Консультация по истоковому повторителю

[_Serega_]

Нужна консультация по истоковому повторителю.
Имеем с виду простейшую схему, опишу словами.
Истоковый повторитель: Активный транзистор с изолированным затвором и каналом N типа . На него есть семейство выходных ВАХ. Этот транзистор истоком подключен с источнику тока, пусть идеальному, скажем 1 миллиАмпер.
Стоком к источнику питания 15 вольт.

Затвор сидит на постоянном напряжении пусть 10 вольт.
Нужно посчитать постоянный потенциал в точке соединения истока с источником тока, т.е. на выходе.
И так и сяк думал...если по семейству ВАХ параллельно оси х провести линию тока, текущего через всю схему, а это ток источника тока в 1 мА., то выходит, что решений вроде как много. При разных напряжениях исток-затвор и при разных напряжениях сток-исток можно получть один и тот же ток стока. Т.е. можно зайти на пологий участок, а можно и по крутым пройтись.
Понимаю, что что-то не так...думал.

[Атос]

Затвор сидит на постоянном напряжении пусть 10 вольт....

Напряжения на затворе не может быть, по определению того, что называется напряжением,
Затвор то изолированный значит ток через него не течет.
На нём может быть потенциал,
Вопрос относительно чего?

[_Serega_]

На нём может быть потенциал,
Вопрос относительно чего?

Ну пусть потенциал, хотя это и без разницы.
Все потенциалы относительно земли.
Как посчитать потенциал в точке выхода истокового повторителя ?

[Атос]

Никак.
Это называется циклическая ссылка y=f(x);x=f(y)

[_Serega_]

Никак.
Это называется циклическая ссылка y=f(x);x=f(y)

Ну это даже я понимаю.

Схема-то установится в какое-то состояние ведь, не будет же болтаться вечно туда-сюда.
Стандартная схема, применяется и главное РАБОТАЕТ кругом и всюду.
Какова методика расчета таких схем ?

[6724aleks]

Как посчитать потенциал в точке выхода истокового повторителя ?

Исходя из определения "истоковый повторитель" - коэффициент усиления по напряжению которого 0,7-0,9
Соберите схему и посмотрите что получится
P.S.http://www.skilldiagram.com/gl3-8.html

[_Serega_]

Соберите схему и посмотрите что получится

Мнда....ссс.
21-й век, однако. Все сперва моделируют теоретически, потом клепают в металле.
Ну кто сут силен посчитать статику схемы на ОДНОМ транзисторе !?

[6724aleks]

Ну кто сут силен посчитать статику схемы на ОДНОМ транзисторе !?

На ОДНОМ можно и сразу клепать
Дождитесь FAI4

[Атос]

...Ну кто сут силен посчитать статику схемы на ОДНОМ транзисторе !?

Схема-то установится в какое-то состояние ведь, не будет же болтаться вечно туда-сюда.

Гавно вапрос. U=IR такую формулу нигде раньше не встречали
Ток вам известен, осталось подставить реальное внутреннее сопротивление вашего источника тока.
А тип транзистора и напряжение на стоке не имеют никакого значения.

[FAI4]

Идеальный источник тока будет генерить бесконечно большое напряжение, чтобы сохранить нужно значение тока.

Поэтому такое условие некоректно.
Так включать нельзя!

Нарисуйте полную схему, чтобы было понятнее

[КВК]

Объясните неучу, плиз, зачем вообще истоковому повторителю может понадобиться источник тока в истоковой цепи.

[old_hippie]

Никак.
Это называется циклическая ссылка y=f(x);x=f(y)

Ну это даже я понимаю.

Схема-то установится в какое-то состояние ведь, не будет же болтаться вечно туда-сюда.
Стандартная схема, применяется и главное РАБОТАЕТ кругом и всюду.
Какова методика расчета таких схем ?

Истоковый повторитель (как и эмиттерный) не обладает автоматической рабочей точкой.
Чтобы оно работало, затвор (или базу) необходимо привязать по постоянному напряжению.
Обычно привязывают или к выходу предыдущего каскада (если это умощнение выхода), либо к резистивному делителю (если это увеличивающий входное сопротивление каскад при униполярном питании), либо резистором к общему (если это увеличивающий входное сопротивление каскад при биполярном питании).

В Вашем случае проще всего задать напряжение питания на стоке, половину от него задать как напряжение затвора, источник тока в исток - и все решится однозначно.
Резистивный делитель на входе считается отдельно, к режиму полевика он практически не имеет отношения (в случае биполярника - имеет).

[novosibiretc]

Объясните неучу, плиз, зачем вообще истоковому повторителю может понадобиться источник тока в истоковой цепи

ТС пытается "впихнуть невпихуемое", соединяя последовательно два источника тока.
Атос
"Гавно вапрос..."
Вот господину понятно, как это сделать!

[old_hippie]

Объясните неучу, плиз, зачем вообще истоковому повторителю может понадобиться источник тока в истоковой цепи

ТС пытается "впихнуть невпихуемое", соединяя последовательно два источника тока.

