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Circuit électrique
La présente invention concerne des circuits électriques et, plus spécialement* les circuits amplificateurs de signaux, mélangeurs, oscillateurs ou autres utilisant des transistors effet de champ*
Un type de transistor à ffet de champ, dit transistor à effet de cha@@ avec porte isolée, contient des électrodes-source$ collectrice et -porte formées sur un support semi-conducteur.
L'électrode-porte est disposée sur une couche de matière isolante recouvrant an canal conducteur entre l'électrode-source et lleo- trode-collectrice, Les circuits de transmission de signaux utilisant
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ordinairement le transistor à effet de champ avec porto isolée
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comprennent un circuit d'entrée connecte entre 1leatrade.sourae et l'ietrcie..porte de façon que le courant circulant donc le osiniil conducteur soit module par le chnmn l(lsotrl<1uo établi pnr In tension du signal dentrfr. Le signal rUIIPurit4 est produit dans un circuit de sortie couple entre li4lectrode-sourue et l'1.ltotrod. collectrice.
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Il s'est avrl1, pur exemple, que le dispositif à effet do Cl1tC"1' avec porte isolée peut être utilisa avantageusement dans des circuits de transmission de signaux, si un signal à trans- mettre est appliqué entre 1'élt'ctrode-sup!'!ort et l'leotroda",so\1roe.
En fait donc, le support constitue une seconde électrode de com- mnde pour le transistor à effet de champ avec porte isolée.
La présente invention procure un circuit électrique comprenant un transistor à effet de champ avec porte isolée Ayant des électrodes-porte, -source et collectrice forces sur un support
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semi-conducteur, un circuit d'entrée ou un circuit de formation ou de modification de signal connecta entre Le support et 1.'z;leotr ie. source, et un circuit de sortie coupio entre deux des dites élec- trodes.
Les circuits suivant l'invention peuvent être classes
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en deux catégories Cinérales. Dnns la promise ertp,nr3e de circuits, 1 électrode-support est po18rls(.w en sens inversa par rapnort 1* électrode-source et i,'clectrod colleetrioft Don crrz conditions, la caractéristique de transmission du dispositif est du )t In com. mande par effet de champ exercée pur les porteurs de charge dans le dispositif. t'éleotrode-oort et i'rleatro,ir,..eurapart présentent toutes deux une haute impédance et peuvent être IttiUSf.88 pour r.<. gler la trnnconduatance du dispositif.
Un signal d'entrée flput être tipp11,!ut. s1mul tlifll:4tmt à 1* électrode-porto et l1 électrode- support pour augmenter la triais conductance !IUidIlUM du dispositif relativement eu cas où les signaux ne sont appliquas qu'à une seule
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iAq1lectrodes de commande. 81 on le désire, des signaux différents peuvent être app1't,urs A V éleotrodo-pol'te et à l'électrode-support en vue du 1I'..'lHng de aicnilu.x, de comparaison etc...
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Dans la seconde catégorie de circuits suivant l'inven-
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tion, 1t<f's lectrod" source, collectrice et support jouent le rôle d'un transit tor biliolliirw ou à jonction. L'effet transistor est ob- tt'nu lorsque t'{lectr0de-support est polarise dans le sens passant ; }lE :r rapport à l'électrodc'-sourcn et en sens inverse par rapport 11 , l't'ifctrode collectrice. Comme exposa ci-aprs, un transistor h effet de chump avec porte isolée contient des jonctions redresseuses t'ut1't! l'Électrude-support et les électrodes source et collectrice rtiHfll.1ct.1vUfJ. Ccs jonctions redresseuses f{'nct1onrll'nt de lm mt\J'1A fit.,'011 <tHf les jonctions redresseuses bpse-'*mcttHur et, bl4se..callc...
Leur ..l'un transistor à jonction. Avec des circuits de ln seconde , oiitwnrift, l'Zectrnùe.p"rt présente une honte 1mp,(rlfIOOI. d'fntr<'a nloru (lUt> 1"im;1 dnnce d'entm'e de l'électrode support est relative- ment Crible. Le J1tipOtd tif peut donc être E'rr10ROomt'nt coupiez une pfiirh de source d sinoux ayimt des imflAdr.nc('8 nettt'!TIf'nt diffé-
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rentes.
L'expérience contre que le tension de 1* électrode-porte
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c:cr,o,mnuis la bêta du transistor source, t'011 f'>('tp\1r.. support, rJ'Aj{pr"';sion bt!.1 désigna 11, vuriation 1nf1tli t /stmnlc- dn cournnt colli di'couliint d'une vurll tion infin3t'si,n,,l. du courant de buse Un peut donc fuir!:' vnrifr lu tension de 3'tctrode-purte pour rl'l(>r le iitiii du tronsi tor t!(,)ltrCt.. '("'Illf,C'tp'lr-'111'\"(lrt sens a''placer son point de fonctionnement Unns 1M dessins flnnE'XfSI la Fitf, 1 fut une vuti !lCh.'l'1Uti,:UfO l'un trnnslator er.. fet lte cht'mp; la Hg. :2 est un coupe faite suivant les lignes -2 de 11' .1"1;;. il la FiK' ? est un grnphi"ue donnrtit dpl1 c,)il4-bts courant collncteur-tension collectrice pour diverses tonnions porte--source-
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du transistor de la Fig. 1;
la Figo 4 est un ochemf, d'un exemple d'un Itmr,l1f1oataur à transistor à effet de cnr.1I1p ilvec porto isolée suivant l'invention; la Fiel. 5 est un graphique donnant la curlictfrl:tt1qutt transconductanc..tension de polarisation de support de 1'1Implif1C'!:1.. leur de la 1. 4; 1.u k'i;. 6 est un ehmtt d'un f'utrt1 fuup111'leteur sui- ''rnt 1'inventionj lu Fig. 7 est un grtiphique montrant, à t1 tIP dus COI'1Y1H- 1'111 son Avec un circuit seroblfjblo dont le support est mis h la terre, les caractéristiques de trftrwconrluctnnce de lortmpliticatetir de la.
