ฉันไม่เข้าใจวงจร preamp ของ FET-BJT นี้มาก

ฉันเห็นวงจรนี้มากมายบนไมโครโฟน preret ไมโครโฟน แต่ฉันไม่ค่อยเข้าใจ FET ดำเนินการในฐานะแหล่งข้อมูลทั่วไปเครื่องขยายเสียงจึงมีกำไรตีความและมีความต้านทานการส่งออกค่อนข้างสูง ดังนั้นมันจะสมเหตุสมผลที่จะตามด้วยบัฟเฟอร์

BJT เป็นผู้สะสม / ผู้ปล่อยอิมพลีเมนต์ร่วมกันดังนั้นดูเหมือนว่ามันจะทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์เช่นนั้นใช่ไหม? มันจะไม่ใช่การแปลงกลับที่มีแรงดันไฟฟ้าใกล้เป็นเอกภาพและความต้านทานเอาต์พุตต่ำเพื่อขับสิ่งอื่น ๆ โดยไม่ลดระดับลง สัญญาณแรงดันไฟฟ้าจาก FET จะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุไปยังฐานของ BJT ซึ่งจะถูกบัฟเฟอร์และแสดงขึ้นที่เอาต์พุตของ BJT

สิ่งที่ฉันไม่ได้รับคือสาเหตุที่ตัวต้านทานการระบายน้ำของ FET เชื่อมต่อกับเอาท์พุทของ BJT แทนที่จะเป็นแหล่งจ่ายไฟ นี่เป็นข้อเสนอแนะบางอย่างหรือไม่? มันจะเป็นข้อเสนอแนะในเชิงบวกหรือไม่? (เมื่อแรงดันเอาท์พุทของ FET เพิ่มขึ้นมันจะดันแรงดันพื้นฐานขึ้นไปทางหมวกซึ่งจะผลักดันแรงดันเอาต์พุตขึ้นจาก BJT ซึ่งจะดึงแรงดันไฟฟ้า FET ขึ้นไปเรื่อย ๆ )

มันมีข้อดีอะไรในวงจรเช่นนี้?

นี่คือข้อตกลง ตัวเก็บประจุให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่ความถี่สูงในการรวมกันของตัวต้านทานเบส - เบส + BJT สิ่งนี้ทำให้เกิดกระแสคงที่ค่อนข้างผ่าน BJT และตัวต้านทานที่มีอิมพีแดนซ์สูงบางค่า Z อาจพิจารณาจากตัวต้านทานฐาน BJT ส่วนใหญ่ FET มี transconductance สูง (กรัม = Iout / Vin) และกำไรสุทธิกรัม * Z. นี้เป็นแรงดันไฟฟ้าทั่ว FET ท่อระบายน้ำแหล่งที่มา ตัวต้านทานอีซีแอลของ BJE มีแรงดันไฟฟ้าคงที่จึงมีแรงดันไบอัสเพิ่มเข้ามา กระแสคงที่อนุญาตให้ BJT ทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์เอาต์พุตความต้านทานต่ำ (= Rb / เบต้า)

กระแสที่ไหลผ่าน BJT (เช่นจากตัวสะสมถึงตัวปล่อย) จะเท่ากับกระแสที่ไหลเข้าสู่ฐานคูณตัวคูณการขยายของทรานซิสเตอร์

I_ce = beta * I_b

... ถ้าความจำของฉันทำหน้าที่ฉันถูกต้อง ในทางกลับกัน FET สามารถคิดได้ว่าเป็น "เปิด" (ปล่อยให้กระแสไหล) หรือ "ปิด" (ป้องกันการไหลของกระแส) หาก FET เป็น "ปิด" จะไม่มีเส้นทางไปยังพื้นดินสำหรับกระแสและไม่มีกระแสไหลผ่าน BJT (หรือตรงกันข้ามกระแสใด ๆ จะไหลลงสู่พื้นดินตัวเก็บประจุให้เส้นทางไปยังพื้นดิน (ดึงกระแสออกไปจากฐาน ของ BJT) สำหรับสัญญาณ "ความถี่สูง" ความต้านทานของตัวเก็บประจุลดลงตามสัดส่วนของผลผลิตของความถี่สัญญาณและความจุ

