Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Основные параметры ПТСтр 1 из 8Следующая ⇒ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ В УСТРОЙСТВАХ “DISTORTION” Авторы: В.Дисторшен и А.Овердрайв Статья ориентирована в первую очередь на тех, кто самостоятельно пытается разработать и изготовить эффект “distortion” (overdrive, дистошн, дисторшен, овердрайв) для гитары. Введение В настоящее время многие пытаются построить подобные устройства на полевых транзисторах (ПТ, JFET), но некоторые специфические особенности этих электронных приборов зачастую отпугивают конструкторов, хотя эти транзисторы имеют много несомненных преимуществ в сравнении с биполярными транзисторами и электронными лампами (высокое входное сопротивление; малый шум; возможность питания напряжением 9V; плавность выходной ВАХ. Основным недостатком полевых транзисторов является существенный разброс параметров в пределах даже одной партии, что создает определенные трудности при отладке устройств. В статье анализируются каскады усиления на ПТ, приводятся формулы для расчета параметров этих каскадов, даются рекомендации по применению транзисторов в зависимости от назначения каскада.
Основные параметры ПТ Из всего многообразия полевых транзисторов мы остановимся на ПТ с каналом n-типа (JFET). Приборы с каналом n-типа имеют наилучшие шумовые характеристики в сравнении с МДП (МОП, MOS) транзисторами и аналогичными ПТ с каналом p-типа. ПТ с каналом n-типа изображается на электронных схемах символом: Рис.1. n-канальный ПТ (n-JFET).
Стоко-затворная и выходная вольт-амперные характеристики изображены на рис.2 и рис.3. Рис.2.Стоко-затворная ВАХ ПТ (КП303Г Uо=–2V, Ic=4mA).
Зависимость тока стока от напряжения затвор-исток имеет квадратичный характер и с достаточной степенью приближения описывается выражением: , где I0 –начальный ток стока (ток стока при Uзи=0); U0 –напряжение отсечки (напряжение между затвором и истоком при котором ток стока менее 10мкА). Из выражения (1) следует, что в «малосигнальном» режиме в спектре сигнала на выходе каскада на ПТ будет присутствовать в основном 2-я гармоника. Семейство выходных ВАХ представлено на рис.3. Рис.3. Выходные ВАХ n-канального ПТ
Анализируя выходные ВАХ ПТ, не будем углубляться в рассуждения о том, что здесь различают две области: резистивную и область насыщения – эту информацию можно почерпнуть из других источников. Обратим внимание на другой немаловажный параметр ПТ, не указываемый в паспорте, – собственный коэффициент усиления транзистора µ (аналогичная характеристика есть и у ламп). На рис.3 µ – тангенс угла наклона касательной к рабочей точке на ВАХ. Конечность этого коэффициента обусловлена паразитной модуляцией сопротивления канала при изменении напряжения на стоке. Примечание. Приближенно для различных типов ПТ m можно определить по формуле: , где Uотс –напряжение отсечки ПТ, k – коэффициент, зависящий от типа ПТ (для отечественных ПТ см.табл.1).
Таблица 1. Тип k КП302 50 КП303 100 КП307 150 КПС104 200
Из семейства выходных ВАХ отчетливо видно, что при приближении к резистивной области (начальный участок ВАХ) собственное усиление транзистора начинает уменьшаться. Также хорошо видно, что µ значительно выше на ВАХ, соответствующей работе при напряжениях затвор-исток близких к отсечке (нижняя кривая). Таким образом, мы приходим к выводу, что с точки зрения собственных усилительных свойств ПТ, лучше работать в области малых токов стока, т.е. при Uзи близких к напряжению отсечки. В режиме начального тока стока ПТ следует использовать лишь при малых входных сигналах (амплитуда менее 0,3V) и необходимости получения наилучших шумовых характеристик. Итак, при большом токе стока: · ухудшаются усилительные свойства каскада на ПТ, · потребляемый ток каждого такого каскада может составить 3-10mA, что значительно сокращает время работы от автономного источника питания. · амплитуда входного напряжения ограничена для положительной полуволны значением около 0,3V (несколько варьируется в зависимости от типа ПТ). Т.к. сигнал с гитары имеет двойную пиковую амплитуду до 2-3V, то использовать такой режим в нашем случае нецелесообразно.
Кроме начального тока стока и напряжения отсечки, важной характеристикой ПТ является крутизна. В паспортных данных указывается максимальное значение крутизны (начальная крутизна), равное у большинства ПТ удвоенному отношению начального тока стока к напряжению отсечки: . Для заданного тока стока Ic крутизна ПТ определяется формулой:
Часто используется обратная величина – сопротивление канала ПТ, которое численно равно:
Шумовые характеристики ПТ выше частоты сопряжения избыточного шума определяются именно сопротивлением канала. Шумовой ток ПТ очень мал и не практически сказывается при сопротивлении источника сигнала на входе менее 1МОм. Спектральная плотность ЭДС шума для ПТ (без учета низкочастотного избыточного шума) может быть определена из выражения: . Т.е теоретически ПТ с большой крутизной должны шуметь меньше, но в диапазоне частот до 3кГц (самый интересный для гитаристов) шумы ПТ в большей степени зависят от частоты среза избыточного шума, называемого еще фликкер-шумом. Ярким примером здесь являются отечественные ПТ серии КП302. Теоретически эти ПТ с большой крутизной должны иметь спектральную плотность ЭДС шума около , и давать общую ЭДС шума в звуковом диапазоне частот около 0,14мкВ. Реально же, шумы этих ПТ имеют в 6-15 раз больший уровень, что объясняется именно высокой частотой сопряжения избыточного шума (от 5кГц и выше). В конце статьи мы еще раз вернемся к вопросу шумов ПТ. Далее рассматриваются распространенные (и не очень) схемы включения ПТ, и проводится анализ возможностей их использования при усилении и спектральном преобразовании сигнала гитары.
|