Trie. 6J lu bi-4 8 est un sch''fan d'un outre amslit3cetfm suivant 1 'invention} est 8cll"IDI.1 d'un llutrfJ nmpUf!cutullr flu:1VEint ticn} 1H Fig< 9 est un schéma d'un i'ilMUgeur suivant 1$inven- tion la Fig. 10 est un schéma de circuit d'un amplificateur
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fréquence double suivant l'invention}
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la Fig.
Il est une représentation schématique du tyran- sistor à effet de champ des Figa. 1 et 2; la Fig, 12 est un schéma d'un autre nmpl1f'icAtHur suivant l'invention utilisant un sernt-conducteur A effet de champ
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avec porte isolée)
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In fig, 13 est un grtiphiflut- donnant la cnrnotri3tif;ue tension collectrice-courunt collecteur du semi-conducteur de la !t'1r,. ; 5 pour différentes formes de 1 tension de polarisation de
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porte;
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la Fig, 14 est un schéma d'un amplificateur suivant l'invention d('(HJ lequel des aif;nnux différents sont apnlicluejs à
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l'électrode-porte et à 1'électrode-support;
et la Fig. 15 est un schéma de circuit d'un convertisseur
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de fréquence lJuto..oso111 Mnt suivant l'invention.
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lift Fig. 1 représente un transistor à effet de champ 10 pouvant être utilité avec des circuits suivant l'invention et ayant un corps 12 en matière semi-conductrice, Le corps 12 peut être monocristallin ou polycristallin et peut être en toute matière serai-conductrice utilisée pour préparer des transistors dans l'industrie dos semi-conducteurs. Par exemple, le corps 12 peut consister en du silicium quasi intrinsèque comme, par exemple, du silicium de type -P légèrement doté ayant une résistivité de 500 à 1. 000 ohms-cm.
Lors de la fabrication d'un dispositif représenté à la Fige 1, on dépose du silicium fortement dot<< sur la surface du corps en silicium 12. Le bioxyde de silicium est doté d'impuretés du type -N. On enlève, au moyen d'un procédé photo-résistif et pnr morsure à l'acide ou une autre technique appropriée, le bioxyde de silicium a l'endroit de la formation de 1' électrode-porte ainsi que sur les bords extérieurs de la plaquette en silicium, comme la Fin. 1 le montre. On laisse du bioxyde de silicium aux endroits de formation des régions de source et collectrice.
Un chauffe ensuite le corps 12 dans une atmosphère ap- propriée, de la vapeur d'eau pHr exemple, de façon que les oartles mises à nu du silicium soient oxydées de manière à obtenir des couches de bioxyde de silicium de croissance indiquées par los par- ties pointillés de la Fige 1. Pendant le traitement thermique, lets impuretés de lu couche de bioxyde de silicium déposées diffu- sent dans le corps en silicium 12, de manière à former les régions de source etcollectrice. La Fig. 2, qui est une coupe faite sui- vant la ligne 2-2 de la Fig. 1, représente les régions de source et collectrice portent respectivement les références D et 8.
Le reste du c@rps 12, c'est-à-dire la partie se trouvant au-dessous des régions de source et collectrice, est appela ci-après le support.
Par une autre opération photo-résistive suivie d'une
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morsure à l'acide ou opération semblable, on enlevé le bioxyde de silicium déposé à l'endroit d'une partie dea riions de sourde et collectrice de diffusion.
On crée des électrodes pour les riions de source, collectrice et de porte en déposant, par évaporstion, une matière conductrice au travers d'un cache d'évaporation, La matière conductrice déposée par vaporation peut consister en du chrome et de l'or dans l'ordre cité, par exemple, mais d'autres m@taux appropries peuvent être utilisas,
La plaquette à l'état fini est représenté à la Fig. 1 où la partie pointillés comprise entre les borda extérieurs et la première zone fo@ @ée 14 consiste en du bioxyde de silicium de crois- sance. La surface claire 16 est l'électrode métallique sorrespondant à l'électrode source.
Les zones foncées 14, 18 sont des tonus de bioxyde de silicium déposé recouvrant la région de source de diffu- sion, et la zone foncée 20 est du bioxyde de silicium déposé recou- vrant la région collectrice de diffusion. Les parties claires 22 et 24 sont les électrodes métalliques de porte et collectrice res- pectivement. La zone point' liée 28 est une coucha de bioxyde de silicium de croissance se trouvant sur une partie de la superficie de l'électrode-porto 22 et sert à isoler l'électrode-porte 22 du corps 12 en silicium ou support et des électrodes-sourde et colleu- trice, comme représenté à la Fig. 2.
Comme la Figé 2 le montra, la plaquette en silicium est montée sur un socle conducteur 26. La couche de bioxyde de silicium de croissance 28 sur laquelle 1'électrode-porte 22 est monde, recouvre une couche d'inversion ou canal conducteur @, représenté en traits interrompus, reliant les régions de source et cellectrice.
L'électrode-porte 22 est excentrée de façon à être plue proche de la région de source S, afin que la distance entre la région de source 8 et l'électrode-porte ?2 soit plus petite que la distance entre l'électrode-porte 22 et La région collectrice D. Si on le désire, l'électrode-porte peut recouvrir la couche de bioxyde de
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silicium dôpoitfe 1$e On notera qu'à part l'wfointfrtu dt leatrôde" porte, le tranw1stor est symétrique et (jus les éleotrodei D et 0 peuvent jouer tout., deux les rôles d;leotJod, collootriob et dbeloctrode-ooures suivant la polarité de It'tenolon de polarisa* tien appliquât entre elle)!!;
a*6Bt-&."diï'e que lb-61*otrode à laquelle
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une tendon de polarisation positive est appliquât par rapport
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la tension de polarisation appliquât joue 1., r&! d'l.ctrod. collectrice et que l'autre électrode joue le rele iMtPode'-acurce.
