Struktura

Zesilovače s unipolárními tranzistory

Zesilovače s unipolárními tranzistory

Zesilovače s tranzistory FET

Používá se nejvíce zapojení SE. Také v zesilovačích s tranzistory FET se musí nastavit klidový pracovní bod. Na rozdíl od zesilovačů s bipolárními tranzistory se nenastavuje velikostí vstupního proudu, ale předpětím UGE. Velikost tohoto předpětí závisí na typu tranzistoru FET (u MOSFETu s vodivým kanálem se nastavovat nemusí). Potřebné předpětí UGE se dá získat pomocí dalšího zdroje (má opačnou polaritu než UCE), nebo se získává obdobně jako v elektronkových zesilovačích pomocí odporu RE a zapojením tzv. mřížkového (svodového) odporu RG s velkou hodnotou (řádově MΩ až stovky MΩ).

Zesilovače s tranzistory JFET

U unipolárních tranzistorů se klidová poloha pracovního bodu zesilovače nastavuje také doprostřed statické zatěžovací přímky pracovního odporu RC vhodnou velikostí předpětí UGE. Toto předpětí se získá na odporu v emitoru RE. Průtokem výstupního proudu IC dojde na odporu v emitoru RE k stejnosměrnému úbytku napětí UE. O tento úbytek UE je řídící mřížka G vzhledem k napětí na emitoru E zápornější. Stejnosměrné propojení G a E obstarává svodový odpor RG s hodnotou až 100 MΩ (aby se zbytečně nezmenšovala hodnota vstupního odporu zesilovače).

obrazek

Obr. 1: Zesilovač s tranzistorem JFET

obrazek

Obr. 2: Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru JFET a princip jeho zesílení

Princip zesílení zesilovače s tranzistorem JFET je obdobný jako u zesilovače s tranzistorem bipolárním. Rozdíl je v řídící veličině. Tou je u unipolárních tranzistorů napětí UGE mezi řídící mřížkou G a emitorem E. Změnou tohoto napětí UGE vlivem vstupního zesilovaného signálu u1 se mění klidová poloha pracovního bodu zesilovače po vstupní charakteristice i po statické zatěžovací přímce. Změna výstupního proudu IC vyvolá na pracovním odporu zesilovače RC změnu úbytku napětí, a tím změnu úbytku napětí na tranzistoru UCE, a tato změna UCE se přenese na výstup přes vazební kondenzátor CV2 jako zesílené výstupní napětí u2 (obdobně jako u zesilovače s bipolárním tranzistorem).

Při zatíženém výstupu se hodnota pracovního odporu zesilovače zmenší na paralelní kombinaci RC//RZ a pracovní bod zesilovače se bude pohybovat po dynamické zatěžovací přímce (obdobně jako u zesilovače s bipolárním tranzistorem). Konstrukce dynamické zatěžovací přímky je stejná jako u zesilovače s bipolárním tranzistorem. Zatížený zesilovač bude mít menší napěťové zesílení (obdobně jako u zesilovače s bipolárním tranzistorem).

Zesilovače s tranzistory MOSFET s indukovaným kanálem

Zapojení zesilovače s tranzistorem MOSFET s indukovaným kanálem je na obr. 3. Princip zesílení je znázorněn pomocí vstupní charakteristiky a výstupních charakteristik na obr. 4. Kladné klidové předpětí UGE je nastaveno odporovým děličem RG, R. Odpor v emitoru RE je blokován kondenzátorem CE proto, aby nevznikala nežádoucí střídavá záporná zpětná vazba.

obrazek

Obr. 3: Zesilovač s tranzistorem MOSFET s indukovaným kanálem

obrazek

Obr. 4: Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru MOSFET s indukovaným kanálem

Zesilovače s tranzistory MOSFET s vodivým kanálem

Zapojení zesilovače s tranzistorem MOSFET s vodivým kanálem je na obrázku 5. Tento zesilovač může pracovat bez předpětí UGE nebo toto předpětí při kladné polaritě určuje dělič RG, RG´. Při záporném předpětí se dá použít stejné zapojení jako na obrázku 1 s tranzistorem JFET.

Tranzistor MOSFET má jinou vstupní (převodní) charakteristiku i charakteristiky výstupní než mají předchozí typy unipolárních tranzistorů. Princip zesílení pomocí charakteristik je znázorněn na obrázku 6.

obrazek

Obr. 5: Zesilovač s tranzistorem MOSFET s vodivým kanálem

obrazek

Obr. 6: Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru MOSFET s vodivým kanálem

 

Zesilovač s unipolárním tranzistorem NMOS

obrazek

Obr. 7: Zapojení zesilovače s tranzistorem NMOS

Zdroje

Obrázky:

  • Obr. 1: Autor neznámý. Zesilovač s tranzistorem JFET [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.b324.com/ek/zesilovace2.doc
  • Obr. 2: Autor neznámý. Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru JFET a princip jeho zesílení [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.b324.com/ek/zesilovace2.doc
  • Obr. 3: Autor neznámý. Zesilovač s tranzistorem MOSFET s indukovaným kanálem [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.b324.com/ek/zesilovace2.doc
  • Obr. 4: Autor neznámý. Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru MOSFET s indukovaným kanálem [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.b324.com/ek/zesilovace2.doc
  • Obr. 5: Autor neznámý. Zesilovač s tranzistorem MOSFET s vodivým kanálem [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.b324.com/ek/zesilovace2.doc
  • Obr. 6: Autor neznámý. Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru MOSFET s vodivým kanálem [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.b324.com/ek/zesilovace2.doc
  • Obr. 7: Autor neznámý. Zapojení zesilovače s tranzistorem NMOS [online]. [cit. 16.11.2014]. Dostupný na WWW: http://skola.spectator.cz/3_SEMESTR/Elektrotechnika%201/PrezentacePapezova/ELE_11_Tranz_zesilovace.pdf
Logolink