Транзистор может работать в режиме обогащения и обеднения канала, т.е. на затвор может подаваться даже без R1 двухполярное напряжение. По этой же причине под Uзи на всех ВАХ понимаются как положительные, так и отрицательные значения Uзи, а также и нулевое.
Элементы R3, R1 и Rи предназначены для задания рабочей точки. Резистор Rи служит для стабилизации режима каскада (обратная связь на постоянном токе) аналогично каскаду ОЭ (термостабилизация и уменьшение влияния разброса параметров транзисторов).
Cи шунтирует Rи на переменном токе.
Обеспечение режима работы как и у биполярного транзистора. Учет Рс max, Uси max и Iс max.
Нагрузочная прямая на постоянном токе строится по точкам с координатами Ic=0, Uси=Ес; Uси=0, Iс=Ес/(Rc+Rи).
Динамическая прямая мало отличается от статической
, а так как нагрузкой обычно является каскад на МОП, имеющий большее входное сопротивление, то .
Наименьшая ошибка такого приближения получается в режиме усиления малых сигналов.
Если каскад работает в режиме усиления малых сигналов, то возможно задание рабочей точки при Uзи<0 и поэтому резистор R1 вообще можно не ставить, т.к. необходимое напряжение по величине и знаку получается за счет тока истока через Rи.
Условие выбора сопротивления в цепи истока Rи=UзиА/IсА.
Резистор в цепи затвора R3 соединяет затвор общим проводом и на постоянном токе создает напряжение на истоке относительно затвора.
Однако R3 не любое, а выбирается много меньше Rвх. Причины такого выбора: 1) уменьшается температурная нестабильность, 2) уменьшается влияние разброса параметров транзистора на входное сопротивление каскада(т.е. разные входные сопротивления транзистора шунтируются более точным резистором R3).
Обычно R3 равен 1-2 МОм.
Если необходим каскад с повышенной термостабильностью, то Rн берут больше UзиА/IсА и, следовательно, обязательно повышают потенциал затвора путем включения в схему R1.
Условия выбора R1:
(Здесь , но т.к. Iз=0, то Iи=Iс)
откуда
,
выбираем из ВАХ (вольтамперных характеристик) транзистора.
В формуле неизвестно и его определяют из условия:
Значение выбирают так: = 0,05 ÷ 0,15 rс. Он влияет на частотные свойства в области высших частот.
Аналогично каскаду ОЭ увеличивает стабильность, но и требует увеличения напряжения питания. Поэтому обычно величину выбирают исходя из обеспечения = 0,1…0,3 . Тогда вся остальная цепь от истока до будет соответствовать 0,9…0,7 или
.
Если , то рабочая точка при наличии задается делителем папряжения . Такое задание обязательно для транзисторов с индуцированным каналом.
Для p-канала формулы остаются такими же с той лишь разницей, что знак U3 будет другим.
Рассмотрим усилительные параметры.
Считаем, что Ср не влияет на работу (область средних частот).
Рис.3.8
Эквивалентная схема усилительного каскада на полевом транзисторе для области средних частот
Обозначим
Обычно Rг << Rвх и следовательно Uвх = Ег.
Емкости Ср и Си велики и сопротивления по переменному току их малы.
- статический коэффициент усиления транзистора по напряжению.
Если нагрузка аналогичный каскад, то
,
т.к. велико.
С другой стороны и тогда
.Здесь - входное сопротивление транзистора. Т.к. =109…1013 Ом, то , .