La rdaisttince d'entre du translata? de-orlt ci-deazue est trou 4levee) sa mesure donnant une valeur de tordre de lul4 Ohms en courant continu.
La e'ig, 3 donne une famille d:. courbes 30-39 donttsint la curnot-riatique courant enllecteur-tonsion o011,at1'1c, du trnn.' sistor Lie ln '1g. 1 pour différentes valeur de la tension porte- source. Le courant collecteur en millinmnères fit porta en ordon. n, eti thndia que lu tfl'n1nn cnltpctt'1oE!' est portes en abscisses Une caraot-rristique d'un transistor à effet de ohpjsp avec porte
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i8nl''-o rdaide en ce fille In Cfll"UQ trj stlnue nolftpi'8ittic n nulle peut se confondre avec n'importa lL4uelle des coupas ''0-?9< Sur In Fi '< 3j c'est 10 courbe 37 qui corretinond à ln tension de pola" risntiun porta-sourue nulle.
Les courbes 38 et 39 représentent des tensions do porte positivoa pfir rnpf'l1'1't Ip 10\11'0(41 et les courons 30-6 rP1"8enbtlt ,des tonnions de porte' H't\tives pur rtlnport à Lit source Les tension!! de porto .4(itit IfI't1qu"" loi drol Lp us la i't''uf<-'.
L'et!)ilR':!"m'nt de In courbe polorisntion tiiillt, at choisie nu cours de 10 rtitirlofition du transistor, c'est h dir en r('lallt Iii dufna et/ou lei tt1ntrhr1\tllN" du processus tie oro1B!p.mlf? do la aouuht) de bioxyde de sU1u1uIII 28 litix 1"1 lti 1 et L'nMplifiol1teur de la Fis. 4 utiliaw un tNU'Is18tor effet de ohttmp itvec porte isolée 40 8er.'lhlhblê & colut décrit rvec ,
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référence aux li'1e..'l et 2. Le tmisistor 40 ? une électrode-source 42j une électrode collectrice 44, une 4jectrdi.pÏrte 46 et une' électrode support 48.
Lleotrod..oUQe 42 et l'eltatrnde-porte 46 sont rolides à un point de potentiel de p 4ff îîsei'epr8ent î par la terre* Si on le désire, 1041ootrodu-portu peut"tre polarisé à un potentiel voulu (non représenté) pouf régie? les ou'nct'ri!t1 ques de transmission du circuit, L'électrode aollectrico 44 est reliée, par une résistance 560 & la borne positive d'une source de tension de polarisation 60 représentée Par une batterie. trk
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borne négative de la source de tension do polarisation 60 est mise à la terre.
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L'Jleotroda-suPP l't 4S est relié* à un$ source de si- gnaux à amplifier 62 par l'intermédiaire d'un t10nfttlltt:eltl' de couplage de signaux 64' tension de polarisation de 1*lectrode- support 48 est réglúo par une source de tension 6$> représentée par une batterie z tension réglable et une reolotarice 68 aonneotde8 en arie entre l'6leotrode-support et In terre#
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La polarité de la source de potentiel 66 est telle que
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l<l80tr<jde-support 48 soit Ii polEJr1se an sens inversât o'ost-à-dire n/.rHt1 VOilwnt.. riiir rapport fI .L' 61actrr)do...aoul'Ot 42 et à 1" 61eotrode collectrice 44, titi notera qu'avec la forme de construction de transistor représentée aux 18. 1 et 2# len rlG1onl! ds source 8 et collectrice D sont en une matière de type '.N alors que V leQ... trode-support 48 est en une nntière de type "Pt lift 111rfrHJC8 de sC<..
pnrrit10n "'1'1 trI'! l' 'latr()r1c-:JtJ.pprJrt 48 et l'upu et l'autre 'jtcs !.leat..t")doe...ou1'a ou anLlnotttioa constitue une onC1tiQn rutirestieuse p-ti. Cornue on le srd t, pour polarlmvr un flans înverse une telle Jonction P...N, on relia la borne nt-rtative d't11!1 j3ôrce de tension h ln r/'e1QU i' et In borne positive de In nouroé à In région 114 Il est ""vielotit que, si In ri-Cigin-rupport cet on un mtibrti de type -u retutiVf4CIlcnt aux régions de source et 'olteott'1cI1J la po" laritd de la source de tension 66 doit être choioie dé fnço!1 h &
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''Maintenir l1 électrode-support positive par rapport à l' t41Iotrod....
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source et l'électrode collectrice On remarquera que, dant le
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circuit de la 1g. 4 14 jonction redressouse ,up,ort80u:
O' est polarisée en sens inverse d'une quantité égale et lx t#noîon de la source 66) alors que la jonction redreeaeujse <uppart"QOlle9teur est polarisée en sens inverse d'une quantité 4giau à la sdmm8 des tensions des sources 60 et 66. La sortie amplifiât peut $tee dje. v<1e aux bornes de la résistance 56* La triinoupnduotanct dO l'amplificateur de la ytgt 4 est donnée à la Fin. 5 en fonction de la tension continue sur 1"180- trr)de-oupport. Comte la li':1. 5 le montre, la trMsoonduatano8 est portée en ordonnées en miltimohn suivant une 6*hellé logarithmique.
