Problema de ganancia del amplificador base común

La ganancia de voltaje de su circuito está alrededor:

$$ \ frac {r_e} {r_e + R_5} * \ frac {R_C} {r_e} = \ frac {18Ω} {18Ω + 50Ω} * \ frac {5kΩ} {18Ω} = 72 $$

en la frecuencia media.

También en la hoja de datos podemos leer que la capacidad de Cbc está alrededor de 4pF .

Entonces Rc junto con Cbc formarán el filtro de paso bajo.

Y la frecuencia de corte está alrededor:

$$ Fc = \ frac {0.16} {R_C * Cbc} = \ frac {0.16} {5kΩ * 4pF} = 8MHz $$

Por lo tanto, la ganancia en 28MHz es

$$ 72 * \ frac {1} {\ sqrt {1 + (\ frac {28MHz} {8MHz}) ^ 2}} = 72 * 0.27 = 19.4 V / V $$

Y este cálculo / estimación de campo de juego no incluye ninguna capacidad parásita adicional presente en el circuito del mundo real, excepto Cbc

Tampoco te olvides de la entrada Cbe la capacidad es:

$$ Cbe = \ frac {\ frac {1} {r_e}} {2 * \ pi * F_T} = 35pF $$

Y esta capacitancia también forma un filtro de paso bajo.

A 1.44mA, el transistor tiene un Re de 25 / 1.44 = aproximadamente 17 ohms.

A esto debes agregar los 50 ohmios de R5, que has olvidado;)

Entonces, la ganancia sería 5000 / (50 + 17) = 74.

Los amplificadores de base comunes tienen una impedancia de entrada muy baja, y depende de la corriente de polarización, por lo que la ganancia dependerá de la impedancia de salida de la fuente, que también puede no ser una resistencia 50R perfecta, pero tal vez la impedancia de salida de un semiconductor ...

Si la fuente de RF está conectada por un cable coaxial largo, entonces se vuelve un poco más sutil. La fuente de RF tendría una impedancia de salida de 50R, y debemos terminar el cable en el lado del transistor agregando una resistencia (50-17) = 33R. Así que la ganancia sería diferente, una vez más.

Tampoco hemos tenido en cuenta las imperfecciones de este transistor. Su hoja de datos fT es de alrededor de 300 MHz ... a 10 mA, con un Vce bastante alto y sin carga de colector.

A 1,4 mA, y con el Vce muy bajo utilizado aquí, la cifra será diferente, el transistor será más lento. Su hFe será bastante bajo y requerirá una corriente base no despreciable.

También, la capacitancia de colector a base se multiplica por el efecto Miller, lo que aumenta la corriente de base.

Usted ha conectado la base a un capacitor simulado perfecto, que tiene una impedancia insignificante a 27MHz. Sin embargo, el transistor tiene una resistencia de base interna, que combinada a la corriente de base, reduce su ganancia.

Además, el condensador real que utilizó para implementar el circuito no será perfecto. Tendrá ESL y ESR ...

... y la impedancia de salida de su amplificador es 5k, lo cual es muy inconveniente a 27MHz, cualquier cosa que conecte allí tendrá capacidad y succionará toda la señal. Es por eso que necesita un seguidor de emitter o un búfer en la salida.

De todos modos,

• Si desea convertir su seno de 120 mVpp en una "onda de reloj de seno a cuadrado" de google de onda cuadrada, encontrará esquemas.
• Si desea mantener su seno pero amplificarlo, sugeriría usar un amplificador de RF enlatado como estos , hay muchos de estos chips disponibles a precios bajos (menos de 50 centavos de dólar) y todos los desafíos de diseño complicados han sido manejados por el fabricante ... todo lo que tiene que hacer es no arruinar el suministro / desvío / bypassing.
• También puedes usar un opamp de alta velocidad, pero son complicados con el diseño.
• También hay "amplificadores de video" de ganancia fija que solucionarán su problema, básicamente son opamps con resistencias de realimentación incluidas en el paquete.
• O puedes rodar el tuyo, pero necesitarás más etapas de ganancia, no puedes obtenga una ganancia de 200 a 27 MHz con un solo transistor montado en una PCB.

