атворна характеристика польового транзистора з керуючим pn переходом досить добре апроксимується квадратичною залежністю виду:
(6)
де I C . НАЧ - початковий струм стоку при U < i> ЗІ = 0;
U ЗІ - поточне значення напруги затвор-витік;
U ОТС - напруга відсічення струму стоку.
Розрахунок координат статичного режиму проводиться за умови, що струм затвора дорівнює нулю, тому напруга на затворі теж дорівнює нулю при будь-якому опорі резистора R З (проте, резистор R З необхідний, це так зване опір витоку). Тому напруга затвор-витік можна визначити як:
В
U ЗІ = I C R І . (7)
Отримуємо рівняння, що зв'язує координати статичного режиму з параметрами елементів схеми:
. (8)
Визначення потенціалу стоку при відомому струмі стоку не повинно викликати у читача труднощів. Слід пам'ятати, що сімейство вихідних характеристик польового транзистора виглядає аналогічно біполярному, однак залишкова напруга польового транзистора малої потужності істотно вище, ніж у біполярного. Це звужує діапазон його активної роботи, і при однаковому з біполярним транзистором напрузі живлення максимальна неспотворена амплітуда вихідної напруги буде менше у підсилювача на польовому транзисторі.
Польовий транзистор з ізольованим затвором і каналом збідненого типу має стік-затворну характеристику, аналогічну наведеної на малюнку 1.6б, з каналом збагаченого типу - близьку до лінійної і розміщену у першому квадраті системи координат (I З - U ЗІ ). Тому для першого випадку резистор R1 (рис. 6в) не потрібен, а для другого випадку за відомим напрузі затвора розраховується дільник R1-R2, причому резистори дільника можуть мати опір в кілька сотень кіло, тому що струм затвора практично відсутня.
В
Рис. 6. Способи завдання статичного режиму польових транзисторів а), в) і сток-затворна характеристика польового транзистора з керуючим pn переходом і каналом n-типу б)
Слід зазначити, що параметри польових транзисторів мають вельми великий розкид значень (до 100% і навіть більше), тому на практиці опору резисторів, які задають режим, часто підбирають в процесі налаштування схеми. При проведенні аналізу за допомогою програми моделювання рекомендується спочатку ознайомитися з параметрами моделі польового транзистора, що входить у відповідну бібліотеку, і тільки потім проводити розрахунок схеми.
Можна рекомендувати наступний порядок вивчення і дослідження способів завдання статичного режиму.
1. Вибрати відповідну схему і, керуючись інженерними міркуваннями, за допомогою відомих аналітичних виразів розрахувати параметри елементів схеми. Транзистор вибрати з Spice-бібліотеки програми. Результати розрахунків занести в таблицю.
2. Скласти креслення досліджуваної схеми за допомогою графічного редактора Schematics, звертаючи увагу на таке. Прийняте напрям струму в математичних моделях програми PSpice - Від "+" до "-". Струм, втікає в транзистор, має позитивний знак, що випливає - негативний. Струм через діод протікає в напрямку від анода до катода. Зауважимо, що, якщо у процес складання опису схеми резистор буде підключений першим висновком до більш негативного потенціалу, струм через нього також буде мати негативний знак. Так як при відповіді на деякі питання необхідно визначити напрямки протікають струмів, наведене зауваження істотно, хоча на сам процес моделювання схеми не позначається.
3. Провести моделювання схеми, визначивши вузлові потенціали і струми гілок. Результати можна отримати як в вихідному файлі, так і на графіку постпроцесора Probe. Якщо результати будуть відрізнятися більш ніж на В± 10%, перевірте правильність розрахунків. Якщо розрахунки правильні, поясніть отримані розбіжності і по директивам завдання на моделювання Parametric підберіть необхідні номінали резисторів для забезпечення раціональних координат статичного режиму.
Найбільш часто зустрічаються помилки - неправильно обрані абсолютні значення опорів при розрахунку їх відносини, а також помилки в порядках величин.
4. Проведіть моделювання по директиві "DC Sweep" при зміні температури. Зіставте результати моделювання різних схем, оцінюючи відносну температурну стабільність напруги або струму, вказуючи в меню "Add Trace" графічного постпроцесора Probe вираз dy ( x )/ y ( x ) .
5. Оцініть зміна температурної стабільності для схем малюнків 1 і 3г при однакових струмах колекторів і напружених U К , змінюючи абсолютні значення опорів резисторів R1 і R2 в ланцюзі бази так, щоб потенціал колектора і...
