2.5. Усилитель на полевом транзисторе, включенном по схеме с общим стоком

Принципиальная схема усилителя приведена на рис.2.22. Расчет данной схемы по постоянному току производится аналогично описанной ранее схеме усилителя с общим истоком.

Для расчета стокового повторителя по переменному току воспользуемся линейной моделью усилителя, приведенной на рис.2.23. При расчете основных параметров каскада в диапазоне средних звуковых частот разделительными емкостями и , как и в ранее рассмотренной схеме, можно пренебречь. Методика расстановки направлений напряжений и токов в модели соответствует рассмотренной ранее при определении .

Рис. 2.22. Принципиальная схема усилителя на ПТ по схеме с общим стоком

Рис. 2.23. Схема замещения истокового повторителя

Коэффициент усиления по напряжению.

Выходную цепь эквивалентной схемы можно описать, в соответствии со вторым законом Кирхгофа, следующим образом:

,

где .

, - коэффициент усиления транзистора по напряжению.

Следовательно, выходное напряжение можно представить в виде:

.

Подставляя , получим:

;

;

;

.

Исходя из этого, коэффициент усиления повторителя по напряжению можно представить в виде:

.

Анализируя последнее выражение для , можно утверждать, что , положителен, и по аналогии с эмиттерным повторителем имеет значения порядка .

Входное сопротивление.

Входную цепь каскада можно описать в соответствии со вторым законом Кирхгофа:

.

Тогда

.

Из последнего выражения можно найти входное сопротивление повторителя:

.

Для типовых значений получаем . Следовательно, такая схема обладает очень большим входным сопротивлением, значение которого может достигать десятков – сотен МОм, которое на 2-3 порядка выше входного сопротивления эмиттерного повторителя.

Выходное сопротивление.

Для определения выходного сопротивления воспользуемся приведенной ранее методикой, а иллюстрирующая ее электрическая модель приведена на рис.2.24.

Данная модель получена из приведенной ранее на рис.2.23, если, в соответствии с методикой, замкнуть источник входного сигнала вместе с его , а к выходным зажимам повторителя подключить источник ЭДС с напряжением . В данной схеме ток , но т.к. ( - очень велико), то можно допустить, что и . Исходя из этого будет справедливо следующее соотношение:

.

Выходное сопротивление полевого транзистора в схеме повторителя можно определить в виде:

.

Рис. 2.24. Схема замещения усилителя для определения выходного сопротивления

Полное выходное сопротивление усилителя определяется как параллельное включение и , тогда:

.

Для типовых параметров маломощных полевых транзисторов порядка десятков – сотен Ом.

Коэффициент усиления по току:

По аналогии с рассмотренными ранее каскадами:

.

Поскольку для типовых режимов: ; ; , т.е. сотни Ом - единицы кОм, то получаем порядка 103. Следовательно, .

Выводы.

Схема с общим стоком обладает самым большим входным и самым низким выходным сопротивлениями при коэффициенте усиления по напряжению меньше 1 (0,9÷0,99), а по току много больше 1 (≈103). Следовательно, она аналогична схеме эмиттерного повторителя и также используется в качестве согласующего каскада между источником сигнала с высоким внутренним сопротивлением и низкоомной нагрузкой.