Wzmacniacze mikrofalowe

Zasadniczym problemem jest ustalenie punktu pracy tranzystora. Planując polaryzację tranzystora i wykorzystanie całego pola charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora należy sobie zdawać sprawę z ograniczeń i niebezpieczeństw. Pokazano je na rys.6.10 dla tranzystora FET na przykładzie rodziny charakterystyk I_ds(V_ds,V_gs). W ogólności można wyodrębnić 4 obszary, które nie powinny być wykorzystywane:

• obszar V_gs>0, gdyż grozi to wejściem złącza bramka - źródło w stan przewodzenia i zniszczeniem tranzystora,
• region małych napięć V_ds, obszar zagięcia charakterystyk, ze względu na silne nieliniowości,
• zagęszczenia w regionie małych prądów I_ds, w okolicach odcięcia prądu, ze względu na nieliniowości,
• region dużych napięć V_ds, obszary przebicia, grożą zniszczeniem przyrządu.

Rys.6.10. Pole charakterystyk  I_ds(V_ds,V_gs) tranzystora FET    

Mimo tych ograniczeń pozostaje dostatecznie dużo miejsca do pracy. 
Należy teraz poznać odpowiedzi na dwa ważne pytania: 

• jaką impedancję obciążenia powinien widzieć tranzystor,
• gdzie ulokować punkt pracy tranzystora.

Dla tranzystora z rys.6.10 ustalamy rezystancję R_L tak, aby była „przekątną” dla obszaru dozwolonej pracy. Jest to w naszym przypadku rezystancja 34 Ω, co pokazano na rys.6.11.  

Rys.6.11. W pole charakterystyk I_ds[V_ds] wpisano rezystancję R_L=34Ω 
i otrzymano charakterystykę I_ds[V_gs].

Można teraz wyznaczyć położenie charakterystyki  I_ds(V_gs), co także pokazano na rys.6.11.
Rodzą się dodatkowe pytania, jak praktycznie zrealizować rezystancję R_L=34Ω i czy od strony wrót wyjściowych wzmacniacza będzie on dopasowany? We wrotach wyjściowych tranzystora należy ulokować impedancję, która wraz z impedancją wyjściową tranzystora znajdzie się, dla wybranej częstotliwości w rezonansie, wtedy tranzystor będzie widział czystą rezystancję. Odpowiedź na drugie pytanie jest negatywna, wrota wyjściowe wzmacniacz nie będą dopasowane.
Wróćmy teraz do drugiego z poprzednio zadanych pytań, gdzie ulokować punkt pracy? Ustalmy najpierw w jakiej klasie ma pracować wzmacniacz.