Истоковый повторитель ни разу не источник тока. Это источник напряжения, управляемый напряжением.

[Атос]

ТС пытается "впихнуть невпихуемое", соединяя последовательно два источника тока. !

не последовательно, а зависимо

Походу понимание ТС буксует в терминах.
полагаю следовало бы вести речь о стабилизаторах тока
Которые порою называют источниками

[FAI4]

Тогда наверное все просто

Ic = Uотс / Ri

[_Serega_]

Тогда наверное все просто

Ic = Uотс / Ri

Нет, все не так.

Картинка примерно такая как тут уже рисовали:




Но параметры я описал в самом первом сообщении:

СТОК транзистора +15 вольт
ЗАТВОР транзистора НЕ на земле, а на +10 вольт.
Источник тока идеальный 1 ма. как на картинке.
Вопрос: Каков потенциал и какова методика расчета в точке соединения истока и источника тока, т.е. на выходе плвторителя.
Ответ я в общем-то знаю, но моя методика, мне известная, слишком громоздская и неудобная.

[Атос]

Ну что ж пора по второму кругу

Это называется циклическая ссылка y=f(x);x=f(y)

[_Serega_]

Ну что ж пора по второму кругу

Это называется циклическая ссылка y=f(x);x=f(y)

Вообще-то я жду грамотного ответа от грамотного схемотехника как делается расчет такой схемы в статике/по постоянному току. Эти схемы приведены, например в книжке Хилл Хоровиц "Искусство схемотехники", но к сожалению в ней нет расчета по постоянному току.

Через весь каскад, т.е. через источник тока и через активный транзистор будет протекать ток задаваемый источником тока, при в общем-то любом напряжении на затворе активного транзистора.
Если ток через транзистор известен, то в области пологих характеристик мы придем к ситуации, что напряжение в точке выхода, т.е. в истоке, подтянется самостоятельно к такому значению напряжения, чтобы обеспечить при данной разности напряжений затвор-исток ток через транзистор равный заданному источником тока. Напряжение на затворе известно, ток через транзистор известен, значит из выходных ВАХ-ов запросто находим разность напряжений затвор-исток, при котором через транзистор течет заданный ток, т.к. в пологих характеристиках ток транзистора не зависит от напряжения сток-исток, а определяется ТОЛЬКО напряжением затвор исток.
Повторяю, это все в области пологих характеристик, т.е. в линейной области, а при достаточно большой разнице между напряжением стока и затвора, скажем 30 вольт на стоке и 10 на затворе, мы всегда будем в пологой (иногда называют областью насыщения) области. Вот и всё графическое решение.
Но есть еще и крутая область, вот с ней-то и вопрос.

[6724aleks]

_Serega_
Теория это одно, практическая схема - другое. Свою практическую схему выложите для наглядности,
хотя бы что нибудь такое

[FAI4]

Нужно смотреть проходную характеристику транзистора.

На затворе будет такое напряжение (относительно истока),
при котором ток стока будет равен значению источника тока

В чем собственно суть вопроса?
Поупражняться в остроумии?

[_Serega_]

Нужно смотреть проходную характеристику транзистора.

На затворе будет такое напряжение (относительно истока),
при котором ток стока будет равен значению источника тока

Ну да, именно про ЭТО я и написал, но не все так однозначно.

В чем собственно суть вопроса?
Поупражняться в остроумии?

Ну что же непонятного ?
Никаких упражнений в остроумии !

Если взглянуть на семейство выходных ВАХ и провести линию тока , скажем, в 1 ма параллельно оси х (ось напряжений сток-исток). То можно заметить, что линия тока пересекает все семейство ВАХ в НЕСКОЛЬКИХ точках на крутых участках и в одном месте на пологом, ну собственно на пологом линия тока сливается с одной из веток выходной ВАХ как раз при нужном напряжении затвор-исток.
Получается, что решений много.
А на самом деле оно одно, а какое правильное я не знаю, вот и спрашиваю.

Моделирование в программе дает ответ.
Сам я знаю ответ для пологого участка.
А для крутого НЕ знаю.

Есть еще один очень нудный графический путь с перестройкой выходных ВАХ по убываню напряжений сток-исток и соотв. затвор-исток, и в конце концов приходишь к решению, но это настолько НУДНЫЙ и громоздкий путь, что...

Проходная характеристика и даже их семейство, ничего не даст, будет так же много решений, уже пробовал.

Вот кто точно знает методику расчета схем, просьба и ответить, а то ответов много, а толку мало.
Или литературу посоветуйте, где мой вопрос описан.

[_Serega_]

_Serega_
Свою практическую схему выложите для наглядности,

Ну вот схема:

[FAI4]

Давайте уже сюда семейство ВАХ транзистора

[Атос]

Наверное надо ещё раз про циклическую ссылку рассказать

Потенциал на затворе относительно общей шины зависит от напряжения выдаваемого источником тока.
Напряжение источника тока зависит от нагрузки. Нагрузкой является переход Исток-Сток транзистора
Сопротивление перехода зависит от потенциала на затворе. Круг замкнулся.

