9. FET-vahvistimen analyysi

FET-vahvistimen analyysi

Edellisessä osassa määrittelimme neljä FET-vahvistimien perusasetusta. Tässä osassa tarkastellaan kaikkia näitä konfiguraatioita, ja johdamme ilmaisuja vahvistuksen (virta ja jännite), tulonkestävyyden ja ulostulovastuksen suhteen.

 

9.1 CS (ja lähdevastus) vahvistin
CS-vahvistin, jossa on lähdevastus

Kuva 33 - CS-vahvistin lähdevastuksella

Kuva 33 (a) esittää CS-vahvistimen, jolla on lähdevastus. ac vastaava piiri on kuvassa 33 (b). Oletamme ro on suuri verrattuna siihen, joten se voidaan jättää huomiotta. Jos lähteen ja maan välillä on kondensaattori (ts. CS-vahvistin), meidän on yksinkertaisesti asetettava RS on nolla seuraavassa ac yhtälöt. Teemme tämän tämän johdannaisen päätteeksi.

Kuvion 33 osassa (b) RG on rinnakkainen yhdistelmä R1 ja R2 ja VGG on bias-piirin Thevenin-vastaava jännite:

 (41)

Analysoida ac vastaava piiri, kirjoitamme porttipiirin ympärille KVL-yhtälön.

 (42)

Lähtöjännite, vulos, on antanut

Jännitevoitto, Av, on nyt löydetty.

 (43)

Jos lähde kestää, RS, ohitetaan kondensaattorilla, annamme RS = 0 ja jännitevahvistus nousee arvoon

 (44)

Tämä on tyypillisesti suuri negatiivinen luku.

Tulon vastus ja virranvahvistus annetaan arvolla

 (45)

9.2 CG-vahvistin

Kuvio 37 (a) esittää yksivaiheisen yhteisen portin vahvistimen ja kuvio 6.37 (b) osoittaa sen ac vastaava. Olemme jälleen laiminlyöneet ro olettaen, että se on suuri verrattuna rinnakkaiseen yhdistelmään RD with Rkuormitus.

CG-vahvistin

Kuva 37 - CG-vahvistin

Kuviosta 37 (b) vasemmanpuoleinen silmukka, portin lähde-jännite annetaan arvolla

 (46)

Virta läpi RS is

 (47)

joten lähteen havaitsema (tulo) vastus on

 (48)

Tätä tulisi verrata CS-vahvistimen yhtälöön (45). Näemme, että jos porttivastus on korkea, yhteisen lähdekoodin vahvistimen tulonkestävyys voi olla paljon suurempi kuin yhteisportin vahvistimen. Itse asiassa CG-vahvistimen sovellusten määrä on rajoitettu alhaisen sisääntulon impedanssin vuoksi.

Jännitteenvahvistus saadaan arvosta

 (49)

Verrattaessa tätä yhtälöön (44) nähdään, että CS-vahvistimen jännitevahvistus, jolla on läpäisemätön vastus lähdepiirissä, on sama kuin CG-vahvistimella, paitsi että CG-vahvistin ei siirretä vaihetta.

Lähtöteho on yksinkertaisesti annettu RD (aseta testivirta ja mittaa jännite asettamisen aikana vin nollaan).

CG-vahvistimen nykyinen vahvistus on

 (50)

9.3 CD (SF) vahvistin

Kuvassa 39 (a) esitetään yksivaiheinen yhteistoimituslähteen seuraaja (SF) vahvistin ja kuvio 39 (b) osoittaa sen ac vastaava. Kuten jokaisessa analysoidussa kokoonpanossa, jätämme suuren vastuksen, ro oletuksena se on paljon suurempi kuin rinnakkainen yhdistelmä RS with Rkuormitus.

CD-vahvistin

Kuva 39 - CD-vahvistin

Tulon vastus on yksinkertaisesti Rin = RG. KVL-yhtälön kirjoittaminen gate-to-source -silmukan ympärille on

 (51)

josta saamme

 (52)

Lähtöjännite on

 (53)

Jännitteenvahvistus on ulostulon ja tulojännitteen suhde.

 (54)

Huomaa, että tämä jännitteenvahvistus on pienempi kuin yhtenäisyys, ja se lähestyy yhtä kuin rinnakkainen yhdistelmä RS with Rkuormitus lisääntyy.

Nyt löydämme nykyisen voiton. Lähtövirta on lähtöjännitteen ja kuorman vastuksen suhde. Tulovirta on tulojännite jaettuna RG. Näin ollen voitto saadaan

 (55)

Lähtöresistanssi löytyy korvaamalla kuorman vastus testijännitteellä, vtesti, ja sitten löydettävän virran, itesti. Tämän testilähteen ohjaama virta löytyy lähteen solmuyhtälöstä.

 (56)

Gate-to-source -jännite on yksinkertaisesti -vtesti koska oletamme, että tulojännite on nolla. Siksi lähtöteho on

 (57)