Reducción de ganancia del amplificador BJT

Estoy jugando con amplificadores BJT y tengo algunas preguntas con respecto a la caída de ganancia que se ve en frecuencias más altas. Estoy usando el 2N2222 para mis pruebas y mis simulaciones y los resultados medidos coinciden bastante bien, ejemplo a continuación:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entonces, a 3MHz o aproximadamente, veo que mi atenuación comienza a afectar mi ganancia, que se describe en otra respuesta , alrededor de 18MHz, la ganancia cae a 0dB. Mis preguntas son:

  • ¿Este rolloff es causado por el efecto Miller?
  • Si no es causado por el efecto Miller, ¿cuál es la causa?
  • ¿Puede compensar la caída de ganancia hasta cierto punto o necesita elegir un BJT más rápido? He jugado con la impedancia de entrada que pensé que ayudaría, pero esto hizo poca diferencia.

Respuestas (3)

Tienes dos lotes de capacitancia Miller para tener en cuenta aquí. La tapa molinera de la etapa de salida está desviando la resistencia del colector, lo que reduce la ganancia a frecuencias más altas. Además, la capacitancia del molinero del primer transistor también actúa como una derivación para la resistencia del colector.

Tiene las herramientas allí mismo: intente ver cuál es el rendimiento con el segundo transistor eliminado: ¿esto mejora la respuesta de frecuencia (tal vez la duplique a aproximadamente 6 MHz)? Un montón de cosas que generalmente puede hacer con un simulador que le permite concentrarse en un problema.

No vale la pena intentar compensar la caída de ganancia; es mejor elegir un BJT mejorado.

EDITAR - solo para que no haya confusión. Estoy diciendo "no" al efecto Miller, pero "sí" a la capacitancia Miller que afecta las altas frecuencias al desviar la resistencia del colector. AFAIK, el efecto Miller se debe a que el condensador Miller genera retroalimentación en la base, pero debido a que la impedancia de conducción de la base es baja (probablemente cercana a cero en la simulación del OP), el efecto Miller es mínimo.

Ayudó un poco, pero solo hizo que la pérdida de ganancia fuera menor, la forma general y la ubicación de la salida permanecieron iguales. ¿Alguna otra forma de mejorar esto?
intente simular un transistor diferente o ingrese a los datos del transistor y reduzca las capacitancias parásitas. Tal vez también intente aumentar el voltaje de suministro para ver qué sucede: ¡un poco más de corriente de colector siempre ayuda! Y asegúrese de que la impedancia de su fuente de entrada sea baja <100 ohmios

En realidad, no está obteniendo ningún efecto Miller significativo con este circuito.

La etapa de salida no tiene ganancia de voltaje, por lo que solo hay una capacitancia antigua regular, y la etapa de entrada se controla con una fuente de impedancia cero en serie con un 1 m Condensador F (casi un corto también). Incluso con un 50 más realista Ω fuente, la modesta ganancia de -2.4 y ~5.5pF C C b no conduce a mucha atenuación debido al Sr. Miller en esas frecuencias.

La capacitancia de salida de 5.5pF (veces dos porque hay un C C b carga del transistor seguidor del emisor) es significativa en comparación con la carga del colector de 2K por encima de unos pocos MHz. Si reduce a la mitad las resistencias del colector y el emisor, debería ver una duplicación en la frecuencia de corte de -3dB.

Alternativamente, use un par de transistores de RF y probablemente pueda obtener una mejora de 5: 1 en la frecuencia de corte con el mismo consumo de corriente (o haga un buen oscilador de 500 MHz, pero no verá eso en la simulación).

¿Cómo llegaste a ~5.5pF Ccb?
De un gráfico en una hoja de datos y el voltaje a través de la unión CB. Es posible que no haya usado la hoja de datos que vinculó.

Además del efecto capacitivo mencionado anteriormente, existe otro efecto que provoca una reducción en la ganancia de corriente para altas frecuencias: la movilidad limitada de los portadores cargados que forman la corriente del colector.

Este aspecto de la movilidad está estrechamente relacionado con la masa inercial que tiene cada portador cargado.

¿Sabes cómo se llama esto?
En lugar de "movilidad" quizás sea mejor decir: Tiempo de tránsito (a través de la ruta EC). Tales efectos de tiempo de tránsito conducen a un retraso que, para cada frecuencia, es equivalente a un cambio de fase. Por lo tanto, puede comparar dicho efecto con una característica de paso bajo (además de otros efectos de capacidad mencionados anteriormente).
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