Lue tensions de lMlaotr<;d6 support sont portée))) en abeoiaoet, Un notorn que la traniduotunoe du circuit de la Figé 4 est maximum pour des tensions nfyativya relativement faiblot lippl1flUd... lMlectroUo'auîîport 48 t qu'elle diminue lorsque le suppôt devient plus n(.atir. Il sembla que ce chi4nf,,,ement de tran8Qonduo... tance est dû à l'effet ae champ qui est assez semblable à go qui sa oroJu1rit si on appliquait des tensions A 10414etrode-Porte 46.
On tire profit de la caractéristique de tr&nIQon4uotnno. du aupoort dans rtnaplificateur de la Flg, 6. La circuit de la Fin, 6 comprend un transistor à effet de champ av#* porte Isolée 70 du type ddorit avec refêrence 4 la ig, 2. Le trhnâiot4r oontient une Mhictrde-aourca 72f une t11eotl'ode collootrîce 14, une 4100- trune-porte 7& et une électrode-support 78.
L'1."Qtrod'lioloUto. est
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mise h la terre et l'électrode collectrice 74 est iii à la terre aussi par 1'1ntor,l1lrd1aJ.re d'une résistance 80 et d'une Murae de tonsion 'nltnttion 824 Lh résistance 80 représente l'1mplanoe de toute charge appropriée appliquée h 1 ampli fi oattup* Les signaux à amplifier provenant d'une nour*ë 84 sont appliqués, par un condensateur de couplage de signaux 86j à l''<leo" trode-porte 76 utp pr un conducteur en courant continu S5jt à
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1 électrode-support 78.
L' tHt>ctNdti*porte 'l6 et 1$leotrode-support
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78 sont polarisera à une tension de travail voulue pur un'? source
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de tortaion d'alimentation r{.;lablE1 )0 c('lnnoot'n, @il xrrie avec une r/l:lll:1tlnctt 9i'. entre 1'cluetrade-pclrte 76 et In terrât Comme la figure Iii montra, lLeatrr)tlfi.p)rta et 1./1ectroda-support sont polarisées n ";at1 ve'nl..'tlt par rapport h la tert'fI. Il vn de sati 11Ut' le circuit t pt>nt trt'J si on le d'l:Ilra, h polarisation lIutLJ.natlque en ayant recours à une résistance de source d(4counles Ou bien, une seul,- source I.l'HUmflntntilJ!1 nssooine un diviseur de tension "ppr'Jri nut t '1 H'li ':Uer les tfttSinnH cil Tl Ut'H.'n tA t. t on na(tgt!11 t NtS nu circuit source-collecteur et au circuit de polarisation. La sortie amplifiée :Hmt tru praev/ e nux bornes (1e tu rs:1 stanoe 80.
La Ch1'éLct,(.risti'lut' t..riuwoonductltI10e..t.tJnaion de porte uu circuit de la !,'il' 6 est donn/t' :1r 1 courbe 94 de lra Figt 7t tiur cette figure, la tr!inûcol1\luctane':, est portée fin InJlt1mohlt en ordonnées suivant une échelle ld;art thmirku., et la tension da porte est portée en nb8cibse8o Lu caractéristique de transcon juctllnce peut être com- parée à celle d'un circuit semblable Ol 1$lectrr)ile-g%upnort 78 est !11!,al'(e de l'électrode-porte 76 et est mise h la terre. Ln trfins- (t5tïd4lGt'I'C d'un tel circuit lbodif1' est r8(5r9frlt8 pnr ln courbe 96 de la Fig 7.
On a constaté que la trun9conJuctnnca mAximum du circuit de la "L1. eu est aue,l"1t.nt{.e d'un* valeur allfint jusque 50;$ c'ompnrativ8D1t'nt aux circuits où les signaux d'entrée ne Finnt tippli- tjU''s qU'hUX Il ressort du la Fit;. 7 que le circuit de la ''1/. 6 présente utie c-tract4risti,lue 74 dont le cut- off se présente plus rapidement ttue dans le eus des circuits ou le support est mis à la terre.
La raison en est que les arltunpn de raréfaction de l'électrude-porte et de 1)(Inutrodo-support sont compl'Aenth1res de façon à produire un cut-off plus net# Si on le désire, la caractéristique de otit-off de 1'Al1- , pliticateur peut être faite sur mesure conformaient à une carnet'*-
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ristique déterminée, en appliquant des tensions de polarisation
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différentes aux électrodes-porte *t -support, comme la Fiv. 8 le
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montrât Le circuit de la Fig. 8 est semblable à celui de la Fig. 6
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et les même 1(nent8 portent les mêmes r4terances affectées du sIM,ne prime.
La différence principale entre les circuits des b'ig3. 6 et 3 réside en ce que 1* électrode-porte 76' et lifs,ectrade. support 781 sont i soldes l'une de l'autre en courpnt continu par
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un condensateur de blocage de courant continu 98. En outre, des
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t<niions continues de polarisation différentes août appliquées var 1>tectr(ide'porte 7b' et à 1#lectrode-supoort 78' par l'intermé- diaire de résistances respectives 100 et z. Les tensions de polarisation initiales des leotrode-porte et -support peuvent "trt4 choisies de fuyon à obtenir une caractéristique initiale à trntscancftetanee maximum.
La polarisation de commande appl1,!uôe à une des électrodes 76' et 78e peut être rendue plus nt3;xt3ve pendant que la polarisation de l'autre électrode est myin tenue k
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un potentiel fixe ou est rendue plus positive après un temps
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cH terln1ril5. Il en résulte une oüractr1stil11lP trR.nsQonduotf\nce... ttersion de CO'1l;:lan,1t! modifiée telle que le circuit amplificateur nrl.sente un cut-off relativement {.lo!r.n" oompu1'ntive'nent rmx 4'lir'td tnl".1 6t1qu'" njll':';'JI1t(U pur les t?c7ur'bt?t ik LI ';. 'le l)ui s'.1uC! tels <leetrode3-port0 et ..!tUI)nrt ,.hl(1nt chn- cune la trrnsec5miut:ttn,c du trhnslnti < ffft'b de dl/1''1'> nvec porte isolée, 1 cr3,usitif peut âtre utilise en fint c '"1.l'nel2r de .9ifylll,)Ixo nomme cola est r<';1r{.st>ntp à li ri'*.