Идеальный источник тока имеет бесконечно высокое внутреннее сопротивление и бесконечное напряжение.
Таким образом Потенциал на истоке по отношению к затвору имеет бесконечно большой потенциал,
а следовательно транзистор закрыт.

Чтобы система стала устойчивой надо привязать потенциал на затворе к истоку или стоку .

Мне кажется вы не очень хорошо представляете что такое ИСТОЧНИК ТОКА
иначе как понимать направление стрелки?

[FAI4]

По мере того, как на истоке будет подниматься потенциал - транзистор начнет закрываться.
Ток начнет уменьшаться и застабилизируется на уровне определяемом (грубо) соотношением напряжения отсечки и сопротивления в цепи истока.
Это в реальной схеме.

В схеме с "идеальным" источником тока,
последний начнет бесконечно увеличивать напряжение на своих выводах, чтобы вернуть значение тока.

В результате напряжение на истоке возрастет хоть до 1000 вольт (реально ниже), пока транзистор не начнет пробиваться (пробой диэлектрика Затвора).

Вот при достижении тока пробоя Исток-Затвор равного источнику тока,
"идеальный источник" успокоится.

Таким образом на истоке установится относительно затвора напряжение пробоя, при котором ток пробоя равен 1 мА, если пробой обратимый.

Если пробой необратимый, то З-И "прошьется" (т.е. пробьется изоляция затвора) и соответственно напряжение на источнике тока станет равным практически напряжению затвора (10В в данном случае).

_______________________________________________________

Т.е. в данном случае эта схема не имеет определенной точки стабилизации (рабочей точки)
Такая схема - НЕКОРРЕКТНА.

Лучше замените источник тока обычным резистором, подобрав его номинал, чтобы ток в цепи истока был равен 1мА.


ЗЫ, Где вы эту схему моделируете?

[FAI4]

У данного источника тока есть внутреннее сопротивление/проводимость - ?

[old_hippie]

У данного источника тока есть внутреннее сопротивление/проводимость - ?

Хороший вопрос. Если это "обычный" источник тока, типа того, что нарисовал уважаемый Атос, то никакого повышения напряжения до киловольта и выше речи идти не может. Он просто уйдет в отсечку тока.

В любом случае, Вы правы - повторителя как такового, с источником тока в истоке, не получится.
При увеличении напряжения на затворе, напряжение на истоке будет увеличиваться.
А вот при уменьшении напряжения на затворе выходное сопротивление каскада станет равным сопротивлению источника тока, а это в идеале бесконечность. Т.о., напряжение на выходе станет зависеть от того, к чему подключен этот каскад.

Т.е., напряжение на истоке, в диапазоне от напряжения на затворе до напряжения стока, является неопределенным.

[6724aleks]

_Serega_
Практическая схема должна выглядеть как то так
Собрал из того что было под руками за 10 минут
При изменении напряжения на затворе от 5,2В до 13,2 напряжение на выходе изменяется от 2,2 до 10В,
т.е. разница 3В
Кому курсовую пишем?

[old_hippie]

_Serega_
Практическая схема должна выглядеть как то так
Собрал из того что было под руками за 10 минут
При изменении напряжения на затворе от 5,2В до 13,2 напряжение на выходе изменяется от 2,2 до 10В,
т.е. разница 3В

А как при этом изменяется напряжение на резисторе 1,5к, в цепи эмиттера источника тока?

[6724aleks]

old_hippie
Извиняйте. обед заканчивается, если что еще-позже отпишусь, а на резисторе около 1,8 В БЕЗ ИЗМЕНЕНИЙ

[old_hippie]

old_hippie
Извиняйте. обед заканчивается, если что еще-позже отпишусь, а на резисторе около 1,8 В БЕЗ ИЗМЕНЕНИЙ

Спасибо. Интересный результат. Надо его осмыслить =)

[6724aleks]

По входной ВАХ на IRF540 начинает открываться при Uзи 3В, соответственно на истоке и должно быть меньше на 3

Реальный источник тока будет выдавать 1мА при нагрузке в цепи коллектора от 0 Ом(соеденен с +15В) до
(15-2,5)/1мА =12,5кОм, где 2,5В(приблизительно взятое для упрощения) падение напряжения на эммитерном резисторе и открытом переходе КЭ (для приведенной в пример схемы)

При постоянном напряжении на затворе и при уменьшении, по каким либо причинам, сопротивления перехода СИ , напряжение на истоке увеличивается , что приводит к закрыванию и наоборот - при увеличении сопротивления перехода - к уменьшению напряжения (стабилизации)

Только я слабо представляю практическое применения данной затеи .

[FAI4]

"Источник тока" здесь в цепи истока - явно моветон.

Сама схема в целом будет держать строго заданный ток через R в цепи истока.

Формулу - писал выше...