1 

Elektr/TU_ uk-pr a, 63, 118kB 

PODSTAWOWE UKŁADY PRACY 

1. UKŁAD ZE WSPÓLNYM ŹRÓDŁEM 

 

 

 

Rys.  5.5. Układ ze wspólnym źródłem [U.Tietze..]   

 

Równania opisujące TP:  

 

 

DS

ds

GS

m

D

G

dU

r

dU

g

dI

dI

1

0

;             

 (7) 

Rezystancja wejściowa     

 

 r

we

 = r

gs

 ≈ ∞; 

 

 

 

 

(9) 

  

Transkonduktancja

  

 

D

DSS

p

const

U

GS

D

m

I

I

U

dU

dI

g

DS

2

  ;   

(3) 

 

Rezystancja drenu 

 

 

const

U

D

DS

ds

GS

dI

dU

r

; 

 

Znajdziemy  REZYSTANCJĘ  WYJŚCIOWĄ.  Wg  IpK  dla  węzła  drenu  można 

zapisać: 
 

dI

WY

 = dI

Rd 

 + dI

DS

 = 

ds

D

WY

ds

D

D

ds

WY

ds

WY

D

WY

r

R

dU

r

R

R

r

dU

r

dU

R

dU

1

, 

 

skąd                           r

wy

 = 

ds

D

WY

WY

r

R

dI

dU

 . 

 

 

 

(10) 

 

 

2 

Zanalizujemy    WZMOCNIENIE  NAPIĘCIOWE   

k

U0

  układu  w  stanie  jałowym 

(czyli R

L

 = ∞). Zgodnie z Rys. 5.5 mamy: 

dU

WE

 = dU

GS

;  

 

dU

DS

 = dU

WY  

;     

dU

WY

 = - dI

D

R

D

.    

(*) 

Po podstawieniu wyrażeń (*) do wzoru (7) 
 

ds

WY

WE

m

D

WY

r

dU

dU

g

R

dU

  , skąd 

WE

m

D

ds

WY

dU

g

R

r

dU

)

1

1

(

 

 
 
oraz ostatecznie    

 

  

 

k

Uo

 = - g

m

 ( R

D

 ││r

ds

 ) . 

 

(8a)

   

 

Maksymalne wzmocnienie napięciowe (przy R

D

 >> r

ds

)

 

 

 

k

Umax

 = - g

m

 r

ds

 , 

 

 

(8) 

 

*

Dla TP z kanałem typu 

n

 mieści się w zakresie 100 …300.

   

 

 

 
WSPÓŁCZYNNIK ZAWARTOŚCI HARMONICZNYCH PRĄDU DRENU 

w 

funkcji AMPLITUDA SYGNAŁU WEJŚCIOWEGO SINUSOIDALNEGO 

Zbadamy THD(I

D

) w układzie ze WŹ, uwzględniając charakterystykę przejściową 

TU. Charakterystyka przejściowa jest opisana równaniem: 

2

)

1

(

p

GS

DSS

D

U

U

I

I

  

 

 

 

 

 

(1) 

 

poza tym ogólny wzór    

1

2

3

2

2

...

)

(

m

m

m

D

I

I

I

I

THD

  . 

 

 

(**) 

 
Dokonamy  obliczeń  TPD(I

D

)  przy  sinusoidalnym  wysterowaniu  wejścia  wokół 

ustalonego punktu pracy sygnałem  

u

WE

(t)  = U

WE

 + U

m

sinωt

 . 

 
Po podstawieniu   

u

WE

(t) = U

GS

      do równania (1) otrzymamy: 

  

 

 

3 

t

U

U

t

U

U

U

U

U

U

U

U

U

I

U

t

U

U

I

t

i

p

m

p

m

WE

p

m

p

m

p

WE

DSS

p

m

WE

DSS

D

2

cos

2

sin

2

2

2

1

sin

1

)

(

2

2

2

2

2

2

2

 

 

 

%.

  

,

100

4

100

4

  

          

          

          

          

100

2

2

2

100

)

(

2

2

2

1

2

2

D

DSS

p

m

p

WE

m

p

m

WE

p

m

p

m

m

m

D

I

I

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

I

I

I

THD

 

 
Ostateczne 
 

%

   

,

100

4

)

(

D

DSS

p

m

D

I

I

U

U

I

THD

 

 
 
 

Przykład:  jeżeli  dla  TP  o  parametrach  U

p 

=  -3V  i  I

DSS

=10mA  wybierzemy  I

D

  = 

3mA, to 

 

 

 

 

THD(I

D

) = 

%

   

,

100

57

,

6

100

3

10

3

4

V

U

U

m

m

 

 

U

m

 

THD(I

D

), % 

66mV 

1 % 

132mV 

2 % 

264mV 

4% 

0,528 V 

8% 

 

Aby THD(I

D

) nie przekroczył  4%, amplituda sygnału wejściowego sinusoidalnego 

musi być nie większą od U

m

 < 264mV. 

