Aku tidak mengerti ini FET-BJT preamp sirkuit

Saya melihat sirkuit ini banyak di preamps mikrofon electret, tapi saya tidak mengerti itu. FET dioperasikan sebagai sumber umum amplifier, sehingga memiliki keuntungan, membalikkan, dan memiliki impedansi keluaran yang relatif tinggi. Jadi itu akan masuk akal untuk mengikutinya dengan penyangga.

BJT adalah umum kolektor / pengikut emitor, sehingga tampaknya akan bertindak hanya sebagai penyangga seperti itu, kan? Ini akan menjadi non-pembalik, dengan gain tegangan dekat kesatuan, dan impedansi output yang rendah untuk mendorong hal-hal lain tanpa terdegradasi. Sinyal tegangan dari FET dilewatkan melalui kapasitor ke dasar BJT, di mana kemudian buffered dan muncul di output BJT.

Yang tidak saya dapatkan adalah mengapa resistor drain FET terhubung ke output dari BJT, bukan ke catu daya. Apakah ini semacam umpan balik? Bukankah itu umpan balik positif? (Ketika tegangan output FET meningkat, ia mendorong tegangan basis ke atas melalui tutup, yang kemudian mendorong tegangan output ke atas dari BJT, yang kemudian menarik tegangan FET ke atas, dan seterusnya.)

Apa untungnya dari rangkaian seperti ini?

Ini kesepakatannya. Kapasitor memberikan tegangan konstan pada frekuensi tinggi di kombinasi basis-emitor + resistor BJT. Hal ini menyebabkan arus yang cukup konstan melalui BJT dan resistor, dengan beberapa Z impedans tinggi, mungkin sebagian besar ditentukan oleh resistor basis BJT Rb. FET memiliki transkonduktansi tinggi (gm = Iout / Vin), dan keuntungan bersihnya adalah gm * Z. Ini adalah tegangan yang melintasi sumber drain FET . Resistor emitor BJE memiliki tegangan konstan di atasnya, jadi ada tegangan bias yang ditambahkan ke sana. Arus konstan memungkinkan BJT untuk bertindak sebagai buffer output impedansi rendah (= Rb / beta).

Arus yang mengalir melalui BJT (yaitu dari kolektor ke emitor) akan sama dengan arus yang mengalir ke basis kali faktor amplifikasi dari transistor.

I_ce = beta * I_b

... jika memori saya melayani saya dengan benar. FET, di sisi lain, secara umum dapat dianggap sebagai "on" (membiarkan aliran arus) atau "off" (mencegah aliran arus). Jika FET "mati" tidak akan ada jalan ke tanah untuk arus dan tidak ada arus akan mengalir melalui BJT (atau sebaliknya arus akan mengalir ke tanah. Kapasitor menyediakan jalur ke tanah (menarik arus menjauh dari dasar dari BJT) untuk sinyal "frekuensi tinggi". Impedansi kapasitor berkurang secara proporsional dengan produk dari frekuensi sinyal dan kapasitansi.

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

Saya kira itu bukan jawaban yang sebenarnya untuk pertanyaan itu, tetapi itulah yang saya ingat dari "prinsip dasar".

Apa yang saya tidak dapatkan adalah mengapa resistor drain FET terhubung ke output dari BJT, daripada ke catu daya.

Resistor Anda lihat bukanlah resistor sia dalam arti biasa. Jika output diambil dari saluran pembuangan, maka BJT dan berbagai macam sirkuit dapat dianggap sebagai beban aktif; Anda bisa mengganti seluruh rangkaian "di atas" FET dengan sinyal kecil setara perlawanan.

$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$

Tentu saja, jika output diambil dari saluran, kita akan memiliki impedansi output yang sangat tinggi. Tapi, kami mengambil output dari emitor node. Gain tegangan hanya sedikit di bawah drain:

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

$V_A$$V_T$$25mV$

Tapi, resistansi yang melihat ke node output jauh lebih sedikit dibandingkan melihat ke node menguras:

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

Jadi, menawarkan rangkaian 1 gain tegangan yang lebih tinggi tetapi resistansi keluaran agak lebih tinggi dari 2 sirkuit.

Sirkuit ini sering disebut Shunt Diatur Dorong-Tarik (SRPP). Biasanya itu diimplementasikan menggunakan tabung.

Dalam rangkaian alternatif, pengikut keluaran emitor berjalan di kelas A dan bergantung pada resistor emitor untuk menarik turun output untuk sinyal negatif. Hal ini dapat menyebabkan distorsi, terutama jika beban memiliki kapasitansi yang signifikan.

Dengan SRPP ketika output menjadi negatif, FET sedang melakukan menyeret output rendah melalui resistor emitor BJT sementara BJT sedang dimatikan oleh sinyal yang digabungkan melalui kapasitor ke pangkalannya. Hal ini memungkinkan sirkuit untuk mendorong output mendekati dasar, BJT bahkan dapat memotong sepenuhnya.

Ini menarik. Adalah penting bahwa resistor bias di pangkalan BJT harus cukup tinggi. Jika nilai yang hampir sama seperti drain resistor pada diagram kedua adalah tidak ada kesepakatan dan dalam simulasi Anda tidak akan mendapat manfaat. Jika resistor bias cukup tinggi, BJT adalah pengikut tegangan. Itu berarti dalam AC bahwa tegangan pembuangan sama di dasar BJT dan hampir sama di emitor. Tetapi itu berarti Anda tidak akan memiliki arus AC pada resistor emitor, kedua koneksi itu berada pada potensial AC yang sama. Dears itu adalah jenis koneksi bootstrap yang membuat impedansi drain FET sangat tinggi, meningkatkan amplifikasi sistem dibandingkan dengan versi kedua. Menarik juga bahwa output dari emitor memberikan impedansi output yang rendah tetapi output dari drainnya sama seperti penguat transkonduktansi,