9. FET Forstærker analyse

AKTUEL - 9. FET-forstærkeranalyse

FORRIGE 8. FET-forstærkere - Kanoniske konfigurationer

NÆSTE-10. FET forstærker design

FET Forstærker analyse

9.1 Forstærkeren CS (og Source Resistor)

Figur 33 - CS-forstærker med kildemodstand

Figur 33 (a) viser CS-forstærkeren med kilde modstand. Det ac ækvivalent kredsløb er i figur 33 (b). Vi antager r_o er stor i forhold til, så det kan overses. Hvis en kondensator er til stede mellem kilde og jord (dvs. CS-forstærkeren), skal vi blot indstille R_S lig med nul i det følgende ac ligninger. Vi gør dette ved afslutningen af ​​denne afledning.

I del (b) i figur 33, R_G er den parallelle kombination af R₁ , R₂ , V_GG er Thevenin-ekvivalent spænding af bias kredsløb:

 (41)

At analysere ac ækvivalent kredsløb, skriver vi en KVL ligning omkring gate kredsløbet.

 (42)

Udgangsspændingen, v_ud, er givet af

Spændingsgevinsten, A_v, er nu fundet.

 (43)

Hvis kildemodstanden, R_S, er omgået af en kondensator, vi lader R_S = 0, og spændingsforøgelsen stiger til

 (44)

Dette er typisk et stort negativt tal.

Indgangsmodstanden og strømforbruget er givet af

 (45)

9.2 CG forstærkeren

Figur 37 (a) viser single-stage common-gate forstærkeren og Figur 6.37 (b) viser dens ac tilsvarende. Vi har endnu engang overset r_o under forudsætning af, at den er stor i forhold til den parallelle kombination af R_D med R_belastning.

Figur 37 - CG forstærker

Fra figur 37 (b) længstgående sløjfe er gate-to-source spændingen givet af

 (46)

Den nuværende igennem R_S is

 (47)

så er den (input) modstand, der ses af kilden

 (48)

Dette skal sammenlignes med ligning (45) for CS-forstærkeren. Vi ser, at hvis modstanden mod porten er høj, kan input-modstanden fra common-source forstærkeren være meget større end den for fællesforstærkeren. Faktisk er antallet af applikationer fra CG-forstærkeren begrænset på grund af den lave indgangsimpedans.

Spændingsgevinsten er givet af

 (49)

Når vi sammenligner dette med ligning (44), ser vi, at spændingsforøgelsen for CS-forstærkeren med en ubypasseret modstand i kildekredsen er den samme som for CG-forstærkeren, medmindre CG-forstærkeren ikke skifter fasen.

Outputmotstanden er simpelthen givet af R_D (sæt en teststrøm og måle spændingen under indstillingen v_in til nul).

Den nuværende forstærkning af CG-forstærkeren er

 (50)

9.3 CD (SF) forstærkeren

Figur 39 (a) viser single-stage common drain-kildefølger (SF) -forstærkeren og figur 39 (b) viser dens ac tilsvarende. Som med hver konfiguration, vi har analyseret, udelader vi den store modstand, r_o under antagelse er det meget større end den parallelle kombination af R_S med R_belastning.

Figur 39 - CD-forstærkeren

Indgangsmodstanden er simpelthen R_in = R_G. Skrive en KVL ligning omkring gate-to-source-loopen, vi har

 (51)

hvorfra vi opnår

 (52)

Udgangsspændingen er

 (53)

Spændingsforstærkningen er forholdet mellem udgang og indgangsspænding.

 (54)

Bemærk, at denne spændingsgevinst er mindre end enhed, og den nærmer sig en som den parallelle kombination af R_S med R_belastning stiger.

Vi finder nu den nuværende gevinst. Udgangsstrømmen er forholdet mellem udgangsspænding og belastningsmodstand. Indgangsstrømmen er indgangsspændingen divideret med R_G. Gevinsten er derfor givet af

 (55)

Udgangsresistensen kan findes ved at erstatte belastningsmodstanden med en testspænding, v_prøve, og derefter finde den resulterende strøm, i_prøve. Strømmen drevet af denne testkilde findes fra en node ligning ved kilden.

 (56)

Gate-to-source spændingen er simpelthen -v_prøve da vi antager, at indgangsspændingen er nul. Derfor er output modstanden

 (57)

FORRIGE 8. FET-forstærkere - Kanoniske konfigurationer

NÆSTE-10. FET forstærker design