Расширение динамического диапазона на полевых транзисторах, при проектировании радиоприемных устройств, часто возникает проблема получения регулируемых каскадов, с сохранением линейности в широком диапазоне уровней входных сигналов. Одним из наиболее подходящим для этих целей элементом является полевой транзистор. Как известно, верхняя граница динамического диапазона входного сигнала определяется в основном нелинейностью проходной характеристики транзистора.
Из экспериментальных исследований выяснилось, что проходные характеристики транзисторов при фиксированных напряжениях на стоке и втором затворе характеризуются ограничением возрастания тока канала при увеличении напряжения на первом затворе. Это свойство и положено в основу разработки каскадов с расширенным диапазоном регулировки в области больших сигналов.
Если с уменьшением напряжения на втором затворе одновременно увеличивать напряжение на первом так, чтобы ток стока оставался неизменным, можно достигнуть области, в которой крутизна S = 0 на весьма протяженном линейном участке проходной характеристики. Режим, близкий к указанному, можно получить в схеме, приведенной на рисунке выше, при включении стабилизатора тока (Ic) в истоковую цепь. Поскольку потенциал первого затвора в этой схеме зафиксирован, напряжение на канале Uси в процессе регулировки изменяется, увеличиваясь при понижении напряжения Uиз2. Это требует некоторого увеличения приращения напряжения регулировки Uрег для получения заданного диапазона изменения крутизны. Стабилизатор тока построен также, как и в схеме, показанной на рисунке ниже.
Дополнительно увеличить диапазон регулировки при меньшем необходимом приращении Uрег можно, если одновременно понизить напряжение Uиз2 и Iс. Реализовать это условие можно, подав часть напряжения регулировки на базу транзистора VT2, включенного в цепь истока (рис. 2). Схема, представленная на рисунке, является одним из вариантов практической реализации регулируемого каскада со стабилизатором тока на транзисторе VT3.
Большое выходное сопротивление каскодной схемы позволяет применить полное включение в контур, а постоянство режима транзистора VT1 обеспечивает хорошую фазовую стабильность каскада во всем диапазоне регулировки. В исходном режиме при U = 0 с помощью потенциометра R1 можно установить напряжение на истоке VT1 в пределах -5…7В, что позволяет применить транзисторы КП306 и КП350 с любыми буквенными индексами или современные с лучшими характеристиками.
Пониженное напряжение Uси способствует улучшению шумовых характеристик каскада. Контур L1*, С6* настраивается на частоту ПЧ. Экспериментальные исследования каскада в системе АРУ на частоте 1 МГц подтвердили возможность работы в динамическом диапазоне входного сигнала более 80 дБ. Искажения сигнала в точке сток VТ2 эмиттер VT1 совершенно незаметны при уровне входного сигнала 1В и несколько проявляются с возрастанием этого уровня до 1,5…1,6В в основном за счет появления второй гармоники.