Le tr'1ns1 star lift), qui est du type décrit IlV:C rt"f('re'ncf aux Fis. 1 et .', n une électrode-source 112, une lectrjde collectrice lL4, une l.cetr,We- , porte 116 et une (leotrocte",sl1pport 118. Des :;1 nlltlx provennnt d'une preni,rt- source do signaux représentée par lors bornes 119 sont appliquas à l' lotr.Jde-porte 1tu pnr l'inewn,3irire d'un conden- sateur de couplage de signaux 120 et d'unu resistnnce de polarisa- tien de porte 1;. Des signaux provenant d'une seconde source rp-
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présentée par les bornes 121 sont appliqués à l'leotrde-8upport 118 pur l'Intermédiaire d'un condensateur de couplage de signaux 124 et d'une résistance de polarisation 126.
L'dlectrode-Douroe 112 est reliée à un point de potentiel de référence, la terre
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par exemple, par une résistance 128 qui peut être drcrruplp pour les fréquences de signal, si on le désire. La tension aux bornes de la résistance 128 constitue une tension de polarisation automa- tique qui établit le point de fonctionnement voulu pour les élec-
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trodes-porte 116 et -support 118, et maintient lelectrode-source à un potentiel positif par rapport aux lectrodes-porte et -support.
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Un circuit de sortie, représenté par la résistuncs 130, relie l'électrode collectrice 114 h In borne positive d'une source de tension d'alimentation 132.
Le* signaux apparaissant nux bornes de la résistance 130 sont appliquasà un moyen d'utilisation
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appropria (non reprisent'*) p-r l'intermédiaire d'un condensateur de couplage de signnux 134.
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Le circuit de In Fig, 9 est utile tttre de mlAn1r de signaux pour combiner les signaux a11qus aux électrodes-porte et -support. Si on le désire, le m -lanceur peut être du type utili- sI. dans les raconteurs de signaux ouper-heteradynes dans lesquels un des signaux provient d'une source d'onde porteuses modulées par le signal et l'autre source du signaux produit des ondes pro-
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venant d'un oscillateur local.
La fréquence d(I81 rl-e à la sortie du processus d'htrodynae est choisie en utilisant un circuit
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de sortie accord''' à la fréquence désirée qui, dans les récepteurs super-htdrodynes, est généralement la différence entre la fréquen- ce de l'oscillateur local et la fréquence de l'onde porteuse modulée par le signal. Le circuit peut être utilisa de façon sem- blable comme détecteur de produits, par exemple un détecteur syn- chrone, un amplificateur différentiel ou un montage semblable.
Une autre forme d'exécution de l'invention, réorientée
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à la Fig. 10, consiste en un amplificateur de deux sirpntitix des
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fréquences différentes. Un transistor 140, qui peut être du type
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représenté aux Figa, 1 et 2, comprend une électrode-source 142, une ',leCxrde collectrice) 144, une électrode-porte 146 et une lectrode-suttport 148. Des signaux provenant d une première source on des signaux une première fréquence, représentas par les borne$ 149e sont npplîllu6a h une électrode-porte 146 par l'interné- ;
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diaire d'un condensateur de couplée 150 et d'une remiotance de polarisation de porte 152.
Des signaux provenant d'une seconde
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source de signii-ix h une seconde fréquence différentes représentas par les bornas 151j sont appliquas à 1' électrode-support 148 pnr I$Intnria'dinire d'un condenantar de coupinge de signaux 154 et d'une r°sigtfrn-we de polarisation de supnort 156* L'Alectrode-nouroo) 142 est mise à la terre par une résistance 158 qui est découplée par un condensateur 160 présentant une impédance faible aux signaux des deux sources de signaux.
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L'leetrode-oolleotrice 144 est reliée, par la eombi- n"i3on serte d'un pre-nior circuit de sortie 162 et d'un second circuit cla aurtie 163# à la borne positive d'une source de tension dpalimentqtion 166.
Le circuit de sortie 162 est nocord à la plus haute des deux fréquences des premiers et des second signaux provenant des deux sources de signaux, et les signaux provenant de l'au@re source apparaissent aux bornes de la résistance 164. Les signaux produits dans le circuit 162 contournent la résistance 614 par un condensateur 170 et contournent la batterie 166 par le condensateur
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bzz. Le condonoittitur 170 présente une batetimpedance aux signaux produits anno le circuit 162 mais une haute impédance aux signaux du l'autre source apparaissant aux borne# de la t4aistAnOt 164.
Le condensateur 172 présente une impédance faible aux signaux des dfux sources* Les signaux aqparaissant aux bornes du circuit accorda de sortie 162 sont appliqua par l'intermédiaire d'un enroulement 168, à un circuit d'utilisation (non représenté).
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A titre d'exemple, l'amplificateur reprisent'! à la Fig. 10 peut consister en un tUnpl1 fionhur que l'on trouve oourm Ment dans les récepteurs d'émissions de radiodiffusion. Les 11nh 4 qui sont RPpl1'lurta il lteiectrode-porte par exemple constatent en
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une onde moyenne fréquence modulée par un signal et transmise par
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l'étage amplificateur pour être appliqué, par l'enruulemont 168p h un détecteur de signaux appropriai aux bornes duquel on prt<1v8 ten coin "0 8 an t dt' modulation A ftml1o..rr'''quf!'nol. Le 81 "nal 1\\t'\1o..rr'qun!1f;! peut ltlo r8 l,re 0)11'111 qu '1'latrodenupport 1., le s 1 :nl\.L lIurl10..rrtcll1l:nCt transmis tJj1pl\ro1satant. aux bornes de lit r<;al8t;ii"'ï t114.
