9. Análisis del amplificador FET
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Análisis del amplificador FET
9.1 El amplificador CS (y resistencia de fuente)
Figura 33 - El amplificador CS con resistencia de fuente
La figura 33 (a) muestra el amplificador CS con resistencia de fuente. los ac El circuito equivalente está en la figura 33 (b). Asumimos ro Es grande en comparación con, por lo que puede ser descuidado. Si un condensador está presente entre la fuente y la tierra (es decir, el amplificador CS), simplemente necesitamos configurar RS igual a cero en el siguiente ac ecuaciones Hacemos esto al concluir esta derivación.
En la parte (b) de la figura 33, RG es la combinacion paralela de R1 y R2 y VGG es la tensión equivalente de Thevenin del circuito de polarización:
(41)
Para analizar el ac circuito equivalente, escribimos una ecuación KVL alrededor del circuito de la puerta.
(42)
La tensión de salida, vsalir, es dado por
La ganancia de voltaje, Av, se encuentra ahora.
(43)
Si la resistencia de la fuente, RS, se desvía por un condensador, dejamos RS = 0, y la ganancia de voltaje aumenta a
(44)
Esto suele ser un gran número negativo.
La resistencia de entrada y la ganancia de corriente están dadas por
(45)
9.2 El Amplificador CG
La Figura 37 (a) muestra el amplificador de puerta común de una etapa y la Figura 6.37 (b) muestra su ac equivalente. Una vez más hemos descuidado ro bajo el supuesto de que es grande en comparación con la combinación paralela de RD Rcarga.
Figura 37 - Amplificador CG
En la Figura 37 (b) del bucle más a la izquierda, el voltaje de puerta a fuente viene dado por
(46)
La corriente a través de RS is
(47)
entonces la resistencia (entrada) vista por la fuente es
(48)
Esto debe compararse con la ecuación (45) para el amplificador CS. Vemos que si la resistencia de la puerta es alta, la resistencia de entrada del amplificador de fuente común puede ser mucho mayor que la del amplificador de la puerta común. De hecho, el número de aplicaciones del amplificador CG es limitado debido a la baja impedancia de entrada.
La ganancia de voltaje está dada por
(49)
Comparando esto con la Ecuación (44), vemos que la ganancia de voltaje para el amplificador CS con una resistencia sin paso en el circuito fuente es la misma que la del amplificador CG, excepto que el amplificador CG no cambia la fase.
La resistencia de salida está dada simplemente por RD (Ponga una corriente de prueba y mida el voltaje mientras configura vin a cero).
La ganancia de corriente del amplificador CG es
(50)
9.3 El amplificador de CD (SF)
La Figura 39 (a) muestra el amplificador seguidor de fuente de drenaje común (SF) de una etapa y la Figura 39 (b) muestra su ac equivalente. Como con cada configuración que hemos analizado, omitimos la gran resistencia, ro bajo el supuesto de que es mucho más grande que la combinación paralela de RS Rcarga.
Figura 39 - El amplificador de CD
La resistencia de entrada es simplemente Rin = RG. Escribiendo una ecuación KVL alrededor del bucle de puerta a fuente, tenemos
(51)
de la cual obtenemos
(52)
La tensión de salida es
(53)
La ganancia de voltaje es la relación de salida a voltaje de entrada.
(54)
Tenga en cuenta que esta ganancia de voltaje es menor que la unidad, y se aproxima a uno como la combinación paralela de RS Rcarga aumentará.
Ahora encontramos la ganancia actual. La corriente de salida es la relación entre la tensión de salida y la resistencia de carga. La corriente de entrada es la tensión de entrada dividida por RG. La ganancia es por lo tanto dada por
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La resistencia de salida se puede encontrar al reemplazar la resistencia de carga con un voltaje de prueba, vtest, y luego encontrar la corriente resultante, itest. La corriente controlada por esta fuente de prueba se encuentra en una ecuación de nodo en la fuente.
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El voltaje de puerta a fuente es simplemente -vtest ya que asumimos que la tensión de entrada es cero. Por lo tanto, la resistencia de salida es
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