公式确定： 兰德 \uXNUMXd (Iso "Inach) / Inach S. 通常，工作点选择在特性曲线的中间，即Istart=Ico/2和Ustart=Uotc/2，这个公式被简化为：Rand=I/S=Uotc/Ico。 如果特性上工作点的初始位置应是不对称的（例如，在输入信号不对称的情况下），则电阻器 R 的阻值和 Uinit 的给定值下，初始偏移由以下公式确定：Ri = Uinit / (lco-Uinit S)。 晶体管漏极的电压将等于Uc=Upit - Istart·Rc。 对于对称信号，电阻器 Rc 的阻值可在不失真的情况下提供输出电压的最大范围，可通过以下公式求得：Rc × (Upit - Unach) / 2I。 如果工作点选择在晶体管传输特性的中间，则 Rc = (Upit - 0.5Uotc)lco。 电阻器 R 和 是负 OS 的一个元件。 还原阶段。 为了消除OS对交流电压的作用，它们通常包括如图3所示的隔直电容器Sbl。 XNUMX 条虚线。 使用该电容器时，输入信号的负半波的幅度不应超过等于晶体管截止电压的值。 还可以通过另一种方式消除操作系统对交流电压的作用 - 通过在晶体管的源电路中包含一个元件，而不是电阻器，该元件的电压几乎不依赖于流过它的电流，例如，直流电阻然而，这种电路设计解决方案只有在该元件上的电压等于 Uinit 的情况下才有可能。 如果元件上的电压稍低，则与其串联一个额外的小电阻电阻。 根据共源电路组装的级的传输系数Knu由众所周知的表达式确定：Knu=S·Rc。 如果源电路中有电阻，则Knu减小：Knu=S·Rc/(S·Ri+1)=lco·Rc/(lco·Ri+Uotc)。 晶体管 VT1 漏极（输出 1）的信号与输入反相，源极（输出 2）的信号同相，这使得该级可以用作分相器。 通常，分相器需要在两个输出处具有相等的信号幅度：Uout1 = Uout2 或lc·Rc=l·Ri。 由于 lc=l 并且振幅相等的条件如下所示：Rc = Rand。 在这种情况下，两个输出的传输系数值也将相等。 传输系数，电阻器 Rc 和 Rand 的阻值。 以及其他必要的参数可以使用上面给出的公式计算。 例如，让我们考虑一下如图所示的阶段的条件。 3 将输出 1 打开为 Knu = 1 的线性逆变器。将最后一个公式中的 Knu 等于 XNUMX，我们得到 Rc - Ri \u1d XNUMX / S \uXNUMXd Uotc / Ico。 与双极晶体管上的类似级类比，这样的级可以称为漏极跟随器。 作者：A. Mezhlumyan，莫斯科
控制和操纵光信号的新方法
05.05.2024 Primium Seneca 键盘
05.05.2024 世界最高天文台落成
04.05.2024
▪ 太阳聚焦 ▪ 最大的鱼 ▪ 声学悬浮器
▪ 文章 Z8 微控制器上的电源调节器。 无线电电子电气工程百科全书 ▪ 文章 带电流隔离的网络适配器，220/9 伏。 无线电电子电气工程百科全书
www.diagram.com.ua |
查看其他文章 部分 
科技、新电子最新动态：
本页所有语言