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

ฉันเดาว่านั่นไม่ใช่คำตอบของคำถาม แต่เป็นสิ่งที่ฉันจำได้จาก "หลักการพื้นฐาน"

สิ่งที่ฉันไม่ได้รับคือสาเหตุที่ตัวต้านทานการระบายน้ำของ FET เชื่อมต่อกับเอาท์พุทของ BJT แทนที่จะเป็นแหล่งจ่ายไฟ

ตัวต้านทานที่คุณอ้างถึงไม่ใช่ตัวต้านทานการระบายน้ำในแง่ปกติ หากเอาออกจากท่อระบายน้ำแล้ว BJT และวงจรสารพันสามารถพิจารณาการใช้งานโหลด; คุณสามารถแทนที่วงจรทั้งหมด "เหนือ" FET ด้วยความต้านทานสัญญาณขนาดเล็กได้

$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$

แน่นอนถ้าเอาออกมาจากท่อระบายน้ำเราจะมีความต้านทานเอาต์พุตสูงมาก แต่เรากำลังเอาท์พุทจากโหนดอีซีแอล แรงดันไฟฟ้ามีน้อยกว่าที่ท่อระบายน้ำเล็กน้อย :

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

$V_A$$V_T$$25mV$

แต่ความต้านทานที่มองเข้าไปที่โหนดเอาต์พุตนั้นน้อยกว่าการมองเข้าไปที่โหนดท่อระบายน้ำ:

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

ดังนั้นวงจรที่ 1 ให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่ามาก แต่มีความต้านทานเอาต์พุตค่อนข้างสูงกว่าวงจรที่ 2

วงจรนี้มักเรียกว่า Shunt Regulated Push-Pull (SRPP) โดยปกติจะดำเนินการโดยใช้หลอด

ในวงจรทางเลือกผู้ติดตามตัวส่งออกจะทำงานในระดับ A และอาศัยตัวต้านทานตัวปล่อยความร้อนเพื่อดึงเอาท์พุทลงเพื่อส่งสัญญาณเชิงลบ สิ่งนี้สามารถทำให้เกิดการบิดเบือนโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าโหลดมีความจุที่สำคัญ

ด้วย SRPP เมื่อเอาท์พุทเป็นลบ FET จะทำการลากเอาท์พุทที่ต่ำผ่านตัวต้านทานอีซีแอลของ BJT ในขณะที่ BJT ถูกปิดโดยสัญญาณควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุไปยังฐานซึ่งจะช่วยให้วงจรขับเอาต์พุตใกล้กับ พื้นดิน BJT อาจตัดได้อย่างสมบูรณ์

มันน่าสนใจ. เป็นสิ่งสำคัญที่ไบอัสต้านทานบนฐานของ BJT จะสูงพอ หากเกือบจะมีค่าเหมือนกันเช่นตัวต้านทานการระบายน้ำในแผนภาพที่สองไม่มีข้อตกลงและในการจำลองคุณจะไม่ได้รับประโยชน์ใด ๆ หากตัวต้านทานไบแอสนั้นสูงพอ BJT จะเป็นผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า นั่นหมายความว่าใน AC นั้นแรงดันของท่อระบายน้ำจะเท่ากันในฐานของ BJT และเกือบจะเท่ากันในตัวปล่อย แต่นั่นหมายความว่าคุณจะไม่มี AC ปัจจุบันในตัวต้านทาน emitter การเชื่อมต่อทั้งสองของมันมีศักยภาพ AC เดียวกัน นี่คือการเชื่อมต่อแบบ bootstrap ซึ่งทำให้สมรรถภาพของ FET สูงมากทำให้การขยายของระบบเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเวอร์ชั่นที่สอง นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสนใจว่าเอาท์พุทจากอีซีแอลให้ความต้านทานเอาท์พุทต่ำ แต่เอาท์พุทจากท่อระบายน้ำมันเป็นเหมือนเครื่องขยายเสียง transconductance