ПТ как переменный электрически управляемый резистор
При относительно малых стоковых напряжениях (меньше Uси нас) открытые каналы ПТ ведут себя практически как линейные резисторы, проводимость которых зависит от напряжения затвора.
Проводимость транзистора с управляющим p-n переходом:
Gк=Gко(1-Uзи/Uзи отс)
Проводимость МДП - транзистора с индуцироавнным каналом:
Gк=b[Uзи - Uзи пор]
где b - постоянный коэффициент, зависящий от геометрических размеров и материала диэлектрика с размерностью A/B.
При смене полярности стокового напряжения линейность сопротивления (или проводимости ) не нарушается, поэтом полевой транзистор может использоваться как переменный электрически управляемый линейный резистор для постоянного и переменного токов.
В качестве примера на рисунке показан управляемый аттенюатор схемы АРУЗ магнитофона:
В качестве активного элемента можно использовать транзистор типа КП103К(Л,М) или набор транзисторов типа КР504НТ3В.
Следует заметить, что на обратное напряжение стока накладываются дополнительные ограничения. Для ПТ с управляющим p-n переходом необходимо, что бы [Uси] =< [Uзи] + 0.5В, в противном случае при воздействии обратного стокового напряжения участок управляющего p-n перехода возле стока окажется открытым настолько, что в стоковом цепи потечёт значительный прямой ток затвора, нарушающий линейность резистора.
Если подложка МДП - транзистора имеет отдельный вывод, диапазон обратных стоковых напряжений можно увеличить, подав на подложку относительно истока запирающее напряжение.
Для ПТ с управляющим p-n переходом минимальное значение регулируемого сопротивления соответствует полностью открытому каналу (при Uзи=0), максимальное теоретически равное бесконечности, но на практике ограниченное условием [Uси] =< [Uси нас]/2
Дальнейшее увеличение сопротивления канала путём увеличения Uзи приводит к уменьшению Uси нас, из-за чего нарушается линейность резистора для прямых стоковых напряжений.
Начальные участки семейства стоковых характеристик полевого транзистора с управляющим p-n переходом:
Начальные участки семейства стоковых характеристик МДП - транзистора:
Зависимость сопротивления канала от напряжения затвора для транзистора типа КП102:
Зависимость сопротивления канала от напряжения затвора для транзистора типа КП303:
для этой схемы включения:
В качестве электрически управляемого резистора ПТ используют в управляемых RC - фильтрах, генераторах, аттенюаторах для осуществления автоматической регулировки усиления (АРУ) и других устройствах.
Электрически управляемый RC - генератор с трёхзвенной фазосдвигающей цепочкой в цепи обратной связи:
Каждое звено цепочки создаёт сдвиг по фазе на 60°, при этом суммарный сдвиг составляет 180°, т.е. возникает положитеольная ОС на частоте
f=(3^0.5)RC/2=0.85RC
где R - сопротивление звеньев фазосдвигающей цепи.
Необходимо учесть, что коэффициент передачи трёхзвенной фазосдвигающей цепи равен 1/29, поэтому коэффициент усиления активного элемента должен быть К=>29.
Применение отражателя тока в гетеродине повышает стабильность частоты примерно на порядок по сравнению с обычным генератором:
Простой генератор качающейся частоты (от 300Гц до 3.4кГц):
Период качания от 0.15 до 0.5 с устанавливают резистором R2. На транзисторах VT1 - VT3 и конденсаторе С2 собран генератор пилообразного напряжения, амплитуда которого, а соответственно и верхняя частота качания регулируются резистором R6. Нижнюю частоту устанавливают резистором R18. С помощью переключателя S1 можно установить необходимые дискретные частоты.
Простой индикатор скрытой проводки:
Вдали от токоведущих частей он издаёт короткий звуковой сигнал частотой около 3кГц и периодом следования около 2 с, длительность которого определяется элементами R1, R2, C1. По мере приближения к токоведущим частям частота следования звуковых сигналов повышается. В качестве датчика использован конденсатор в виде кружка из двустороннего стеклотекстолита, одна обкладка которого припаяна к гильзе - корпусу и подключена к подложке ПТ, а вторая - к затвору.
Вариант прибора со световой индикацией:
Пример усилителя с регулируемым коэффициентом передачи:
Коэффициент передачи можно изменять в пределах от 1 до 1000, при этом искажения малы вплоть до ограничения сигнала напряжением питания. Уменьшению искажений способствует линеаризирующая цепочка R2C1.
Другие способы компенсации нелинейности:
Частным случаем усилительного режима является ключевой режим, характеризующийся двумя крайними состояниями. Достоинством электронного ключа на ПТ является высокое быстродействие и практически полное отсутствие расхода мощности коммутируемого сигнала. Для примера, ослабление ключа, представленного на этом рисунке:
- более 80дБ на частоте 100МГц.
Пример упрощённого аналогового ключа:
