9. FET-versterkeranalyse
CURRENT - 9. FET-versterkeranalyse
VORIGE- 8. FET-versterkers - Canonieke configuraties
FET-versterkeranalyse
9.1 De CS- (en bronweerstand) versterker
Figuur 33 - De CS-versterker met bronweerstand
Figuur 33 (a) toont de CS-versterker met bronweerstand. De ac equivalent circuit is in figuur 33 (b). Wij nemen aan ro is groot in vergelijking met, dus het kan worden verwaarloosd. Als er een condensator aanwezig is tussen de bron en aarde (dwz de CS-versterker), moeten we gewoon instellen RS gelijk aan nul in het volgende ac vergelijkingen. We doen dit aan het einde van deze afleiding.
In deel (b) van figuur 33, RG is de parallelle combinatie van R1 en R2 en VGG is de Thevenin-equivalente spanning van de bias-schakeling:
(41)
Om het te analyseren ac equivalent circuit, schrijven we een KVL-vergelijking rond het poortcircuit.
(42)
De uitgangsspanning, vuit, is gegeven door
De spanningsversterking, Av, is nu gevonden.
(43)
Als de bronweerstand, RS, wordt omzeild door een condensator, we laten het RS = 0, en de spanningsversterking neemt toe tot
(44)
Dit is meestal een groot negatief getal.
De ingangsweerstand en stroomversterking worden gegeven door
(45)
9.2 De CG-versterker
Figuur 37 (a) toont de ééntraps common-gate versterker en figuur 6.37 (b) toont deze ac gelijkwaardig. We hebben opnieuw verwaarloosd ro onder de aanname dat het groot is in vergelijking met de parallelle combinatie van RD Met Rladen.
Figuur 37 - CG-versterker
Van Figuur 37 (b) meest linkse lus, de gate-to-source spanning wordt gegeven door
(46)
De stroom door RS is
(47)
dus de (invoer) weerstand die de bron ziet is
(48)
Dit moet worden vergeleken met vergelijking (45) voor de CS-versterker. We zien dat als de gate-weerstand hoog is, de ingangsweerstand van de common-source-versterker veel groter kan zijn dan die van de common-gate-versterker. In feite is het aantal toepassingen van de CG-versterker beperkt vanwege de lage ingangsimpedantie.
De spanningsversterking wordt gegeven door
(49)
Als we dit vergelijken met Vergelijking (44), zien we dat de spanningsversterking voor de CS-versterker met een niet-doorgegeven weerstand in het broncircuit dezelfde is als die van de CG-versterker, behalve dat de CG-versterker de fase niet verschuift.
De uitgangsweerstand wordt eenvoudig gegeven door RD (zet een teststroom in en meet de spanning tijdens het instellen vin naar nul).
De huidige versterking van de CG-versterker is
(50)
9.3 De CD (SF) -versterker
Figuur 39 (a) toont de single-stage common-drain source-volger (SF) -versterker en figuur 39 (b) toont zijn ac gelijkwaardig. Zoals bij elke configuratie die we hebben geanalyseerd, laten we de grote weerstand weg, ro onder de aanname is het veel groter dan de parallelle combinatie van RS Met Rladen.
Figuur 39 - De CD-versterker
De ingangsweerstand is eenvoudig Rin = RG. Het schrijven van een KVL-vergelijking rond de poort-naar-bron-lus, hebben we
(51)
waaruit we verkrijgen
(52)
De uitgangsspanning is
(53)
De spanningsversterking is de verhouding tussen uitgang en ingangsspanning.
(54)
Merk op dat deze spanningsversterking kleiner is dan een, en benadert een als de parallelle combinatie van RS Met Rladen toeneemt.
We vinden nu de huidige winst. De uitgangsstroom is de verhouding tussen de uitgangsspanning en de belastingweerstand. De ingangsstroom is de ingangsspanning gedeeld door RG. De winst wordt daarom gegeven door
(55)
De uitgangsweerstand kan worden gevonden door de belastingsweerstand te vervangen door een testspanning, vproefen vervolgens de resulterende stroom te vinden, iproef. De stroom die door deze testbron wordt aangestuurd, wordt gevonden aan de hand van een knooppuntvergelijking aan de bron.
(56)
De gate-to-source-spanning is eenvoudig -vproef omdat we aannemen dat de ingangsspanning nul is. Daarom is de uitgangsweerstand
(57)