9. Усилитель FET анализ
ТОК - 9. Анализ усилителя на полевых транзисторах.
ПРЕДЫДУЩАЯ - 8. Усилители на полевых транзисторах - канонические конфигурации.
Усилитель FET анализ
9.1 Усилитель CS (и резистор источника)
Рисунок 33 - Усилитель CS с истоковым резистором
На рисунке 33 (a) показан усилитель CS с резистором источника. ac эквивалентная схема на рисунке 33 (б). Мы предполагаем ro по сравнению с большим, поэтому им можно пренебречь. Если между источником и землей имеется конденсатор (т.е. усилитель CS), нам нужно просто установить RS равно нулю в следующем ac уравнения. Мы делаем это в конце этого вывода.
В части (b) рисунка 33 RG это параллельная комбинация R1 и R2 и VGG эквивалентное напряжение Thevenin цепи смещения:
(41)
Для анализа ac эквивалентная схема, мы пишем уравнение KVL вокруг схемы затвора.
(42)
Выходное напряжение, vвнешний, дан кем-то
Коэффициент усиления по напряжению, Avсейчас найдено.
(43)
Если источник сопротивления, RSОбойдем конденсатор, допустим RS = 0, а усиление напряжения увеличивается до
(44)
Обычно это большое отрицательное число.
Входное сопротивление и усиление тока определяются как
(45)
9.2 Усилитель CG
На рисунке 37 (a) показан одноступенчатый усилитель с общим затвором, а на рисунке 6.37 (b) - его ac эквивалент. Мы еще раз пренебрегли ro в предположении, что он большой по сравнению с параллельной комбинацией RD Rзагрузка.
Рисунок 37 - усилитель компьютерной графики
На рисунке 37 (b) крайняя левая петля, напряжение затвора к источнику определяется как
(46)
Ток через RS is
(47)
поэтому (входное) сопротивление, видимое источником
(48)
Это следует сравнить с уравнением (45) для усилителя CS. Мы видим, что если сопротивление затвора высокое, входное сопротивление усилителя с общим источником может быть намного больше, чем у усилителя с общим затвором. Фактически, количество применений усилителя CG ограничено из-за низкого входного сопротивления.
Коэффициент усиления определяется
(49)
Сравнивая это с уравнением (44), мы видим, что коэффициент усиления по напряжению для усилителя CS с непропускаемым сопротивлением в цепи источника такой же, как и для усилителя CG, за исключением того, что усилитель CG не сдвигает фазу.
Выходное сопротивление просто определяется как RD (введите тестовый ток и измерьте напряжение при настройке vin в ноль).
Усиление тока усилителя CG составляет
(50)
9.3 CD (SF) усилитель
На рисунке 39 (a) показан одноступенчатый усилитель с общим стоком (SF), а на рисунке 39 (b) показан его усилитель. ac эквивалент. Как и в каждой конфигурации, которую мы проанализировали, мы опускаем большое сопротивление, ro в предположении, что он намного больше, чем параллельная комбинация RS Rзагрузка.
Рисунок 39 - Усилитель CD
Входное сопротивление просто Rin = RG, Записывая уравнение KVL вокруг цикла «от входа к источнику», мы
(51)
из которого мы получаем
(52)
Выходное напряжение
(53)
Коэффициент усиления по напряжению - это отношение выходного напряжения к входному.
(54)
Обратите внимание, что это усиление напряжения меньше единицы, и оно приближается к единице в качестве параллельной комбинации RS Rзагрузка увеличивается.
Теперь мы находим текущее усиление. Выходной ток - это отношение выходного напряжения к сопротивлению нагрузки. Входной ток представляет собой входное напряжение, деленное на RG, Таким образом, усиление дается
(55)
Выходное сопротивление можно найти, заменив нагрузочный резистор испытательным напряжением, втестXNUMXи затем найти результирующий ток, iтестXNUMX, Ток, управляемый этим тестовым источником, определяется из уравнения узла в источнике.
(56)
Напряжение между затвором и источником просто -vтестXNUMX так как мы предполагаем, что входное напряжение равно нулю. Следовательно, выходное сопротивление
(57)