Tranzistorové spínacie obvody s efektmi poľa
Rovnako ako v rôznych elektronických zariadeniach bipolárne tranzistory pracujú so spoločným emitorom, spoločným kolektorom alebo spínaním spoločnej bázy, tranzistory s efektom poľa v mnohých prípadoch sa môže použiť podobne, aby zahŕňal: spoločný zdroj, spoločný odtok alebo spoločnú bránu.
Rozdiel spočíva v spôsobe riadenia: bipolárny tranzistor je riadený základným prúdom a FET je riadený nábojom hradla.
Z hľadiska spotreby riadiaceho výkonu je riadenie FET vo všeobecnosti ekonomickejšie ako riadenie bipolárnym tranzistorom. Toto je jeden z faktorov, ktoré vysvetľujú súčasnú popularitu tranzistorov s efektom poľa. Zvážte však vo všeobecnosti typické spínacie obvody FET.
Všeobecné prepínanie zdrojov
Obvod na zapnutie FET so spoločným zdrojom je analogický obvodu so spoločným emitorom pre bipolárny tranzistor. Takéto zahrnutie je veľmi bežné kvôli schopnosti poskytnúť významné zvýšenie výkonu a prúdu, zatiaľ čo napäťová fáza odtokového okruhu je obrátená.
Vstupný odpor priameho spoja-zdroja dosahuje stovky megaohmov, hoci ho možno znížiť pridaním odporu medzi hradlo a zdroj, aby sa hradlo galvanicky pritiahlo k spoločnému vodiču (chráni FET pred snímačmi).
Hodnota tohto odporu Rz (zvyčajne 1 až 3 MΩ) je zvolená tak, aby výrazne neovplyvňovala odpor hradla-zdroja a zároveň zabránila prepätiu z prúdu riadiaceho uzla spätného predpätia.
Významný vstupný odpor FET v obvode so spoločným zdrojom je dôležitou výhodou FET pri použití v napäťových, prúdových a výkonových zosilňovacích obvodoch, pretože odpor v drenážnom obvode Rc zvyčajne nepresahuje niekoľko kΩ.
Zapnite so spoločným zdrojom
Spínací obvod FET so spoločným kolektorom (zdroj-nasledovač) je analogický s obvodom so spoločným kolektorom pre bipolárny tranzistor (emitor-sledovač). Takéto spínanie sa používa v prispôsobovacích stupňoch, kde výstupné napätie musí byť vo fáze so vstupným napätím.
Vstupný odpor prechodu hradlo-zdroj, ako predtým, dosahuje stovky megaohmov, zatiaľ čo výstupný odpor Ri je relatívne malý. Toto spínanie má vyšší frekvenčný rozsah ako jednoduchý zdrojový obvod. Napäťové zosilnenie je blízke jednotke, pretože napätie zdroj-odtok a hradlo-zdroj pre tento obvod sú zvyčajne blízke veľkosti.
Všeobecné spínanie uzávierky
Spoločný obvod hradla je podobný bežnému základnému stupňu pre bipolárny tranzistor. Nie je tu žiadny prúdový zisk, a preto je výkonový zisk mnohonásobne menší ako v kaskáde so spoločným zdrojom.Zosilňovacie napätie má rovnakú fázu ako riadiace napätie.
Pretože výstupný prúd sa rovná vstupnému prúdu, potom sa prúdové zosilnenie rovná jednotke a napäťové zosilnenie je zvyčajne väčšie ako jedna.
Toto spínanie má charakteristickú - paralelnú negatívnu prúdovú spätnú väzbu, pretože so zvýšením riadiaceho vstupného napätia sa zvyšuje potenciál zdroja, zodpovedajúcim spôsobom klesá odberový prúd a znižuje sa napätie na odpore Ri zdroja.
Takže na jednej strane sa napätie na odpore zdroja zvyšuje v dôsledku zvyšujúceho sa vstupného signálu, ale znižuje sa, keď klesá odtokový prúd, čo je negatívna spätná väzba.
Tento jav rozširuje šírku pásma stupňa vo vysokofrekvenčnej oblasti, a preto je obvod spoločného hradla obľúbený vo vysokofrekvenčných napäťových zosilňovačoch a je obzvlášť vyhľadávaný vo vysoko stabilných rezonančných obvodoch.