Напрямки використання транзисторів, страница 10

     В попередніх розділах (   ) при вивчені характеристик транзисторів відмічалась можливість їх використання в якості регулюємого резистора в обмеженій області зміни параметрів. (Область І сімейства вихідних характе-ристик польових транзисто-рів).На рис.3.19. такі характе-ристики приведені відповідно для біполярного (рис. 3.19,а) і польового(рис. 3. 19,б) транзи-сторів. Розглянемо більш детально їх  особ-ливості. Характеристики біполярного транзистора нелінійні в усьому діапазоні зміни напруг колектора і бази. Для польових транзисторів залежність І_В(U_ДВ) є лінійною для діапазону U_ДВ < U_ДЗ – U_П. Характеристики є

                           Рис. 3.19.                                   справедливими і при зміні

полярності, що дає можливість використовувати польові транзистори в якості керуємого напругою резистора для малих напруг будь-якої полярності.

     Для лінійного діапазону зміни параметрів використовується наступна залежність між І_В і напругами між електродами:

                 І_В=2k[(U_ДЗ – U_П)U_ДВ –0.5U²_ДВ),                       ( 2 )                           

 масштабний коефіцієнт k є залежним від конструктивних параметрів транзистора.

З (2 ), розділивши праву і ліву частину на U_ДВ, знаходимо:                                               

.

            .                  (3)

     При малих напругах U_ДВ, для яких розглядається режим роботи, складовою U_ДВ/2 можна знехтувати, порівняно з складовою U_ДВ-U_П. В результаті 

     В [ ] приводиться інша залежність

                                                               (4)

     Від попередньої вона відрізняється тим, що взявши для конкретного транзистора напругу U_З0, обчислюється R_ДВ, яка потім приймається як Ro.

     В обох формулах опір R_ДВ є величиною зворотньо-пропорційною крутизні характеристики в області (ІІ), тобто

R_ДВ = S^-1.

     Величина R_ДВ може змінюватись в інтервалі від одиниць-десятків Ом до нескінченості. Діапазон значень U_ДВ, в якому польовий транзистор може використовуватись як резистор, залежить від конкретних його параметрів. В [ ] відмічається, що в діапазоні U_ДВ<0,1(U_ДЗ – U_П) нелінійність R_ДВ не перевищує 2%, а при U_ДВ  0,25(U_ДЗ – U_П) підіймається до 10%.

     Недолік розглянутого режиму транзисторів полягає в тому, що діапазон керуючих напруг досить вузький і знаходиться в межах сотень мілівольт. Також вузьким є і діапазон напруг U_ДВ.

     Вказані недоліки можуть бути знижені завдяки використанню компенсаційних методів лінеаризації нелінійних харак-

                 Рис.3.20                      

теристик. Пркладом використання транзистора з  р-n   переходом є схема, приведена на рис.3.20, в якій транзистор використовується як елемент дільника

напруги. Схема виконує функції керуємого

      напругою регулятора напруги U_ВИХ. Якщо виходити з умови, що джерело сигналу U_ДЗ має нульовий внутрішній опір, то при R₂ = R₃ до затвору допоміжно буде добавлятись напруга, компенсуючи нелінійність про яку відмічалось в формулах (2) і (3).

Іншим використанням польового транзистора в якості резистора являється схема, що приведена на рис. 3.21, яка виконує функцію параметричного стабілізатора напруги. Транзистор в приведеній схемі виконує функцію баластного резистора. Особливість його роботи полягає в тому, що робоча

                 Рис. 3.21.        точка вибирається в другій області характеристик. Як раніше відмічалось, в цій області він має дві особливості. По-перше, для змінної складової вхідної напруги він працює в режимі, близькому до режиму джерела струму. Тобто, для коливань  напруги вхідного джерела він представляє собою досить високий опір. По-друге, для постійної складової напруги джерела транзистор представляє низький опір. Тому падіння постійної складової напруги на ньому буде низьким, і , відповідно, будуть низькими витрати потужності на баластному елементі. Як результат, схема буде забезпечувати досить високий коефіцієнт стабілізації  вхідно-ї напруги при порівняно високому коефіцієнті корисної дії. Такі схеми знаходять використання в інтегральній схемотехніці.