Les signCtl1x h nl1(1!I)..rr(-qUE"nCe peuvent alors être appliquas, par l' 1nter!1'I.'J.ifl1ro du condensateur 174" à des 6tn1éb amplificateurs à basse fréquence qui suivent. S'il faut amplifier deux signaux h fréquence relativement haute de fréquences différentes o\)!u'1e, pur exemple, des signaux à moyenne fréquence ou à haute fréquence de fréquences différentes cormio il s'en présente dans des récepteurs de radio-diffusion iV4-bM. la r.s1stlinoe 154
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et le condensateur 170 peuvent être remplaces par tout circuit
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accordé rpproprix répondant à une des deux moyennes fréquences.
En ce qui concerne lrrs fiscs. 9 et 10 il va do soi que
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des tensions de polarisation différentes peuvent être utilisées
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sur les 61eotrda8-port. et -support, Par sxrrnnl, une de ces tensions de polarisation peut être produite nar la rasistnnce de polarisation de source qui maintient l'(<leotrode-souroe positive
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nar rapport aux électrodes-porte et -support L'autre tension
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peut être obtenue d'une source de tension d'alimentation apnroprie 0011\108, par ex<Mpltt un d1v1uor de tension mis mix barrtea des 1'aU- m.ntntion de l'nm11t1oat.urÍ Dans les circuits des Figne 4e 6 et 1ët lielectrmde. support est polRris6o en sens inverse par rarlport 11 1,'leatrode.. source de façon que la transmission des signaux appliquas à 1#"'Iectrode-support se fasse par effet de cntunp.
L'impédance qui
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"voit" 1"'31ectrode-8upport quand 0111..,.01 est poitrîode en nana inverse par rapport à 1'éleotrode..anul'.oe ee.t très élevée ce qui pemot un couplage efficace avec une sgurce de signal z haute impédance. Comme l'impédance d'entre qui voit tt:41ItotrodG...port. est aussi très 41*vt4e, des signaux provenant d'Une seule source 1\ hnuce 1'1lp6donoe peuvent être appliquée 1S1multant4ment aux leotrod# porte et -support somme représenté RU)c Figs. 6 et B., ou bien des signaux provenant des sources différentes à haute :l.mpdance peuvent être applique' aux <'leotrodes<'aource et -support, comme repr4oent ., , 1 X igs. 9 et t 10.
Les Figoo 11 à le représentent des oirouits dans les* quels les signaux appliquas à 10éloctrodo-aupport'#Qnt transmis pof affet tranaistof comme dans le cas 4'un transistor à jonction ou pur une OQfnh1naiaon de l'effet transiètor et etll, 3. J efret de
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Champ,
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Lii Fiat 11 représente 8chmlttiquel!l.ent le 8 1-oonduom leur reprsent nux Fit1. 1 et 2e lilectrode-porte portant la re. ffoence 240 et les <!lectrodea-8ouroe et collectrice intarohMnttea-
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blés portant les rfprAncas 242 et 244. îtleatr'xïe-'tturort porte y lu r(f{.l'enc:e 246. Un notera que, dans le cas de li- construction,de transistors représentée aux Figo., 1 et 2e les razzions de source H et < jlleotrlcB D bont Mn une matière de type -Ni lors que le support 146 est en une matière de type ...1'.
Lu Rurr'lce de senails- tion entre le support 246 et les lectrodes-sourcfi at -oolloatrioe ' comporte une plii t'8 de jonctions redrosoeunau P'4< ?5Q et :!4g, res- poo ti vt1ll\f>nt. el, oomme prrfuJ.ttfj la î* 4J!ion iupnort est en un ma* tiare du type N pklr rapport aux régions source et collectrice;, In *< potEÀritti des jonctions rEldreaaeolJlleB 248 et 250 est Invèraee, On a constata qu'avec des connexion de circuit nnnro- PI't tUS, leuffet triais tor peut être obtenu 81 i <sl ?0t rade* support 246, l'f'lectrode-Qollectrice 244 et llectrode-source 24 Dont conidérúe8 .raDpot1v#mcnt conne la toast, le collecteur et
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1 Emetteur d'un transistor bipolaire ou 4 jonetion du type NPN.
Si la matière de la région support est de typa *8 put rapport A celle des régions source et collectrice, le trcns1,.ttH semble effectivement être du type PU?* Comme prc1tJ la description des circuits représentas uux dessins annexes est n'aille feu type de transistor décrit avec rt'frencss aux FigSt 1 et 2 dont la ragion sur)port est de tyoe -P. Il vu de soi cependant l1u'nvec dos modifica-
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tiens de circuit simples, les principes de l'invention neuvent
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aussi être appliquas au cas ail le support est fin une matière de typa -li typu -11. L'aplif1cateur de la yig< 12ut11il' un trDnaistor à effet de champ avec porte isolée ;52 semblable à celui décrit avec r,terence aux Figs, 1 et 2, Le transistor 25X a une éleotrode... source 54, une électrode-collectrice z56, une Á18Qtrode-rrtu 258 et une électrode-support 260.
La source 254 est reliée une source de potentiel de référence représentée par 1 fit trrs, un travers d'une résistance 256 dc"couple par un cancleaetsur 2590 pour les fréquences de signal. L'6lectrode-porto 258 est mise à la terre pour les fréquences de si crwl par un condensateur 262 et une tension continue de polarisation est appliquée à l'61eotrodeMporte ;e58 par une source non représentée, quoique le potentiel applique à l' électrode-porte soit natif sur le dessin) un potentiel de pola riSRtion positif pourrait être appliqua s1 on.le désire. 'leotro de collectrice 56 est rl'111(,e, par une rBifttF1na. 266, ruz lu borne punitive d'une source de tension de polarisation z8 rtprdaentrfe par une batterie Lu borne négative de In batterie 268 est mise à lu terre.
