Nie do końca rozumiem ten obwód przedwzmacniacza FET-BJT

Często widzę ten obwód na przedwzmacniaczach mikrofonowych, ale nie do końca to rozumiem. FET działa jako wspólny wzmacniacz źródłowy , więc ma wzmocnienie, odwraca i ma stosunkowo wysoką impedancję wyjściową. Dlatego sensowne byłoby śledzenie go przez bufor.

BJT jest popularnym obserwatorem urządzeń zbierających / emitujących, więc wydaje się, że działa jak bufor, prawda? Byłby nieodwracalny, z zyskiem napięcia prawie jedności i niską impedancją wyjściową do napędzania innych rzeczy bez degradacji. Sygnał napięciowy z FET jest przekazywany przez kondensator do podstawy BJT, gdzie jest następnie buforowany i pojawia się na wyjściu BJT.

Nie rozumiem, dlaczego rezystor spustowy FET jest podłączony do wyjścia BJT, a nie do zasilacza. Czy to jakaś informacja zwrotna? Czy nie byłoby to pozytywne opinie? (Wraz ze wzrostem napięcia wyjściowego FET, popycha ono napięcie bazowe w górę przez nasadkę, która następnie przepycha napięcie wyjściowe w górę od BJT, które następnie podnosi napięcie FET w górę i tak dalej.)

Jaką przewagę ma nad takim obwodem?

Oto oferta. Kondensator zapewnia stałe napięcie przy wysokich częstotliwościach w kombinacji baza-emiter + rezystor BJT. Powoduje to dość stały prąd przez BJT i ​​rezystor, z pewną wysoką impedancją Z, prawdopodobnie określaną głównie przez podstawowy rezystor BJT Rb. FET ma wysoką transkonduktancję (gm = Iout / Vin), a zysk netto wynosi gm * Z. Jest to napięcie na źródle drenażu FET . Rezystor emiterowy BJE ma na nim stałe napięcie, więc do tego dochodzi napięcie polaryzacji. Stały prąd pozwala BJT działać jako bufor wyjściowy o niskiej impedancji (= Rb / beta).

Prąd przepływający przez BJT (tj. Z kolektora do emitera) będzie równy prądowi przepływającemu do podstawy razy współczynnik wzmocnienia tranzystora.

I_ce = beta * I_b

... jeśli moja pamięć służy mi poprawnie. Z drugiej strony, FET można ogólnie traktować jako „włączony” (pozwalając na przepływ prądu) lub „wyłączony” (zapobiegając przepływowi prądu). Jeśli FET jest „wyłączony”, nie będzie ścieżki do ziemi dla prądu i żaden prąd nie przepłynie przez BJT (lub odwrotnie, każdy prąd popłynie do ziemi. Kondensator zapewnia ścieżkę do ziemi (odciągając prąd od podstawy) BJT) dla sygnałów „wysokiej częstotliwości” Impedancja kondensatora zmniejsza się proporcjonalnie do iloczynu częstotliwości sygnału i pojemności.

Z_cap = -j * omega * C
|Z_cap| = omega * C = 2 * pi * f * C

Chyba nie jest to zbyt duża odpowiedź na pytanie, ale to właśnie pamiętam z „podstawowych zasad”.

Nie rozumiem, dlaczego rezystor spustowy FET jest podłączony do wyjścia BJT, a nie do zasilacza.

Rezystor, o którym mówisz, nie jest rezystorem drenażowym w zwykłym tego słowa znaczeniu. Gdyby wynik został pobrany z odpływu, wówczas BJT i ​​różne zespoły obwodów można uznać za obciążenie aktywne; cały obwód „powyżej” FET można zastąpić małą rezystancją odpowiadającą sygnałowi.

$R_B$$R_E$

$R_{td} = R_B || \frac{r_e||R_E + r_0}{1 - \alpha \frac{R_E}{r_e + R_E}} \approx R_B$

$R_B$

$R_B$

$I_D = 100\mu A$

$30k \Omega$$V_D > 0$

$R_B$$I_B = \frac{I_D}{1 + \beta}$$R_B$$30k \Omega$

Oczywiście, gdyby wyjście zostało pobrane z odpływu, mielibyśmy bardzo wysoką impedancję wyjściową. Ale pobieramy dane wyjściowe z węzła emitera. Tam wzrost napięcia jest tylko nieznacznie mniejszy niż przy odpływie:

$v_{out} = v_d \frac{r_o}{r_o + r_e||R_E} \approx v_d \frac{r_o}{r_o + r_e} = v_d\frac{V_A}{V_A + \alpha V_T} \approx v_d$

$V_A$$V_T$$25mV$

Ale opór patrząc do węzła wyjściowego jest znacznie mniejszy niż patrząc do węzła drenażu:

$r_{out} \approx r_e||R_E + R_B(1-g_mr_e||R_E) = r_e||R_E + R_B(1-\frac{\alpha R_E}{r_e + R_E})$

Tak więc pierwszy obwód oferuje znacznie wyższe wzmocnienie napięcia, ale nieco wyższą rezystancję wyjściową niż drugi obwód.

Obwód ten jest często nazywany regulowanym bocznikowo push-pull (SRPP). Zwykle jest realizowany za pomocą lamp.

W alternatywnej cyrkulacji, popychacz wyjściowego emitera pracuje w klasie A i polega na rezystorze emitera w celu obniżenia mocy wyjściowej dla ujemnego sygnału wyjściowego. Może to powodować zniekształcenia, szczególnie jeśli obciążenie ma znaczną pojemność.

Z SRPP, gdy wyjście staje się ujemne, FET przeciąga wyjście na niskim poziomie przez rezystor emiterowy BJT, podczas gdy BJT jest wyłączany przez sygnał sprzężony przez kondensator do jego podstawy. Dzięki temu obwód może wyprowadzić wyjście blisko grunt, BJT może nawet całkowicie odciąć.

To interesujące. Ważne jest, aby opornik obciążenia na podstawie BJT był wystarczająco wysoki. Jeśli jest prawie taka sama jak rezystor drenażowy na drugim schemacie, nie ma umowy, aw symulacji nie uzyskasz żadnych korzyści. Jeśli rezystor polaryzacji jest wystarczająco wysoki, BJT jest popychaczem napięcia. Oznacza to w AC, że napięcie drenu jest takie samo w podstawie BJT i ​​prawie równe w emiterze. Oznacza to jednak, że na rezystorze emitera nie będzie prądu przemiennego, przy czym oba jego połączenia będą miały ten sam potencjał prądu przemiennego. Jest to połączenie typu bootstrap, które sprawia, że ​​impedancja drenażu FET jest bardzo wysoka, co zwiększa wzmocnienie systemu w porównaniu z drugą wersją. Interesujące jest również to, że wyjście z emitera daje niską impedancję wyjściową, ale wyjście z drenu jest takie samo jak wzmacniacz nadprzewodnikowy,