Ключевые слова: усилитель, транзистор, динамическое сопротивление, сигнал,
ток, затвор, исток, сток, искажение.
Введение: Все большее количество исследований направлено на разработку и
изучение работы микроэлектронных устройств на полевых транзисторах,
используемых
для
усиления
электрических
сигналов
в
радио
-
и
телекоммуникационных системах. Целью исследования является увеличение
коэффициента усиления при сохранении частотного диапазона, устранение искажений
усиливаемого сигнала. Для этого пытаются использовать различные подходы, в том
числе шаги по совершенствованию конструкции вплоть до усложнения электронных
схем [1
-6].
В полевых транзисторах величина выходного (протекающего по каналу) тока
регулируется воздействием на основные носители
заряда поперечного электрического
поля входного сигнала. Коэффициент усиления полевого транзистора определяется
отношением выходного напряжения к входному напряжению. Повышенное
напряжение подается на нагрузочный резистор последовательно со стоком и
источником питания. Для увеличения коэффициента усиления вместо нагрузочного
сопротивления используется динамическое сопротивление (нагрузка), например, на
полевом транзисторе.
В известных схемах [7] в качестве динамического сопротивления нагрузки стока
полевого транзистора используется активный элемент –
второй транзистор
(динамический),
представляющий
собой
полевой
транзистор,
внутреннее
сопротивление которого зависит от сигнала амплитуда на стоке основного
транзистора. Основной транзистор включен по схеме с общим истоком, а
динамический транзистор по схеме с общим стоком. Каналы обоих транзисторов
соединены последовательно, что обеспечивает равенство их токов.
Основным недостатком одного из известных усилителей напряжения с
динамической нагрузкой является то, что коэффициент усиления не превышает 20 и
происходит искаженное усиление малых сигналов. Также из
-
за работы транзисторов в
режиме фиксированного максимального тока стока (а не в режиме экономии)
появляются тепловые шумы. Кроме того, небольшое увеличение уровня входного
сигнала (40 мВ) приводит к переходу транзистора с обратного смещения на прямое,