LP41eutrode-.gupt)ot-t 260 est relltïe A une source de si. çnnux h w!lpl1fier 270 pnr un condensateur de couplage dt signAux 272. La tension de polarisation de l' lec1r(lde"'8upport 260 est tire d'un diviseur de tension se composant c1J-uno ppiro de rs1stnn..
CA 274 et 276 mises ux bO1e de la batterie 2&8< Pour amplifier
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les Signaux, 1$éleot,rode-oupport 260 est polsr1.ée pOli t1veJ!Iflnt par rapport à 1'électrode-source, afin que V 1.ctl"od8"8UPPCl't 260 et 1'électrode-source 254 Jouent le rôle d'un$ o.nat:l.Of'1" bai** émetteur à polarisation dans le sens passant d'un translater à jonct-ion du type NPN. L'électrode-support 260 est oins positive que l' c<toctrnde collectrice 256 et, par conséquent, ce,* deux électrodes jouant le rôle d'une Jonction base-collecteur à polari- sation en sens inverse. Les signaux amplifia apparaissant sur l'électrode collectrice 256 sont appliquas à un moyen d'utilisa- tion appropria (non représentai.
La Fig. 13 donne les caractéristiques tension collec- tri ce-courant collecteur en fonction du courant de polarisation de support, Sur cette figure, le courant collecteur en milliampères est porté en ordonnées et la tension collectrice est portde en abscisses.
Le courant de support pour chaque courbe est indiqua à la droite de celle-ci, Les six courbes à la partie supérieure de la figure sent données pour une polarisation de porte de 4 Volts, tandisque les courbes inférieures correspondent à une polarisation
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de porte de 0 volts;, Il s'est avéré que l' électrode-porte 258 peut être utilisée pour commander le bêta du transistor source-collecteup. support (p). Dans le cas considéré, l'expression bêta est égale à une variation infinitésimale du courant collecteur divisée par une variation infinitésimale du courant de support.
Comme l'électrode-
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porte oOml1'!Hndfol le batx, une tension de commande, Oomml une tension de comjnMide automatique de gain (CAO), peut être appliquée à l'61octrode-porta 258 pour changer le gain du trans1lto . Jonction sans déplacer son point de fonctionnement. C'est très Important mire** que celà signifie une réduction notable de la modulation croisse et des autres caractéristiques de distorsion de l'ampli- ficateur à transistor à gain commandé.
Il ressort des courbes de la Fig. 13 que plus la ten-
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sion de 1 lectr,,de-porte est négative, plus le courant collecteur
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est petit pour un courant support-source donnât LAS SIX oourbea u.. pérïeures de la 11g, 13 correspondent reepaotivement aux mltn/ll' courants de support que les six courbes intérieures. On remarquera que, lorsque 1 t,ectrode-porte est rendue plus nlSli\ti "., la varia- tien infinitésimale de cotirittit collecteur par vrtrtation infinité simale du courant supoort-souroe diminue.
La conduction dans le canal est modifié par des varia- tiens de la tension de polarisation de parte et, par conséquent, la charge @cs électrodes-source et collectrice change* Sur les
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courbes de 1 Fig. 13, la variation de charge est indiqua par le changèrent de @@nte des courbes.
En d'autres mots, les courbes correspondant à une tension de polarisation de porte de - 4 volts ont une pente plus grande que les courbes correspondant à une tension de polarisation de porte de - 6 volts* Comme il y a moins de résistance de canal entre les électrodes-source et collectrice lorsque la tension de 1 électrode -porte devient plus positive,
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IR charge anpz.
uee entre les électrodes-source et collectrice et "vue" par l'effet de transistor de 'type NPN augmenta,
L'effet transistor des électrodes support-source et
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collectrice est mis à profit dans l'M!'pUficntaur de 1% FIC, 14 qui représente une forme ge-n6rrilisée de ml'll'mgeur de- aignKUXt Le tran- sistor 280, qui est du type décrit avec rtrronoe aux '1gs. 1 et 2, a une électrode-source 282, une électrode solleetrlô 284, une électrode-porte 2ct6 et lino lsot,rdd aup,axG 288 Des J1nnux provenant d'une première (source do signal 290 sont appliqua à 18lectrode-porte 286 par l'intarmrdia1r. l'un ecodontateur de cou- plage de signal 292 et d'une résistance de polRfisatiott 4µ porte 294.
Des signaux provenant d'une seconde source 296 sont
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appliquÓs à 1#41ectrode-a pport 288 Mr li1nt.d1s1r..dlun con- densateur de couplage z et d'une ràistftn<3 de polarisation de support 300. L'électrode 'source 282 est reliés à un peint de poten-
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tiel de référence norme la terre par une rdsiotânes 30g qui'*$t découplée pour les fréquences de signal* par un oon4en'lteur 304. te tension aux borne. de la résistance 302 constitue une tension de polarisation automatique déterminant le point de fonctionnement ds1r6 pour lteloctrode-porte 286. Un circuit de oortie, reprd. tente par la rdoistence 06 relie lpélectrode oal1totr10e 284
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à la borne positive d'une source de tension et d'alimentation
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J'ourtsentôe par une batterie 309.
Une rtid.taflC1. 10 est veilla entra la borne positive de la batterie M6 et 1)êleotrodo-support f!8, cette réal4tunce constituante en combinaison avec la rs1atan- ce 300, un diviseur de tension destiné à dominer le point de fonctionnement do 1* électrode-support 28gé Le circuit de la F1g. 14 est utile à titre de mélangeur de aifïiinux pour combiner les a1gnaux appliqué. aux électrodes-porte ? et -support* Si on le dôslre, le mélangeur peut être du type utili- o4i dtin3 les récepteurs de signaux super...htêrodr1"tS dans lesquels
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un des signaux provient d'une source d'ondes porteuses modulées par le signal et l'autre source est constituée par un oscillateur local.
