9. Analiza amplificatorului FET

Analiza amplificatorului FET

În secțiunea anterioară, am definit patru configurații de bază pentru amplificatoarele FET. Această secțiune examinează fiecare dintre aceste configurații și obținem expresii pentru câștig (curent și tensiune), rezistența la intrare și rezistența la ieșire.

9.1 Amplificatorul CS (și rezistor sursă)
Amplificatorul CS cu rezistor de sursă

Figura 33 - amplificatorul CS cu rezistor de sursă

Figura 33 (a) prezintă amplificatorul CS cu rezistor de sursă. ac circuitul echivalent este în Figura 33 (b). Presupunem ro este mare comparativ cu, deci poate fi neglijat. Dacă un condensator este prezent între sursă și masă (adică amplificatorul CS), trebuie doar să setăm RS egală cu zero în următoarele ac ecuații. Facem acest lucru la încheierea acestei derivări.

În partea (b) din Figura 33, RG este combinația paralelă de R1 sau R2 sau VGG este tensiunea echivalentă a lui Thevenin a circuitului de polarizare:

(41)

Pentru a analiza ac circuit echivalent, vom scrie o ecuație KVL în jurul circuitului poarta.

(42)

Tensiunea de ieșire, vafară, este dat de

Cresterea tensiunii, Av, este acum găsit.

(43)

Dacă rezistența sursei, RS, este ocolit de un condensator, lăsăm RS = 0, iar câștigul de tensiune crește la

(44)

Acesta este de obicei un număr negativ mare.

Rezistența la intrare și câștigul de curent sunt date de

(45)

9.2 Amplificatorul CG

Figura 37 (a) prezintă amplificatorul de porți comune cu o singură treaptă, iar Figura 6.37 (b) prezintă ac echivalent. Din nou am neglijat ro presupunând că este mare în comparație cu combinația paralelă dintre RD cu Rîncărca.

Amplificator CG

Figura 37 - amplificator CG

Din figura 37 (b) bucla din stânga, tensiunea de la poarta la sursă este dată de

(46)

Curentul prin RS is

(47)

astfel încât rezistența (intrare) văzută de sursă este

(48)

Acest lucru ar trebui comparat cu Ecuația (45) pentru amplificatorul CS. Vedem că dacă rezistența porții este ridicată, rezistența de intrare a amplificatorului de sursă comună poate fi mult mai mare decât cea a amplificatorului de poartă. De fapt, numărul de aplicații ale amplificatorului CG este limitat datorită impedanței reduse de intrare.

Câștigul de tensiune este dat de

(49)

Comparând acest lucru cu Ecuația (44), vedem că câștigul de tensiune pentru amplificatorul CS cu o rezistență neîntreruptă în circuitul sursă este același cu cel al amplificatorului CG, cu excepția amplificatorului CG care nu schimbă faza.

Rezistența la ieșire este pur și simplu dată de RD (puneți un curent de testare și măsurați tensiunea în timp ce setați vin la zero).

Câștigul actual al amplificatorului CG este

(50)

9.3 Amplificatorul CD (SF)

Figura 39 (a) prezintă amplificatorul următor (SF) sursă comună de scurgere a sursei comune și figura 39 (b) prezintă ac echivalent. Ca și în cazul fiecărei configurații pe care am analizat-o, omitem rezistența mare, ro sub presupunerea că este mult mai mare decât combinația paralelă dintre RS cu Rîncărca.

Amplificatorul de CD-uri

Figura 39 - Amplificatorul de CD-uri

Rezistența la intrare este pur și simplu Rin = RG. Scriind o ecuație KVL în jurul circuitului gate-to-source, avem

(51)

din care obținem

(52)

Tensiunea de ieșire este

(53)

Câștigul de tensiune este raportul de ieșire la tensiunea de intrare.

(54)

Rețineți că acest câștig de tensiune este mai mic decât unitatea și se apropie de unul ca o combinație paralelă de RS cu Rîncărca crește.

Acum găsim câștigul curent. Curentul de ieșire este raportul dintre tensiunea de ieșire și rezistența la sarcină. Curentul de intrare este tensiunea de intrare împărțită la RG. Câștigul este, prin urmare, dat de

(55)

Rezistența la ieșire poate fi găsită prin înlocuirea rezistenței de sarcină cu o tensiune de testare, vtest, și apoi găsirea curentului rezultat, itest. Curentul condus de această sursă de testare se găsește dintr-o ecuație a nodului la sursă.

(56)

Tensiunea de la poartă la sursă este pur și simplu -vtest deoarece presupunem că tensiunea de intrare este zero. Prin urmare, rezistența la ieșire este

(57)