9. Ανάλυση ενισχυτή FET
ΤΡΕΧΟΝ - 9. Ανάλυση ενισχυτή FET
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ- 8. FET Ενισχυτές - Κανονικές διαμορφώσεις
Ανάλυση ενισχυτή FET
9.1 Ο ενισχυτής CS (και η αντίσταση πηγής)
Εικόνα 33 - Ο ενισχυτής CS με αντίσταση πηγής
Το σχήμα 33 (a) δείχνει τον ενισχυτή CS με αντίσταση πηγής. ο ac ισοδύναμο κύκλωμα βρίσκεται στο σχήμα 33 (b). Υποθέτουμε ro είναι μεγάλη σε σύγκριση με, έτσι μπορεί να παραμεληθεί. Εάν υπάρχει ένας πυκνωτής μεταξύ πηγής και γείωσης (δηλαδή, ο ενισχυτής CS), πρέπει απλά να ρυθμίσουμε RS ίσο με το μηδέν στο παρακάτω ac εξισώσεις. Το κάνουμε αυτό με την ολοκλήρωση αυτής της αποδόσεως.
Στο μέρος (β) του Σχήματος 33, RG είναι ο παράλληλος συνδυασμός του R1 και R2 και VGG είναι η ισοδύναμη τάση Thevenin του κύκλου προκατάληψης:
(41)
Για να αναλύσετε το ac ισοδύναμο κύκλωμα, γράφουμε μια εξίσωση KVL γύρω από το κύκλωμα της πύλης.
(42)
Η τάση εξόδου, vέξω, δίνεται από
Το κέρδος τάσης, Av, βρίσκεται τώρα.
(43)
Αν η αντίσταση πηγής, RS, παρακάμπτονται από έναν πυκνωτή, αφήσαμε RS = 0 και το κέρδος τάσης αυξάνεται στο
(44)
Αυτός είναι συνήθως ένας μεγάλος αρνητικός αριθμός.
Η αντίσταση εισόδου και το κέρδος ρεύματος δίνονται από
(45)
9.2 Ο ενισχυτής CG
Το σχήμα 37 (α) δείχνει τον μονοφασικό ενισχυτή κοινής πύλης και το σχήμα 6.37 (b) δείχνει το δικό του ac ισοδύναμος. Για άλλη μια φορά παραμελήσαμε ro υπό την προϋπόθεση ότι είναι μεγάλη σε σύγκριση με τον παράλληλο συνδυασμό του RD με Rφορτίο.
Εικόνα 37 - ενισχυτή CG
Από το σχήμα 37 (b) αριστερόστροφη βρόχος, η τάση πύλης-πηγής δίνεται από
(46)
Το ρεύμα μέσω RS is
(47)
έτσι η αντίσταση (είσοδος) που βλέπει η πηγή είναι
(48)
Αυτό πρέπει να συγκριθεί με την εξίσωση (45) για τον ενισχυτή CS. Βλέπουμε ότι αν η αντίσταση πύλης είναι υψηλή, η αντίσταση εισόδου του ενισχυτή κοινής πηγής μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη του ενισχυτή κοινής πύλης. Στην πραγματικότητα, ο αριθμός των εφαρμογών του ενισχυτή CG είναι περιορισμένος λόγω της χαμηλής σύνθετης αντίστασης εισόδου.
Το κέρδος τάσης δίνεται από
(49)
Συγκρίνοντας αυτό με την Εξίσωση (44), βλέπουμε ότι το κέρδος τάσης για τον ενισχυτή CS με μια απροσδόκητη αντίσταση στο κύκλωμα πηγής είναι το ίδιο με εκείνο του ενισχυτή CG, εκτός από το ότι ο ενισχυτής CG δεν αλλάζει τη φάση.
Η αντίσταση εξόδου απλά δίνεται από RD (βάλτε σε δοκιμαστικό ρεύμα και μετρήστε την τάση κατά τη ρύθμιση vin στο μηδέν).
Το τρέχον κέρδος του ενισχυτή CG είναι
(50)
9.3 Ο ενισχυτής CD (SF)
Το σχήμα 39 (α) δείχνει τον ενισχυτή ακολουθίας πηγής κοινής αποστράγγισης (SF) ενός σταδίου και το σχήμα 39 (b) δείχνει ac ισοδύναμος. Όπως και με κάθε διαμόρφωση που έχουμε αναλύσει, παραλείπουμε τη μεγάλη αντίσταση, ro υπό την προϋπόθεση ότι είναι πολύ μεγαλύτερη από τον παράλληλο συνδυασμό του RS με Rφορτίο.
Εικόνα 39 - Ο ενισχυτής CD
Η αντίσταση εισόδου είναι απλή Rin = RG. Γράφοντας μια εξίσωση KVL γύρω από το βρόχο πύλης-πηγής, έχουμε
(51)
από την οποία λαμβάνουμε
(52)
Η τάση εξόδου είναι
(53)
Το κέρδος τάσης είναι ο λόγος της εξόδου προς την τάση εισόδου.
(54)
Σημειώστε ότι αυτό το κέρδος τάσης είναι μικρότερο από την ενότητα και προσεγγίζει ένα ως τον παράλληλο συνδυασμό του RS με Rφορτίο Αυξάνεται.
Τώρα βρίσκουμε το τρέχον κέρδος. Το ρεύμα εξόδου είναι ο λόγος της τάσης εξόδου προς την αντίσταση φορτίου. Το ρεύμα εισόδου είναι η τάση εισόδου διαιρούμενη με RG. Το κέρδος, συνεπώς, δίνεται από
(55)
Η αντίσταση εξόδου μπορεί να βρεθεί αντικαθιστώντας την αντίσταση φορτίου με τάση δοκιμής, vδοκιμή, και στη συνέχεια να βρεθεί το προκύπτον ρεύμα, iδοκιμή. Το ρεύμα που οδηγείται από αυτή την πηγή δοκιμής βρίσκεται από μια εξίσωση κόμβου στην πηγή.
(56)
Η τάση πύλης-πηγής είναι απλά -vδοκιμή δεδομένου ότι υποθέτουμε ότι η τάση εισόδου είναι μηδέν. Επομένως, η αντίσταση εξόδου είναι
(57)