5. Рекомендации по применению полевых транзисторов.

Рекомендации по применению полевых транзисторов. Полевые транзисторы имеют вольт-амперные характеристики, подобные ламповым, и обладают всеми принципиальными преимуществами транзисторов. Это позволяет применять их в схемах, в большинстве случаев использовались электронные лампы, например, в усилителях постоянного тока с высокоомным входом, в истоковых повторителях с особо высокоомным входом, в электрометрических усилителях, различных реле времени, RS - генераторах синусоидальных колебаний низких и инфранизких частот, в генераторах пилообразных колебаний, усилителях низкой частоты, работающих от источников с большим внутренним сопротивлением, в активных RC - фильтрах низких частот. Полевые транзисторы с изолированным затвором используют в высокочастотных усилителях, смесителях, ключевых устройствах.

В рекомендации по использованию транзисторов для случая полевых транзисторов следует внести дополнения:

1. На затвор полевых транзисторов с р-п ( отрицательное для транзисторов с р - каналом и положительным для транзистора с п - каналом).

2. Полевые транзисторы с изолированным затвором следует хранить с закороченными выводами. При включении транзисторов в схему должны быть приняты все меры для снятия зарядов статического электричества. Необходимую пайку производить на заземленном металлическом листе, заземлить жало паяльника, а так же руки монтажника при помощи специального металлического браслета. Не следует применять одежду из синтетических тканей. Целесообразно подсоединять полевой транзистор к схеме, предварительно закоротив его выводы.

Практическая часть

В данной курсовой работе я провел макетирование и исследование трех различных принципиальных схем аналогового электронного ключа на полевом транзисторе. Общий принцип работы схемы заключается в следующем:

На вход полевого транзистора подается исходный сигнал (в рассматриваемом случае синусоидальный), а на затвор - управляющий сигнал (последовательность прямоугольных импульсов). В зависимости от значения напряжения на затворе полевого транзистора, он находится либо в открытом, либо в закрытом состоянии, пропуская или не пропуская сигнал со входа. Далее видоизмененный сигнал поступает на инвертирующий вход операционного усилителя, где меняет фазу на π и усиливается. При сборке схемы мной были использованы полевые транзисторы КП303 и КП103, параметры которых приведены в таблице.

Первая схема аналогового ключа выполнена на основе транзистора КП303Б с управляющим p-n переходом и каналом n-типа. Для управления ключом используется отрицательный сигнал значением порядка -10В. При этом собранная мной установка имеет следующий вид:

На вход подается синусоидальный сигнал частотой 200 КГц и амплитудой 5 В. При отсутствии управляющего сигнала транзистор открыт и имеет сопротивление порядка 2 Ком, так что сигнал со входа проходит на усилитель.

При появлении на затворе отрицательного напряжения транзистор закрывается (R~1МОм) и сигнал на выходе отсутствует. При подаче на затвор периодического прямоугольного импульса (ν=40 КГц, А=7В, смещение -7В)

на выходе получаем радиоимпульс, причем длительностью радиоимпульса можно управлять, изменяя длительность и частоту повторения управляющего сигнала. В данном примере отношение времени наличия сигнала на выходе к времени его отсутствия составляет 50%.

Принципиальным отличием второй схемы электронного ключа является наличие инвертора напряжения, выполненного на биполярном транзисторе КП814. Принцип его работы состоит в следующем: при наличии напряжения на управляющем входе биполярный транзистор открывается, и напряжение с источника питания стекает через резистор на землю – при отсутствии отрицательного напряжения на затворе полевого транзистора он открывается, и сигнал с входа проходит на усилитель.

Таким образом в стационарном состоянии (при отсутствии сигнала на управляющем входе), в отличие от предыдущей, выключена и сигнал не пропускает. При появлении же отрицательного напряжения, наоборот, сигнал проходит. При тестировании мной использовался прямоугольный импульс частотой 20 КГц, амплитудой 7В, смещением -7В и отношением длительности импульса к времени повторения 70%.

На выходе схемы получим:

В третьей схеме аналогового ключа мной был использован полевой транзистор КП103 с управляющим n-p переходом и каналом p-типа. Его применение в данной схеме позволяет управлять работой устройства с помощью положительного прямоугольного импульса.

В тесте был использован прямоугольный управляющий сигнал частотой 40 КГц, амплитудой 7В, со смещением +7В и отношением длины импульса к времени повторения 30%:

На выходе операционного усилителя:

Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Пер. с нем., М., Наука, 1972.