SU560192A1 - Устройство температурной коррекции характеристик полевых транзисторов - Google Patents

Description

1

Изобретение относнтс  к схемам темнературной коррекции параметров линейных и нелинейных элементов, предназначено дл  стабилизации в широком диапазоне изменени  температур характеристик нолевых транзисторов и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах и устройствах автоматического регулировани , а при создании образцовых, управл емых электронным путем проводимостей.

Известны устройства термостабилизации параметров полевых транзисторов, которые позвол ют эффективно термокомпенсировать параметры элементов лишь в одной, рабочей точке характеристики.

Известиа схема температурной стабилизации полевого транзистора, содержаша  источник унравл ющего напр жени , резисторы и измерительный прибор.

НедостаткОдМ известного устройства  вл етс  отсутствие термокомпенсации в широком интервале напр жений затвора. В результате характеристика управлени  проводимостью канала получаетс  на термостабильной. Это объ сн етс  свойствами полевых транзисторов , состо щих в том, что при изменении температуры окружающей среды выходные параметры полевых транзисторов (нроводимость канала, крутизна, ток стока) с одной стороны уменьшают свою величину вследствие изменени  подвижности носителей в канале, а с другой - увеличивают за счет изменени  контактной разности потенциалов перехода затвор - канал, и взаимна  компенсаци  этих

двух механизмов изменени  параметров возможна лишь в одной точке, так называемой тер.мостабильной.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона коррекции.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены масштабный усилитель, в цепь обратной св зи которого включен термозависимый элемент, источник напр жени  компенсации, источипк напр жени  восстановлени , при этом первый вход масштабного усилител  через резистор соединен с истоком полевого транзистора, второй вход масштабного усилител  соединен через второй и третий резисторы с источником управл ющего

напр жени  и измерительны.м прибором н через четвертый резистор с источником напр жени  компенсации, а выход масштабного усилител  соединен через резистор с затвором полевого транзистора и через другой резистор - с источником напр жени  воссталовлени .

Сущность термокоррекции характеристик состоит в том, что управл ющее напр жение прежде чем подать на затвор транзистора

