Samozřejmě, nejbližší J-FET k tomu zadání je spíše
BF245B až C, jeho strmost je v téměř lineární části převodní charakteristiky vyšší, než 3,5mA/V - to zakřivení převodní charakteristiky v oblasti nejmenších proudů je značné a zkresluje výsledek (viz charakteristika na str. 5 katalogového listu).
Zkus sledovat úvahu, jakou bych do toho šel já:
když si na základě charakteristiky zvolím proud 5mA, kolem kterého je již linearita přijatelná až dobrá, pak mi vychází, že U
S potřebuji proti zemi o 1,2V zvednout (aby U
S=U
G+1,2V, je třeba, aby řídicí elektroda G, na které je pomocí R
1 udržovaný potenciál země 0V, měla proti source S o těch 1,2V zápornější napětí).
Tomu podle Ohmova zákona odpovídá odpor R
S=1,2V/5mA=240Ω.
Pro tento příklad nemusím snad volit hodnotu z normalizované řady, konečně rozptyl parametrů J-FETu kus od kusu si při definitivní konstrukci nakonec třeba vyžádá změnu hodnoty.
Dobře: máš hodnotu R
S=240Ω a na tomto odporu zůstává napětí U
S=1,2V.
Do napájecího napětí 12V ti zbývá 12-1,2=10,8V.
Aby zesilovač mohl zpracovat co největší rozkmit signálu kolem pracovního bodu, je dobré, když se tento zbytek napětí rozdělí mezi R
D a tranzistor, zde tedy 10,8/2=5,4V ti musí zůstat na R
D. Pak zbude i U
DS=5,4V.
Protože tranzistor je už "podložený" napětím 1,2V, pak na drainu bude U
D=5,4+1,2V=6,6V. Souhlasí to? Samozřejmě ano.
Opět Ohmův zákon: drain odebírá z odporu proud 5mA, na odporu R
D musí zůstat 5,4V, tedy R
D=(U
N-U
D)/I
D=5,4V/5mA=1080Ω.
Pro rozptyl hodnot tranzistorů a tolerance součástek platí opět, co už jsem uvedl.
Podle katalogu je proud řídicí elektrodou i při teplotě přechodu 125°C menší, než 0,5µA, ovšem při předpětí -20V. My máme předpětí U
GS=-1,2V, při jakém nepřestoupí proud I
Ghodnotu kolem 30nA, při normálních teplotách ještě mnohem nižší.
Přesto si nechám rezervu pro případ, že by to zapojení někdo hodil do vařicí vody, mezi lidmi se dnes najdou neuvěřitelná TT: zvolím-li velikost R
1=100kΩ, pak na něm vznikne v krajním případě úbytek 3mV, čili R
1 můžu použít i desetinásobně větší, aniž bych ovlivnil vlastnosti zapojení, tedy 1MΩ.
Protože vstupní odpor J-FETU se v oblasti SKP limituje k nekonečnu, lze jej pro výpočet zanedbat. Tedy vstupní odpor zapojení odpovídá jen hodnotě odporu R
1. Kapacita C
1 má být tak velká, aby její reaktance na nejnižším přenášeném kmitočtu byla nanejvýše stejná, jako vstupní odpor. Z toho vychází, že pro přenos kmitočtu 20Hz stačí C
1=1/(2*π*f*R
1)=8nF nebo víc.
Pro kontrolu: napěťové zesílení stupně se může jen zdola blížit hodnotě RD/RS, v tomto případě 1080/240=4,5 - ve skutečnosti bude výrazně nižší, protože k RD je pro malé střídavé signály připojená paralelně ještě výstupní impedance tranzistoru a zatěžovací odpor. Ale to už tu zaznělo.
Tak to zkus vybrat třeba jiný pracovní bod a dorazit zbytek podle zadání.