No entiendo muy bien este circuito de previo de FET-BJT

Aquí está el trato. El condensador proporciona voltaje constante a altas frecuencias a través de la combinación BJT base-emisor + resistencia. Esto causa una corriente bastante constante a través del BJT y la resistencia, con una alta impedancia Z, probablemente determinada principalmente por la resistencia de base BJT Rb. El FET tiene una alta transconductancia (gm = Iout / Vin), y la ganancia neta es gm * Z. Este es el voltaje a través de la fuente de drenaje del FET . La resistencia del emisor BJE tiene un voltaje constante a través de él, por lo que se agrega un voltaje de polarización adicional a eso. La corriente constante permite que el BJT actúe como un búfer de salida de baja impedancia (= Rb / beta).

La corriente que fluye a través del BJT (es decir, desde el colector al emisor) será igual a la corriente que fluye hacia la base por el factor de amplificación del transistor.

I_ce = beta * I_b

... si mi memoria me sirve correctamente. El FET, por otro lado, generalmente se puede considerar como "encendido" (permitiendo el flujo de corriente) o "apagado" (evitando el flujo de corriente). Si el FET está "apagado", no habrá una ruta a tierra para la corriente y ninguna corriente fluirá a través del BJT (o, a la inversa, cualquier corriente fluirá a tierra. El condensador proporciona una ruta a tierra (alejando la corriente de la base del BJT) para señales de "alta frecuencia". La impedancia del capacitor disminuye en proporción al producto de la frecuencia de señal y la capacitancia.

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

Supongo que no es realmente una gran respuesta a la pregunta, pero es lo que recuerdo de los "principios básicos".

  

Lo que no entiendo es por qué la resistencia de drenaje del FET está conectada a la   Salida del BJT, en lugar de a la fuente de alimentación.

La resistencia a la que te refieres no es la resistencia de drenaje en el sentido habitual. Si la salida se tomó del drenaje, entonces el BJT y la variedad de circuitos podrían considerarse una carga activa; podría reemplazar todo el circuito "por encima" del FET con una pequeña resistencia equivalente a la señal.

Si etiquetamos la resistencia de base \ $ R_B \ $ y la resistencia de emisor \ $ R_E \ $, la resistencia equivalente de señal pequeña vista por el drenaje del FET viene dada por:

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

Entonces, para señales pequeñas, el circuito BJT "se parece" aproximadamente a \ $ R_B \ $ al FET.

Lo realmente bueno de esto es que \ $ R_B \ $ puede hacerse bastante grande para que la ganancia de voltaje de señal pequeña del FET sea grande. En el segundo circuito, el tamaño de la resistencia de drenaje está limitado por las restricciones del punto de operación de CC.

Por ejemplo, supongamos que tiene un suministro de 3 V y una corriente de drenaje de CC de \ $ I_D = 100 \ mu A \ $.

La resistencia de drenaje en el segundo circuito obviamente debe ser inferior a \ $ 30k \ Omega \ $ para un voltaje de drenaje de CC positivo \ $ V_D > 0 \ $.

Pero en el 1er circuito, la corriente continua a través de \ $ R_B \ $ es \ $ I_B = \ frac {I_D} {1 + \ beta} \ $. Entonces, \ $ R_B \ $ puede ser mucho más grande que \ $ 30k \ Omega \ $ produciendo una ganancia de voltaje mucho mayor.

Por supuesto, si la salida se tomara del drenaje, tendríamos una impedancia de salida muy alta. Pero, estamos tomando la salida del nodo emisor. La ganancia de voltaje allí es solo ligeramente menor que en el drenaje:

\ $ 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 \ $

Donde \ $ V_A \ $ es el voltaje inicial (de decenas a cientos de voltios) y \ $ V_T \ $ es el voltaje térmico (aproximadamente \ $ 25mV \ $)

Pero, la resistencia al mirar el nodo de salida es mucho menor que al mirar el nodo de drenaje:

\ $ 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}) \ $

Entonces, el primer circuito ofrece una ganancia de voltaje mucho más alta pero una resistencia de salida algo mayor que el segundo circuito.

Este circuito a menudo se denomina un push-pull regulado por derivación (SRPP). Normalmente se implementa utilizando tubos.

En el circuito alternativo, el seguidor del emisor de salida se ejecuta en la clase A y se basa en la resistencia del emisor para bajar la salida para una señal de marcha negativa. Esto puede causar distorsión, especialmente si la carga tiene una capacidad significativa.

Con el SRPP cuando la salida se vuelve negativa, el FET está llevando a cabo un arrastre de la salida a través de la resistencia del emisor del BJT mientras el BJT se apaga mediante la señal acoplada a través del condensador a su base. Esto permite que el circuito conduzca el Salida cerca del suelo, el BJT puede incluso cortarse completamente.

Es interesante. Es importante que la resistencia de polarización en la base de BJT sea lo suficientemente alta. Si es casi el mismo valor que la resistencia de drenaje en el segundo diagrama, no se trata y en la simulación no obtendrá ningún beneficio. Si la resistencia de polarización es lo suficientemente alta, el BJT es un seguidor de voltaje. Eso significa en CA que la tensión de drenaje es la misma en la base de BJT y casi igual en el emisor. Pero eso significa que no tendrá corriente de CA en la resistencia del emisor, ya que ambas conexiones están en el mismo potencial de CA. Dears es un tipo de conexión de arranque que hace que la impedancia de drenaje del FET sea muy alta, lo que aumenta la amplificación del sistema en comparación con la segunda versión. También es interesante que la salida del emisor proporcione una impedancia de salida baja, pero la salida del drenaje es igual a un amplificador de transconductancia, una impedancia de salida alta adecuada para cargas reactivas cuando la corriente debe ser constante (recuerde los cabezales de grabación de las grabadoras de cinta analógicas). / p>