Condensador de fuente de derivación JFET

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Condensador de fuente de derivación JFET

ganar
jfet
Física
condensador de derivación
fórmula-derivación

Keno

Sé que se aplicaron algunos cambios a la fórmula de amplificación de voltaje de BJT cuando se conectó "Ce" (condensador de derivación del emisor) al circuito. ¿Cómo es con JFET (MOSFET también) y su condensador de derivación? No he visto ninguna fórmula para JFET considerando condensadores de derivación cuando se discutieron las ecuaciones. ¿Alguien puede sugerir cómo resolver este tipo de "problema"? Quizás lo explique un poco.

Aquí hay un esquema ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí hay algunas ecuaciones (probablemente refiriéndose a diferentes modelos) para Au:

ingrese la descripción de la imagen aquí

* ¡También de una de mis fuentes (de la que tiene fórmulas de color rosa) dice que el capacitor de derivación de fuente aumenta la magnitud de ganancia!

kevin blanco

Muéstrenos la ecuación para la ganancia cuando no esté considerando la tapa de derivación. A continuación daremos algunas recomendaciones de cómo incluirlo.

Autista

@ Keno +1 por pensar. A primera vista, las cosas son como el BJT, pero la impedancia de entrada se mantiene alta y el aumento de ganancia es menor cuando se agrega el límite de derivación. La distorsión aumenta al agregar el límite, pero debido a su naturaleza predominantemente de segundo armónico es un problema menor que con el BJT con sus términos exponenciales.

Keno

@KevinWhite: Se ha realizado la edición.

Keno

@Autistic: revisa mi edición. ¿Qué opinas de estas fórmulas? ¿Son todos aproximadamente iguales? ¿O dónde está la diferencia entre ellos (excepto que Rs se aplica cuando se necesita la retroalimentación)?

Respuestas (1)

Condensador de fuente de derivación JFET

Muéstrenos la ecuación para la ganancia cuando no esté considerando la tapa de derivación. A continuación daremos algunas recomendaciones de cómo incluirlo.
@ Keno +1 por pensar. A primera vista, las cosas son como el BJT, pero la impedancia de entrada se mantiene alta y el aumento de ganancia es menor cuando se agrega el límite de derivación. La distorsión aumenta al agregar el límite, pero debido a su naturaleza predominantemente de segundo armónico es un problema menor que con el BJT con sus términos exponenciales.
@Autistic: revisa mi edición. ¿Qué opinas de estas fórmulas? ¿Son todos aproximadamente iguales? ¿O dónde está la diferencia entre ellos (excepto que Rs se aplica cuando se necesita la retroalimentación)?

Big6 · Answer 1

La ganancia aumenta porque el condensador proporciona una pequeña señal de tierra (se convierte en un cortocircuito). Es decir, para los propósitos del análisis de señales pequeñas, el capacitor corta la resistencia de la fuente a tierra haciendo que la resistencia equivalente en la fuente sea cero y la resistencia de la fuente impacta la ganancia final.

La fórmula que tienes en rosa es la de un amplificador de fuente común.

Considere el modelo de un amplificador de voltaje ideal como se muestra a continuación:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Seguí adelante y agregué las resistencias de drenaje y carga. Y como probablemente sepa, los potenciales constantes (como Vdd se convierten en una señal de tierra pequeña).

Ahora, ¿qué es $R_{out}$ ? Es solo la resistencia que mira hacia la salida de su amplificador de voltaje, que en este caso es el drenaje. Si se tratara de un MOSFET, la resistencia que mira hacia el drenaje cuando hay una resistencia de fuente es

R_{en drenaje} = R_{o tu t} = r_{o} + R_{s} + gm r_{o} R_{s}

$R_{\text{into drain}}=R_{out}=r_o+R_s+\text{gm}r_oR_s$

Usted puede encontrar fácilmente esto en la literatura por ahí. En el modelo de amplificador de voltaje, $A$ es la ganancia de voltaje sin carga de una fuente común, que también puede encontrar en línea:

A_{v} = - gm r_{o}

$A_v=-\text{gm}r_o$

Ahora encuentra una expresión para $\dfrac{v_{out}}{v_{in}}$ , que sería la ganancia cargada. Tienes un divisor de voltaje simple:

v_{o tu t} = \frac{(R_{D} | | R_{L}) A v_{i norte}}{(R_{D} | | R_{L}) + R_{o tu t}}

$v_{out}=\dfrac{(R_D||R_L)Av_{in}}{(R_D||R_L)+R_{out}}$

Ahora puede transferir el $v_{in}$ en el lado derecho, a la izquierda y llegar a:

\frac{v_{o tu t}}{v_{i norte}} = \frac{(R_{D} | | R_{L}) (- gm r_{o})}{(R_{D} | | R_{L}) + R_{o tu t}}

$\dfrac{v_{out}}{v_{in}}=\dfrac{(R_D||R_L)(-\text{gm}r_o)}{(R_D||R_L)+R_{out}}$

Aquí está la cosa, donde $R_s$ entra en juego. Si no tenía el capacitor fuente, entonces $R_{out}=r_o+R_s+\text{gm}r_oR_s$ y su ecuación de ganancia cargada se convierte en:

\frac{v_{o tu t}}{v_{i norte}} = - gm r_{o} \frac{(R_{D} | | R_{L})}{(R_{D} | | R_{L}) + r_{o} + R_{s} + gm r_{o} R_{s}}

$\dfrac{v_{out}}{v_{in}}=-\text{gm}r_o\dfrac{(R_D||R_L)}{(R_D||R_L)+r_o+R_s+\text{gm}r_oR_s}$

Con el capacitor, la resistencia equivalente en la fuente para el modelo de señal pequeña se vuelve cero ya que el capacitor se cortocircuita. $R_s$ al suelo. Entonces

$R_{out}=r_o+0+\text{gm}r_o(0)=r_o$

y la ecuación de ganancia cargada se convierte en:

\frac{v_{o tu t}}{v_{i norte}} = - gm r_{o} \frac{(R_{D} | | R_{L})}{(R_{D} | | R_{L}) + r_{o}}

$\dfrac{v_{out}}{v_{in}}=-\text{gm}r_o\dfrac{(R_D||R_L)}{(R_D||R_L)+r_o}$

Esto hace que el denominador sea más pequeño y, por lo tanto, la ganancia teórica aumenta en comparación con la ganancia cuando $R_s$ está presente.

La ecuación que tienes en rosa es la misma que tengo yo. Esto podría reescribirse como

\frac{v_{o tu t}}{v_{i norte}} = - gm (r_{o} | | R_{D} | | R_{L})

$\dfrac{v_{out}}{v_{in}}=-\text{gm}\big(r_o||R_D||R_L\big)$

Probablemente estén tratando el drenaje de la resistencia como la carga total para el modelo de señal pequeña ( $R_{D,total}=R_D||R_L)$ para las ecuaciones en rosa o simplemente no consideraron un $R_L$ .

Espero que esto ayude.

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