Усилитель Советский патент 1992 года по МПК H03F3/195 

н и и г п э

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к усилителям на полевых транзисторах. Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента передачи. Усилитель содержит полевой транзистор с встроенным каналом, шесть резисторов, три конденсатора, дополнительный транзистор 11с встроенным каналом. Цель достигается за Счет введения во второе плечо делителя напряжения, выполненного на резисторах, дополнительного полевого транзистора, исток, подложка и затвор которого объединены и подключены к общей шине. С помощью этого транзистора поддерживается стабильная величина тока стока в режиме покоя полевого транзистора при воздействии внешних факторов. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в различных усилительных блоках, выполненных на МДП- транзисторах.

Известны усилительные каскады на МДП-транзисторах. Наибольшее применение находит усилитель на МДП-транзисто- ре. включенном по схеме с общим истоком. В нем входной сигнал поступает на затвор, а выходной сигнал снимается со стока МДП- транзистора. Этот каскад имеет большое входное сопротивление и обеспечивает усиление сигнала по напряжению. Основным недостатком такого усилителя является невысокая стабильность, поскольку в нем отсутствует цепь отрицательной обратной связи.

Известен также усилитель на МДП- транзисторе с последовательной отрицательной обратной связью (ООС) по току. В нем использован МДП-трзнзистор со встроенным n-каналом, в цепь истока которого

ЭКСПЕРТОВ

включено последовательно два резистора, один из которых зашунтироеан конденсатором. Оба эти резистора создают ООС по постоянному току, а резистор, который не зашунтирован конденсатором, создает ООС и по переменному току. Такой усилитель имеет относительно хорошие электрические параметры, но не обладает высокой стабильностью. Увеличить стабильность в нем можно за счет повышения номиналов резисторов, создающих ООС. но при этом будет уменьшаться ток стока покоя, что не позволит обеспечить оптимальный рабочий режим. Восстановить оптимальный режим можно за счет использования делителя напряжения в цепи затвора, но при этом уменьшится входное сопротивление усилителя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является усилитель, содержащий МДП-транзистор со встроенным n-каналом, шесть резисторов и три конденсл

С

vj

ND

И

Ю

СО

сатора, первый из которых своей первой обкладкой подключен ко входной клемме, а второй обкладкой к первому выводу первого резистора и затвору МДП-транзисторэ. исток которого подключен к первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу третьего резистора и первой обкладке третьего конденсатора, вторая обкладка которого подключена ко вторым выводам первого, третьего и шестого резисторов и общей шине, клемма источника питания подключена к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к стоку МДП-транзистора. первой обкладке второго конденсатора и первому выводу пятого резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу шестого резистора и подложке МДП-транзистора. а выходная клемма устройства подключена ко второй обкладке второго конденсатора. Основным недостатком прототипа следует считать относительно невысокую стабильность.

Целью изобретения является повышение стабильности коэффициента передачи.

Указанная цель достигается тем, что с усилитель, содержащий полевой транзистор со встроенным каналом, включенный по схеме с общим истоком, подложка которого подключена к отводу делителя напряжения, перзое плечо которого включено между стоком и подложкой, а резистор второго плеча первым выводом соединен с подложкой полевого транзистора, ео второе плечо делителя напряжения между вторым выводом резистора и общей шиной введен дополнительный полевой транзистор с встроенным каналом, подложка которого соединена с истоком и с затвором.

Дополнительный МДП-транзистор осуществляет компенсацию нестабильностей, возникающих в основном МДП-транэисто- ре. Так, если за счет каких-либо внешних факторов уменьшился ток стока основного МДП транзистора, то естественно уменьшится ток и через дополнительный МДП- транзистор. В результате увеличится ток в цепи подложки основного МДП-транзистора, за счет чего и возрастет его ток стока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя.

Усилитель содержит полевой транзистор 1 с встроенным каналом, включенный по схеме с общим истоком, к которой подключены входная, выходная клеммы, клемма источника питания и общая шина, два 2,3 резистора делителя напряжения и дополнительный полевой транзистор 4 со встроен- ным каналом. Подложка полевого транзистора 1, включенного по схеме с общим истоком подключена к делителю напряжения, состоящему из резисторов 2. 3, первое плечо которого включено между стоком и подложкой транзистора 1, а резистор второго плеча первым выводом соединен с подложкой транзистора 1. а вторым зыводом подключен к стоку введенного полевого транзистора 4, исток, подложка и затвор которого соединены между собой и подклю0 чены к общей шине.

Назначение основных элементов в предлагаемом устройстве то же. что и в прототипе. Конденсаторы, включенные на входе и выходе устройства, являются раэ5 делительными. Резисторы Б цепи истока образуют последовательную ООС по току, они же обеспечивают рабочий режим МДП- транзистора 1. Конденсатор, включенный между резисторами в цепи истока и общей

0 шиной, устраняет ООС по переменному току, образуемую резистором, одним из выводов подключенным к общей шине. Резистор между затвором и общей шиной обеспечивает защиту затвора МДП-транзистора 1 от

5 статического электричества (обычно его номинал равен 1 МОм). МДИ-транзистор 1 фактически предстааляет с бой два элемента: МДП-транзистор и биполярный п-р-п- трэнзистор, коллектором которого является

0 стог, эмиттером - исток, а базой - подложка. Здесь (как и в прототипе) использован элемент параллельно включенных МДП-и биполярного транзисторов с раздельными выводами от затвора л базы. Таким обрэ5 зом. ток стока МДП-трэнзистора 1 (ток. протекающий по резистору в цепи стока) является суммой токов, протекающих в МДП- и биполярной структурах. Цепь резисторов 2 и 3 создает для биполярной сгрук0 туры ООС по напряжению.

Отличие предлагаемого устройства от прототипа заключается к наличии МДП- трзнзисторз 4, который выполняет функцию компенсирующего (термокомпенсирующе5 го) элемента. При изменении тока стока МДП-транзистора 1 под действием каких- либо внешних факторов (изменение температуру, наличие радиационного воздействия и др.) аналогичным образом из0 менится и ток стока МДП-транзистора 4. что приведет к обратному изменению тока подложки МДП-транзистора 1. за счет чего будет наблюдаться приближение его тока стока к первоначальной величине. Напри5 мер. увеличение тока стока МДП-транэисто- ров 1 и 4 приведет к уменьшению тока подложки МДП-транзистора 1. а следовательно, и его тока стока. Таким образом, с помощью МДП-транзистора 4 поддерживается стабильная величина тока стока в режиме покоя для МДП-транзистора 1 (при воздействии внешних факторов).

Формула изобретения Усилитель, содержащий полевой транзистор с встроенным каналом, включенный по схеме с общим истоком, подложка которого подключена к отводу делителя напряжения, первое плечо которого включено между стоком и подложкой, а резистор вто

рого плеча первым выводом соединен с подложкой полевого транзистора, отличающийся тем. что. с целью повышения стабильности коэффициента передачи, до второе плечо делителя напряжения между вторым выводом резистора и общей шиной введен дополнительный полевой транзисторе встроенным каналом, подложка которого соединена с истоком и с затвором.