Analiza FET pojačala - TINA i TINACloud resursi

Analiza FET pojačala

U prethodnom poglavlju definirali smo četiri osnovne konfiguracije za FET pojačala. Ovaj odjeljak ispituje svaku od tih konfiguracija, a izrađujemo izraze za pojačanje (struja i napon), ulazni otpor i izlaznu otpornost.

9.1 Pojačalo CS (i izvor otpornika)

Slika 33 - Pojačalo CS s otpornikom izvora

Slika 33 (a) prikazuje CS pojačalo s izvornim otpornikom. ac ekvivalentni krug je na slici 33 (b). Pretpostavljamo r_o velika je u usporedbi s, pa se može zanemariti. Ako je kondenzator prisutan između izvora i zemlje (tj. CS pojačalo), trebamo jednostavno postaviti R_S jednaka nuli u nastavku ac jednadžbe. To radimo na kraju ovog izvođenja.

U dijelu (b) na slici 33, R_G je paralelna kombinacija R₁ i R₂ i V_GG je ekvivalentni napon Thevenin kruga pristranosti:

(41)

Za analizu ac ekvivalentni krug, napišemo KVL jednadžbu oko kruga vrata.

(42)

Izlazni napon, v_van, daje se pomoću

Dobitak napona, A_v, sada je pronađen.

(43)

Ako je otpor izvora, R_S, zaobilazi kondenzator, dopuštamo R_S= 0, a pojačanje napona se povećava na

(44)

To je obično veliki negativni broj.

Ulazni otpor i dobitak struje su dani pomoću

(45)

9.2 CG pojačalo

Slika 37 (a) prikazuje jednofazno zajedničko ulazno pojačalo, a slika 6.37 (b) pokazuje njezino ac ekvivalent. Još smo jednom zapostavili r_o pod pretpostavkom da je ona velika u usporedbi s paralelnom kombinacijom R_D s R_teret.

Slika 37 - CG pojačalo

Iz krajnje lijeve petlje na slici 37 (b), napon od vrata do izvora je dan

(46)

Struja kroz R_S is

(47)

tako da je (ulazni) otpor koji vidi izvor

(48)

To bi trebalo usporediti s jednadžbom (45) za CS pojačalo. Vidimo da ako je otpor na vratima visok, ulazni otpor pojačala zajedničkog izvora može biti mnogo veći od onog pojačala zajedničkih vrata. Zapravo, broj primjena CG pojačala je ograničen zbog niske ulazne impedancije.

Dobitak napona daje se pomoću

(49)

Uspoređujući to s jednadžbom (44), vidimo da naponsko pojačanje za CS pojačalo s neusmjerenim otporom u izvornom krugu je isto kao i kod CG pojačala, osim što CG pojačalo ne pomiče fazu.

Izlazni otpor se jednostavno daje R_D (stavite testnu struju i izmjerite napon tijekom postavljanja v_in na nulu).

Tekuće pojačanje CG pojačala je

(50)

9.3 Pojačalo za CD (SF)

Slika 39 (a) prikazuje jednofazno pojačalo sa zajedničkim odvodom izvora (SF) i sliku 39 (b) pokazuje ac ekvivalent. Kao i kod svake konfiguracije koju smo analizirali, izostavljamo veliki otpor, r_o pod pretpostavkom da je mnogo veća od paralelne kombinacije R_S s R_teret.

Slika 39 - CD pojačalo

Ulazni otpor je jednostavno R_in = R_G, Pišući KVL jednadžbu oko petlje od vrata do izvora, imamo

(51)

iz kojih dobivamo

(52)

Izlazni napon je

(53)

Dobitak napona je omjer izlaznog i ulaznog napona.

(54)

Imajte na umu da je ovaj napon dobitak manji od jedinstva, i pristupa jedan kao paralelna kombinacija R_S s R_teret povećava.

Sada smo pronašli trenutni dobitak. Izlazna struja je omjer izlaznog napona i otpora opterećenja. Ulazna struja je ulazni napon podijeljen s R_G, Dobitak se stoga daje

(55)

Izlazni otpor može se pronaći zamjenom otpornika opterećenja s ispitnim naponom, v_test, a zatim pronalaženje rezultirajuće struje, i_test, Struja koju pokreće ovaj ispitni izvor nalazi se iz jednadžbe čvora na izvoru.

(56)

Napon od vrata do izvora je jednostavno -v_test budući da pretpostavljamo da je ulazni napon jednak nuli. Dakle, izlazni otpor je

(57)

PRETHODNA - 8. FET pojačala - kanonske konfiguracije

SLJEDEĆA 10. Dizajn FET pojačala