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Le signal à fréquence de sortie désiré sortant du prooessua dih4tA.j rodynage peut être choisi en utilisant un o:
1reu't de sortie accorda sur lit fréquence d6sire-e qui dans lui recepteure super-h4terodyli(ba est habituellement la différence entre la frt<qut'noe de 3. 1080111a...
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teur local et la fréquence de l'onde porteuse modules par le signal. Le circuit peut être adapté de façon semblable pour touer le rôle d'un détecteur de produits comme un détecteur synchrone,
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un amplificateur différentiel ou un montage semblbble.
Ln tension de polarisation d4terminee nn11uu A 1)A-
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leotrode-support 288 est choisie positive pnr report au potentiel
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de 1$61ectrode-.ootirce 282, 6tebUsunt ainsi une f)t'Ilftr1BntJnn 11.. sens passant aux bornée de ln jonction redressouse support-source* L'électrode collectrice 284 cet plus positive que l'électrode support 288J établissant ainsi une poletisation Inverse Aux berne. '
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de la jonction redresseuse support-collecteur. Les paramètres du circuit sont tels que les électrodes 282, 284 et 288 transmettent les signaux de la source 296 par effet transistor d'une façon semblable à un circuit à transistor bipolaire ou à jonction.
La Fig. 15 représente une nutre forme d'exécution de l'invention consistant un un convertisseur de fréquence suto- oscillant. Un transistor à effet de champ avec porte isolée 312,
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ayant une électrode source 31,ç une électrode collectrice 318 et une électrode- support 3:t0, est du type p,f.nprul renr(./3ont;. et décrit avec r4f(lruneu aux Fies. 1 et 2.
Dus ovàea porteuse modul/.f"s pur un signal proviennent d'une source appropriée 322, comma un
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circuit de sélection de signal cotaportpnt un bobinage d'antenne sur tige en ferrite )4 mis en parallèle avec un conden3nteur d'8u- cord vrritble 326 qui accorde le circuit do sélection de si l'n'Il sur la fréquence d'une onde porteuse ds1r6e.
t'onde sélectionnée est nppl1(lUe à lpelectrode-porte 31 pnr l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 328 et d'une rpsist"'nce de polarisation de porte 3Ue 1'(.!eQtradeourc 314 est mi su à ln terre et l'électrode collectrice 316 est relire, onr 1' Intermédiaire d'un
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bobinage de réaction 332 et d'un circuit résonnant pElrEll101e 334 accordé sur la moyenne fréquence du récepteur, à la bornu positive de la. source de tension d'alimentation 336,
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L'lectrode-support 320 est relire, par un condensateur de blocage de courant continu 338,
à un circuit résonnant accorda- ble 340 se composant d'une self-induction 342 et d'un condensateur d'accord variable 344. Une résistance 346 constitue un chemin vers
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la terre en courant continu pour une 61ectrCJda-2\uprlort z20.
Le circuit flooordnble 340 détermine la fréquence d'os- 011111 tion du convertisseur et est accord* en combinaison avec le circuit sélecteur de s1npl bzz. L'oscillation est entretenue par lit réaction entre le bobina de friction 33' et lb self-induction 342 du circuit résonnant 3n Les électrodes 31, 314 fit 3(J jouent le rôle d'un transistor bipolfirc ou à jonction on O(qU1
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concerne le mécanisme primaire d'entretien des oscillations dans le circuit.
Des ondes porteuses modulées par un signal et appli-
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quées à lleotrode-norte 318 sont combinées par l'interaction non linéaire dans le circuit produisnnt des oomoosantes d)htdro- dynage$ la différence en fréquence entre l'oscillateur et l'onde porteuxo modulé pur le lignai aQrcaarm9rit la moyenne fréquence d'accord du circuit 334o Si on le désire, le circuit de la Fige 15 peut être modifia de façon A appliquer les ondes porteuses modulée à lleatradesapporta le circuit oscillateur tant alors connecta
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entre les électrodes-source, -porte et collectrice.
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Dans les circuits des fies. 12, 14 et i,â l'pleotrode. support est polarisée dans le sens passent par rapport à l'6lectro- de-source et en sens inverse par rapport à 1' i.aotrcdr collectrice, de sorte que in transmission des signaux se fait par effet tyran- sistor. Lj1mp8dce qui "voit" l*électrode-support lorsque celle-ci est pol&r11J(.e dun!1 .le sens passant pnr rapport à l'lectrode-souroe ; est relativement faible, ce qui permet un entrnlae efficace à une 8our<Ht à basse 1I11p(.1tJ.nae, comme reprêg#nt4 à 1 Fige 12. Si on le i désira, 1* gain du circuit de 1A .Hg. 12 peut être commande en raglpnt la polarisation de l'électrode-porte sans déolaaaar le
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point de fonctionnement du circuit o,uroe-suprort-col1eot.ur.
En outre, des s1nux provenant de sources à haute t basse 1m- \ pedonne peuvent être efficacement traites dans des m4lanqeurs, \ des détecteurs de produits, des amplificateurs différentiels et j des montages semblables, comme représentai h la Fige 14, en rel1nt la source de !1n&1 A haute impédance à 104lectrode-porte 286 et la source de aiFrv;l. bais, impédance à lpélectrodemoupport 288, D'autre prt encore, l'<?l<'otrode-porte peut être relire une source de signaux ils haute impédance d'une première fréquence et 1$électrode-oup,,iort à une source 4 basse impédance d'une deuxième fréquence différente de la première, armn5"r reprisent** à la Fig. 10,
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Dans ce dernier cas, 1'électrode-support est polarisée dans le sens