Н. — Все больше и больше я убеждаюсь, насколько полевой транзистор похож на триод. В лампе ток не должен протекать по сеточной цепи. Для этого на сетку подают отрицательное относительно катода смещение. А усиление определяется изменением анодного тока, вызванным изменением потенциала сетки.

В полевом транзисторе также нет тока во входной цепи, т. е. между затвором и истоком, а переменное напряжение затвора определяет изменение тока стока. Это намного лучше того, что происходит в обычных транзисторах, где усиливаемые токи утомляются, так как создают ток база — эмиттер, что требует затраты определенной мощности.

Л. — Именно по этой причине полевые транзисторы часто применяют во входных каскадах приемников. Благодаря такому решению принимаемые антенной очень слабые сигналы не затрачивают энергии и эффективно усиливаются. Как видишь, в этом транзисторе, как и в триоде, входное сопротивление почти бесконечно.

Крутизна характеристики транзистора

Н. — А можно ли узнать, как изменяется ток стока в зависимости от изменений потенциала затвора?

Л. — Я сейчас нарисую очень простую схему, используемую для таких измерений, но сначала покажу тебе условные графические обозначения полевых транзисторов. В зависимости от типа полупроводника символизирующая затвор стрелка направлена в том или другом направлении (рис. 139).

Рис. 139. Условные графические обозначения полевых транзисторов из полупроводника типа n (а) и типа p (б).

А вот схема для интересующих тебя измерений (рис. 140).

Рис. 140. В полевом транзисторе из полупроводника типа n измеряют протекающий по нему ток Iс в зависимости от напряжения U3, приложенного между затвором и истоком. Это напряжение изменяют с помощью потенциометра R. Полученная в результате таких измерений кривая похожа на кривую, характеризующую зависимость анодного тока триода от потенциала сетки.

Как видишь, приложенный к затвору потенциал можно изменять с помощью потенциометра R, включенного параллельно батарее. Вольтметр показывает нам напряжение U3, приложенное между затвором и истоком, а миллиамперметр — ток стока Ic, создаваемого батареей Ec.

По результатам измерений вычерчивают кривую, показывающую изменение Ic, в зависимости от изменения U3. Обрати внимание, что большую часть этой кривой составляет прямолинейный участок. Кривая позволяет определить крутизну транзистора.

Ты видишь, что, когда напряжение U3 изменяется от —2 до — 1 В, ток Ic увеличивается от 1 до 5 мА. Следовательно, крутизна равна 4 мА/В. Это небольшая величина, однако некоторые полевые транзисторы имеют крутизну в несколько десятков миллиампер на вольт.

Напряжение смещения затвора

Н. — Я вижу, что по сравнению с обычными транзисторами типов n-р-n и р-n-р полевой транзистор обладает рядом преимуществ. Но мало хорошего в том, что он требует применения двух источников напряжения: батареи для подачи смещения на затвор и батареи, дающей ток стока.

Л. — Успокойся, Незнайкин, одного последнего источника будет вполне достаточно. Ты помнишь, как подают отрицательное смещение на сетку триода?

Н. — Конечно, смещение получают с помощью анодного тока, создающего падение напряжения на резисторе, в результате чего катод становится положительным относительно сетки.

Л. — Точно так же мы сделаем и для нашего транзистора. Между его затвором и отрицательным полюсом батареи Есвключим резистор R и зашунтируем его конденсатором С, предназначенным для пропускания переменных составляющих тока стока (рис. 141).

Рис. 141. Благодаря падению напряжения на резисторе R затвор становится отрицательным относительно истока. Протекающие по нагрузочному резистору Rс токи порождают напряжения, которые с усилительного каскада подаются через конденсатор C1 на следующий каскад.

Постоянная составляющая этого тока, проходя по резистору R, создает падение напряжения, которое делает исток транзистора положительным относительно отрицательного полюса батареи. Затвор же через источник переменного напряжения соединен как раз с этим полюсом. Таким образом, затвор становится отрицательным относительно истока.