Análise de Amplificadores FET - TINA e TINACloud Resources

Análise do amplificador FET

Na seção anterior, definimos quatro configurações básicas para amplificadores FET. Esta seção examina cada uma dessas configurações e derivamos expressões para o ganho (corrente e tensão), a resistência de entrada e a resistência de saída.

9.1 O amplificador CS (e resistor de fonte)

Figura 33 - O amplificador CS com resistor de fonte

A figura 33 (a) mostra o amplificador CS com resistor de origem. o ac circuito equivalente está na Figura 33 (b). Nós presumimos r_o é grande em comparação com, por isso pode ser negligenciada. Se um capacitor está presente entre a fonte e o terra (ou seja, o amplificador CS), precisamos simplesmente R_S igual a zero nos seguintes ac equações. Fazemos isso na conclusão desta derivação.

Na parte (b) da Figura 33, R_G é a combinação paralela de R₁ e R₂ e V_GG é a voltagem equivalente de Thevenin do circuito de polarização:

(41)

Para analisar o ac circuito equivalente, nós escrevemos uma equação KVL em torno do circuito de porta.

(42)

A tensão de saída, v_Fora, É dado por

O ganho de tensão, A_v, agora é encontrado.

(43)

Se a resistência da fonte, R_S, é ignorado por um capacitor, deixamos R_S= 0, e o ganho de tensão aumenta para

(44)

Este é tipicamente um grande número negativo.

A resistência de entrada e o ganho de corrente são dados por

(45)

9.2 O Amplificador CG

A Figura 37 (a) mostra o amplificador de porta comum de estágio único e a Figura 6.37 (b) mostra ac equivalente. Nós mais uma vez negligenciamos r_o sob a suposição de que é grande em comparação com a combinação paralela de R_D com R_carregar.

Figura 37 - amplificador CG

Na figura 37 (b) loop mais à esquerda, a tensão gate-to-source é dada por

(46)

A corrente através R_S is

(47)

então a resistência (entrada) vista pela fonte é

(48)

Isso deve ser comparado à Equação (45) para o amplificador CS. Vemos que, se a resistência do gate for alta, a resistência de entrada do amplificador de fonte comum pode ser muito maior do que a do amplificador de porta comum. De fato, o número de aplicações do amplificador CG é limitado devido à baixa impedância de entrada.

O ganho de tensão é dado por

(49)

Comparando isso com a Equação (44), vemos que o ganho de tensão para o amplificador CS com uma resistência inativa no circuito fonte é o mesmo que o do amplificador CG, exceto que o amplificador CG não muda a fase.

A resistência de saída é simplesmente dada por R_D (coloque uma corrente de teste e meça a tensão enquanto v_in para zero).

O ganho atual do amplificador CG é

(50)

9.3 O amplificador CD (SF)

A Figura 39 (a) mostra o amplificador de seguidor de fonte de dreno comum (SF) de estágio único e a Figura 39 (b) mostra ac equivalente. Como em cada configuração que analisamos, omitimos a grande resistência, r_o sob o pressuposto é muito maior do que a combinação paralela de R_S com R_carregar.

Figura 39 - O amplificador de CD

A resistência de entrada é simplesmente R_in = R_G. Escrevendo uma equação KVL em torno do loop gate-to-source, temos

(51)

de onde obtemos

(52)

A tensão de saída é

(53)

O ganho de tensão é a relação de saída para tensão de entrada.

(54)

Note que este ganho de tensão é menor que a unidade, e se aproxima de um como a combinação paralela de R_S com R_carregar aumenta.

Agora encontramos o ganho atual. A corrente de saída é a relação entre a tensão de saída e a resistência de carga. A corrente de entrada é a tensão de entrada dividida por R_G. O ganho é, portanto, dado por

(55)

A resistência de saída pode ser encontrada substituindo o resistor de carga por uma tensão de teste, v_testee, em seguida, encontrar a corrente resultante, i_teste. A corrente conduzida por esta fonte de teste é encontrada a partir de uma equação de nó na fonte.

(56)

A tensão da porta à fonte é simplesmente -v_teste já que assumimos que a tensão de entrada é zero. Portanto, a resistência de saída é

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