También aquí hay un manual sobre los condensadores en HF:

La inductancia de la tapa es la misma que una pieza de cable que tiene la forma de la trayectoria tomada por la corriente. Por lo tanto, un capacitor de orificio pasante con e = 5.08 mm entre los pines, con las láminas internas colocadas a 2 mm por encima del tablero, puede modelarse como un bucle cuadrado de 5 mm x 2 mm si cerramos el circuito con un rastro en el tablero que se encuentra debajo. Este bucle tiene una inductancia de 9nH.

2pi x 9nH x 27MHz = 1.5 ohms inductivo

Si la tapa tiene un ESR bajo, entonces obtienes un circuito de tanque LC que puede resonar, y como impulsa la base de tu BJT, simplemente construiste un Colpitts. Es muy fácil construir involuntariamente un oscilador cuando se combinan dispositivos con ganancia (es decir, transistores) y parásitos de diseño ... Un transistor cuya base está controlada por una impedancia reactiva, sin suficiente impedancia real (resistiva) en serie puede provocar algunos dolores de cabeza. ..

Esto no depende del tipo de condensador, de la química, etc., solo de su construcción mecánica (sin duda supondrá que las tapas axiales son mucho peores que las radiales).

Una cerámica con plomo tendrá el mismo comportamiento HF que un electrolítico con plomo de buena calidad moderna. Misma inductancia.

Básicamente, si desea un condensador de baja inductancia, debe ser de perfil bajo y apoyarse en el plano de tierra para reducir el área del bucle. Y por lo tanto ...

EstosignificaMLCC(cerámica)detipoX7Rparabypass,otipoC0Gsinecesitaunvalorpreciso.OtapasdepelículaSMD.

Luegoagregalainductanciadetodoelbucle,trazas,vías,planodetierra,etc.

Entonces,cuandoveaalosaudiófilosagregandomayúsculasdebypass...

Ickkkkkkk.

He mirado tu circuito. No soy un tipo de fórmula. Debería darse cuenta de que casi toda la corriente del emisor provendrá del colector. Esa es la idea de un transistor.

Entonces, cuando la entrada haga bajar su emisor por un poco de voltaje (¡aquí estamos haciendo un análisis de pequeña señal!), la corriente se alejará de la corriente de estado estable dI = dUin / Re. Ahora, aplique la misma corriente en el circuito del colector y su variación de voltaje de salida será dUout = Rc * dI = Rc * dUin / Re - > dUout / dUin = A = Rc / Re! ¡Ordenado! ¡La misma fórmula que tienes!

Poner los números me da A = 5000/500 = 10. Cómo obtuviste 20 o 300 me supera. lo siento.

1. las tapas de derivación y la tapa de la base se pueden colocar tapas más altas como 1 uf; la razón es que desea que el transistor no se vea afectado (a frecuencias más bajas; no es necesario cortarlo).
2. Ya que la ganancia es Av = gmRc, ya que Rc es realmente Rc en paralelo con la carga, esto también afectará la ganancia, por lo que debería usar una impedancia más alta en la carga (recuerde que no sería tan grande en esa frecuencia)
3. la impedancia de entrada es importante ya que puede atenuar la señal entrante; simulas una impedancia de fuente de 50 ohmios (función gen o tu oscilador), debes usar una etapa de búfer (colector común) antes de la etapa base común.
4. la polarización del divisor de voltaje no es importante en el análisis de Ac, ya que está cortocircuitada a tierra, sin embargo, debe elegir valores de resistencia más altos para no pasar la corriente alta a través de las resistencias y la base del transistor, como regla general, el R3 está por debajo de 1.7 voltios (Ve = 1 voltio + 0.7 Si caída de tensión directa)
5. use un valor Ic más bajo (ya que gm = Ic / 26mv); puedes usar .5 mA
6. para Rc, reste la tensión de Ve de Vcc (10.4-1) y divida por 2; lo que obtienes entonces divide por Ic y encuentra el valor de resistencia estándar más cercano más bajo.