предварительно корректируют в направлении, противоположном изменению параметров транзистора в диапазоне температур. Коррек тирующее устройство в виде масштабного усилител  с термозависимой обратной св зью сопр женное с термостабильной точкой иссле дуемой характеристики полевого транзистора путем соответствующего выбора величин ре зисторов и напр жений компенсации и вос становлени , позвол ет осуществить практиче ски полную термокоррекцию характеристик полевых транзисторов в достаточно широком интервале температур. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства температурной коррекции характеристик полевых транзисторов; на фиг 2 - одна из характеристик полевого транзистора (проводимость канала в зависимости от напр н ени  затвор-исток, ири двух значени х температур окружающей среды, совмещенна  с амплитудной характеристикой масштабного усилител  и по си юща  приицип ее температурной коррекции). Оиисываемое устройство содержит испытуемый транзистор 1, источник управл ющего напр жени  2,. масштабный усилитель 3, содержащий в цепи отрицательной обратной св зи термозависимый элемент 4, включенный между его выходом и инвертирующим входом, резисторы 5-8, источник напр жени  компенсации 9, резисторы 10, 11, источник напр жеНИН восстановлени  12, измерительный прибор 13. Описываемое устройство работает следующим образом. Пусть при нормальной температуре ti корректируема  характеристика полевого транзистора занимает положение А (фиг. 2), а при температуре выше нормальной tz положение Б, тогда местоположение термостабильной точки 14 на этой характеристики однозначно определено. Если расположить амплитудную характеристику масштабного усилител  3 в системе координат Увых. у, OUax.y, начало отсчета которой смещено относительно системы координат UzOUj вдоль осей последней на величину напр жени  затвора С/зо. соответствующего термостабильной точке, и выбрать результирующий коэффициент усилени  схемы коррекции при нормальной температуре t, равным единице, то напр жение управлени  t/y источника 2 будет в точности соответствовать напр жению затвора Из иолевого транзистора 1, а амплитудна  характеристика устройства коррекции будет занимать положение В. При повышенной температуре t. результирующа  амплитудна  характеристика схемы коррекции должна занимать иоложение Г, изменив наклон но отношению к своему иоложению В при ti на некоторый угол ф. Чтобы построить этот угол, достаточно задатьс  каким-либо значением проводимости канала полевого транзистора GI или G, отсто щего от значени  проводимости термостабильной точки , и спроектировать точки характеристик А И Б, определ ющих при температурах i и tz 6 и выбранных GZ или GI напр жение затвора t/32 и Usz или Uzi и Uzi на результирующую характеристику В устройства коррекции. Напр жению t/,42 соответствует напр жению , а устройства коррекции. Пересечение проекций напр жений t/y2 и или и f/ai определ ет искомые точки 15 и 16, через которые должна проходить результирующа  амплитудна  характеристика Г устройства коррекции при температуре 2. Эта характеристика одновременно проходит через начало отсчета О системы Свых-у Ot/вх.у, поэтому точку 16 строить не об зательно. Аналогично поступают и в случае коррекции других характеристик полевых транзисторов , например сток-затворный, которые существенно отличаютс  от линейной, однако с тем отличием, что ностроение совершают с помощью касательных к этим характеристикам в термостабильной точке при двух значени х темиературы окружающей среды. Использу  данное ностроепне, несложно определить требовани  к термозависимому элементу 4, при которых устройство коррекции обеспечит автоматическое изменение угла, осуществл   полную термокомпенсацию характеристик в широком диапазоне изменени  температур. Устройство работает следующим образом. Первоначально на его вход от источника управл ющего напр жени  2 подают напр жение , равное напр жению термостабильной точки f/30 транзистора 1, которое затем полностью компенсируют напр лсением источника компенсации 9 до нулевого уровн , при этом масштабный усилитель 3 с помощью резисторов 5, 8 отрегулирован так, что при изменении величины проводимости термозависимого элемента 4 в относительно широких пределах напр ЛСение на его выходе не измен етс  и равно нулю, а результируюп ий коэффициент передачи устройства коррекции равен единице и восстановлен уровень напр л-сени  затвора UM полевого транзистора 1 с помощью источника напр жени  восстановлени  12. При таких услови х напр жение источника управл ющего напр жени  2 в точности совпадает с наир жением затвора транзистора 1 и показаии  измерительного прибора 13 в диапазоне управл ющего напр л ени  Ly соответстуют характеристике 0 1() при нормальой температуре. Изменение температуры окрулсающей среы в одну из сторон приводит к повороту хаактеристики А вокруг термостабильной точи полевого транзистора 1, например, в наравлении местоположени  характеристики . Одновременно с этим термозависимый элеент 4 измен ет свою проводимость таким обазом , что амплитудна  характеристика В асштабного усилител  3 стремитс  к измеению своего положени  вокруг точки О сисемы кородинат f/Еых. у . у в направлении естоположени  амплитудной характеристики . В итоге напр жение управлени  f/y в устроистве коррекции получает нуж1гое приращение , соответствующее разности напр жений между координатами точек харгглтеристпк В и Г при определеипом напр жении t/y, и воздействует иа затвор полевого транзистора 1 нри данной температуре такой величиной, котора  необходима дл  сохранени  характеристики полевого транзистора при нормальной температуре и се индикаиии измерительным прибором по уровню напр жени , действующему на входе устройства коррекции t/y.

При изменении температуры окружающей среды в противоположную сторону работа схемы ко)рекции происходит в обратном пор дке , сохран   .характеристику (Uy), не подверженной вли нию температур в щироком интервале их изменени , как при нормальных услови х.

Аналогичным образом устройство работает и в случае коррекции характеристик полевых транзисторов в усилительиом режиме, например крутизны и тока стока в зависимости от напр жени  затвористок.

Ф о р i у л а н 3 о б ) с т е н и  

Устройство температурной коррекции характеристик полевых транзисторов, содержащее источник управл ющего напр жени , резисторы и измерительный прибор, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона коррекции, в него введены масщтабный усилитель, в цеиь обратной св зи которого

включен термозависимый элемент, источник напр жени  комиенсации, источник напр жени  восстановлени , ири этом первый вход масщтабного усилител  через резистор соединен с истоком полевого транзистора, второй

вход масщтабного усилител  соединен через второй и третий резисторы с источником управл ющего напр жени  и измерительным прибором и через четвертый резистор с источником напр жени  компенсации, а выход масщтабного усилител  соединен через резистор с затвором полевого транзистора и через другой резистор с источником напр жени  восстановлени .