 
 
 
 

2. UKŁAD ZE WSPÓLNĄ BRAMKĄ – są stosowane rzadko. 

 

 

4 

 
 

3. UKŁAD ZE WSPÓLNYM DRENEM  

 

 

 

Rys.  5.7. Wtórnik źródłowy [U.Tietze..]   

 

 
Rezystancja wejściowa     

 

 r

we

 = r

gs

 + k

U0

R

S

 ≈ ∞;

 

 

 

(1) 

 
W   celu   obliczenia   WZMOCNIENIA   NAPIĘCIOWEGO  

posłużymy 

się 

równaniem (7)  

 

ds

ds

gs

m

d

dU

r

dU

g

dI

1

   

 

 

 

(7) 

 

 

Uwzględniając, że:  

 

;

s

wy

d

R

dU

dI

      

;

WE

WY

gs

dU

dU

dU

   

WY

ds

dU

dU

. 

I po podstawieniu do równania (7) mamy: 

 

WY

ds

WY

WE

m

S

WY

dU

r

dU

dU

g

R

dU

1

(

)

; 

 

lub 

 

 

 

WE

m

m

ds

S

wy

dU

g

g

r

R

dU

1

1

 ; 

 

lub 

 

 

 

ds

s

m

m

ds

s

s

ds

m

u

r

R

g

g

r

R

R

r

g

k

1

1

1

0

  ; 

 

 

5 

dla  

r

ds

>> R

s

 

 

m

s

s

s

m

s

m

u

g

R

R

R

g

R

g

k

1

1

0

   ;  

 

(2) 

dla  

R

s 

>> g

m

 

 

 

1

0

u

k

    

 

 

 

 

(2a) 

*

Wzmocnienie napięciowe jest bliskie jedynki, choć zawsze mniejsze jedności.

 

 

 

 

REZYSTANCJA WYJŚCIOWA. Aby wyznaczyć r

wy

 powrócimy do wyrażenia 

(2)

: 

 

WE

WY

s

m

s

m

u

dU

dU

R

g

R

g

k

1

0

  , 

które podzielimy postronne na 

g

m

: 

 

s

m

s

WE

m

WY

R

g

R

dU

g

dU

1

  , 

skąd 

 

m

s

s

m

m

s

s

m

s

WY

g

R

R

g

g

R

R

g

R

r

1

1

1

1

. 

  

(3)

 

Biorąc pod uwagę, ze

  R

s 

>> 1/g

m 

, to 

 

m

WY

g

r

1

.   

 

 

(3a) 

 
 

Typowa wartość r

wy

 wynosi kilkaset omów. 

 
 

Można wskazać następujące wady wtórnika źródłowego: 

- podwyższona wartość rezystancji wyjściowej w porównaniu z TB; 

- w  trakcie  przekazywania  sygnału  waha  się  transkonduktancja 

g

m

  jak i  rezystancja 

wyjściowa, co powoduje pewną nieliniowość (zniekształcenie) sygnału wyjściowego. 
 
 
 
 

 

6 

Poprawę parametrów wtórnika źródłowego można uzyskać (P. Horowitz, W. Hill: 
Sztuka elektroniki, Część 1, Warszawa,1995): 

 

 

 

-  zastępując rezystor R

S

 źródłem prądowym. 

Stałość  prądu  źródła  sprawia,  że    wartość 
napięcia  U

GS

  jest  prawie  stała,  co  dale 

zmniejszenie zniekształceń nieliniowych  

 

 

 

 

 

 

 

-  układ  wtórnika  źródłowego  złożony  z  dwóch  tranzystorów  polowych  (Rys.3.28) 

dobranych  w  parę.  Przez  tranzystor  T2  płynie  prąd  o  wartości  określanej 
napięciem bramki U

GS  

= 0. Tak więc dla obu tranzystorów mamy U

GS  

= 0 i w ten 

sposób otrzymaliśmy  wtórnik  źródłowy  o  zerowym  przesunięciu  napięcia  miedzy 
wejściem a wyjściem; 

-  omawiany  układ  z  Rys.3.28  bywa  zwykłe  modyfikowany  przez  dodanie 
rezystorów  w obwodach  źródeł  TP  –  patrz.  Rys.3.29. Tak  zmodyfikowany  układ 

umożliwia  ustalenie  innej  niż  I

DSS

  wartości  prądu  drenu  I

D

.  Ten  układ  wtórnika 

jest bardzo popularny, jako stopień wejściowy wzmacniaczy odchylania pionowego 

oscyloskopów.