Я не совсем понимаю эту схему предусилителя FET-BJT

Я часто вижу эту схему на электретных микрофонных предусилителях, но не совсем понимаю. Полевой транзистор работает как усилитель общего источника , поэтому он имеет усиление, инвертирует и имеет относительно высокий выходной импеданс. Так что имело бы смысл следовать за ним буфером.

BJT - обычный последователь коллектора / эмиттера, так что он, похоже, действует как такой буфер, верно? Это было бы неинвертирующим, с усилением напряжения, близким к единице, и низким выходным сопротивлением для управления другими вещами без ухудшения качества. Сигнал напряжения с полевого транзистора передается через конденсатор на базу BJT, где он затем буферизируется и отображается на выходе BJT.

Чего я не понимаю, так это то, что резистор стока FET подключен к выходу BJT, а не к источнику питания. Это какая-то обратная связь? Не будет ли положительный отзыв? (Когда выходное напряжение полевого транзистора увеличивается, оно выталкивает базовое напряжение вверх через крышку, которая затем выталкивает выходное напряжение вверх от BJT, который затем вытягивает полевое напряжение вверх и т. Д.)

Какое преимущество он имеет по сравнению с такой схемой?

Вот сделка. Конденсатор обеспечивает постоянное напряжение на высоких частотах в комбинации база-эмиттер + резистор BJT. Это вызывает довольно постоянный ток через BJT и резистор, с некоторым высоким импедансом Z, вероятно, в основном определяемым базовым резистором RJ BJT. У полевого транзистора высокая трансдуктивность (гм = Iout / Vin), а чистый коэффициент усиления равен гм * Z. Это напряжение на сток-истоке полевого транзистора . Резистор эмиттера BJE имеет постоянное напряжение на нем, поэтому к этому добавляется напряжение смещения. Постоянный ток позволяет BJT действовать как выходной буфер с низким импедансом (= Rb / beta).

Ток, протекающий через BJT (т.е. от коллектора к эмиттеру), будет равен току, протекающему в базу, умноженному на коэффициент усиления транзистора.

I_ce = beta * I_b

... если память мне не изменяет FET, с другой стороны, обычно можно рассматривать как «включено» (позволяя течь току) или «выключено» (предотвращая течение тока). Если полевой транзистор "выключен", то ток не будет проходить на землю и ток не будет течь через BJT (или наоборот, любой ток будет течь на землю. Конденсатор обеспечивает путь к земле (отвод тока от основания). BJT) для "высокочастотных" сигналов. Сопротивление конденсатора уменьшается пропорционально произведению частоты сигнала и емкости.

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

Я думаю, что это не очень хороший ответ на вопрос, но это то, что я помню из «базовых принципов».

Чего я не понимаю, так это то, что резистор стока FET подключен к выходу BJT, а не к источнику питания.

Резистор, на который вы ссылаетесь, не является резистором стока в обычном смысле. Если выходные данные были взяты из стока, то BJT и различные схемы можно считать активной нагрузкой; Вы могли бы заменить всю цепь «над» полевым транзистором с небольшим эквивалентным сопротивлением сигнала.

$R_B$$R_E$

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

Таким образом, для сигналов схема BJT приблизительно «выглядит» как для FET.$R_B$

По- настоящему приятно то, что может быть достаточно большим, чтобы усиление FET при было большим. Во 2-м контуре размер резистора стока ограничен ограничениями рабочей точки постоянного тока.$R_B$

Например, предположим, что у вас есть источник питания 3 В и ток стока постоянного тока .$I_D = 100\mu A$

Резистор стока во 2-м контуре, очевидно, должен быть менее 30 для положительного постоянного напряжения стока .V D > $30k \Omega$$V_D > 0$

Но в 1-й цепи постоянный ток через равен . Таким образом, может быть намного больше, чем что дает намного больший коэффициент усиления по напряжению.I B = I $R_B$ RB30K$I_B = \frac{I_D}{1 + \beta}$$R_B$$30k \Omega$

Конечно, если бы выход был взят из стока, у нас был бы очень высокий выходной импеданс. Но мы берем вывод от узла эмиттера. Усиление напряжения там лишь немного меньше, чем на стоке:

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

Где - раннее напряжение (от десятков до сотен вольт), а - тепловое напряжение (около )$V_A$$V_T$$25mV$

Но сопротивление, глядя в выходной узел, намного меньше, чем в дренажный узел:

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

Итак, 1-ая цепь предлагает намного более высокое усиление напряжения, но несколько более высокое выходное сопротивление, чем 2-ая цепь.

Эту схему часто называют шунтирующим двухтактным регулятором (SRPP). Обычно это осуществляется с помощью трубок.

В альтернативной схеме выходной повторитель эмиттера работает в классе A и полагается на резистор эмиттера для понижения выхода для получения отрицательного сигнала. Это может вызвать искажение, особенно если нагрузка имеет значительную емкость.

При использовании SRPP, когда выходной сигнал становится отрицательным, полевой транзистор проводит перетаскивание низкого уровня выходного сигнала через резистор эмиттера BJT, в то время как BJT отключается сигналом, соединенным через конденсатор с его базой. Это позволяет схеме управлять выходом вблизи земля BJT может даже полностью отключиться.

Это интересно. Важно, чтобы резистор смещения на базе BJT был достаточно высоким. Если на второй диаграмме значение почти такое же, как у резистора стока, это не имеет значения, и при моделировании вы не получите никакой выгоды. Если резистор смещения достаточно высок, BJT является повторителем напряжения. Это означает, что в переменном токе напряжение стока одинаково в базе BJT и почти одинаково в эмиттере. Но это означает, что у вас не будет переменного тока на резисторе эмиттера, оба его соединения имеют одинаковый потенциал переменного тока. Уважаемый, это соединение типа «бутстрап», которое делает сопротивление FET очень большим, увеличивая усиление системы по сравнению со второй версией. Также интересно, что выходной сигнал от эмиттера дает низкий выходной импеданс, но выходной сигнал от стока - это то же самое, что и у усилителя с трансдуктивностью,