9. FET forsterker analyse

FET forsterker analyse

I den forrige delen definerte vi fire grunnleggende konfigurasjoner for FET-forsterkere. Denne delen undersøker hver av disse konfigurasjonene, og vi danner uttrykk for forsterkningen (strøm og spenning), inngangsbestandighet og utgangsbestandighet.

 

9.1 CS (og Source Resistor) forsterker
CS-forsterkeren med kildemotstand

Figur 33 - CS-forsterkeren med kildemotstand

Figur 33 (a) viser CS-forsterkeren med kildemotstand. De ac ekvivalent krets er i figur 33 (b). Vi antar ro er stor sammenlignet med, så det kan bli forsømt. Hvis en kondensator er tilstede mellom kilde og jord (dvs. CS-forsterkeren), trenger vi ganske enkelt å sette RS lik null i det følgende ac ligninger. Vi gjør dette ved avslutningen av denne avledningen.

I del (b) i figur 33, RG er den parallelle kombinasjonen av R1 og R2 og VGG er Thevenin ekvivalent spenning av bias kretsen:

 (41)

For å analysere ac ekvivalent krets, skriver vi en KVL ligning rundt gate kretsen.

 (42)

Utgangsspenningen, vut, er gitt av

Spenningsøkningen, Av, er nå funnet.

 (43)

Hvis kildemotstanden, RS, er omgått av en kondensator, la vi RS = 0, og spenningsøkningen øker til

 (44)

Dette er vanligvis et stort negativt tall.

Inngang motstand og nåværende gevinst er gitt av

 (45)

9.2 CG-forsterkeren

Figur 37 (a) viser en-trinns fellesportforsterker og figur 6.37 (b) viser dens ac tilsvarende. Vi har igjen forsømt ro under antagelsen om at den er stor sammenlignet med den parallelle kombinasjonen av RD med Rlaste.

CG-forsterker

Figur 37 - CG-forsterker

Fra figur 37 (b) venstre sløyfe er gate-to-source spenningen gitt av

 (46)

Nåværende gjennom RS is

 (47)

så er den (inngangs) motstanden som kilden ser

 (48)

Dette skal sammenlignes med ligning (45) for CS-forsterkeren. Vi ser at hvis portmotstanden er høy, kan inngangsmotstanden til fellesforsterkeren være mye større enn for fellesportforsterkeren. Faktisk er antallet applikasjoner av CG-forsterkeren begrenset på grunn av den lave inngangsimpedansen.

Spenningsøkningen er gitt av

 (49)

Sammenligner dette med likning (44) ser vi at spenningsforsterkningen for CS-forsterkeren med en ubypassert motstand i kildekretsen er den samme som for CG-forsterkeren, bortsett fra at CG-forsterkeren ikke skifter fasen.

Utgangsbestanden er rett og slett gitt av RD (sett inn en teststrøm og måle spenningen under innstillingen vin til null).

Den nåværende gevinsten til CG-forsterkeren er

 (50)

9.3 CD (SF) forsterker

Figur 39 (a) viser en-trinns common-drain-kildefølger (SF) -forsterkeren og figur 39 (b) viser dens ac tilsvarende. Som med hver konfigurasjon vi har analysert, utelater vi den store motstanden, ro under forutsetningen er det mye større enn den parallelle kombinasjonen av RS med Rlaste.

CD-forsterkeren

Figur 39 - CD-forsterkeren

Indgangsmotstanden er ganske enkelt Rin = RG. Skriver en KVL-ligning rundt gate-to-source-loopen, vi har

 (51)

som vi får

 (52)

Utgangsspenningen er

 (53)

Spenningsforsterkningen er forholdet mellom utgang og inngangsspenning.

 (54)

Merk at denne spenningsøkningen er mindre enn enhet, og den nærmer seg en som den parallelle kombinasjonen av RS med Rlaste øker.

Vi finner nå den nåværende gevinsten. Utgangsstrømmen er forholdet mellom utgangsspenningen og lastmotstanden. Inngangsstrømmen er inngangsspenningen divideres med RG. Gevinsten er derfor gitt av

 (55)

Utgangsbestandigheten kan bli funnet ved å erstatte lastmotstanden med en testspenning, vtest, og deretter finne den resulterende strømmen, itest. Strømmen drevet av denne testkilden er funnet fra en nodekvasjon ved kilden.

 (56)

Gate-til-kilde spenningen er ganske enkelt -vtest siden vi antar at inngangsspenningen er null. Derfor er utgangsmotstanden

 (57)