No entiendo muy bien este circuito de preamplificador FET-BJT

Veo mucho este circuito en los preamplificadores de micrófono electret, pero no lo entiendo del todo. El FET funciona como un amplificador de fuente común , por lo que tiene ganancia, se invierte y tiene una impedancia de salida relativamente alta. Por lo tanto, tendría sentido seguirlo con un búfer.

El BJT es un seguidor común de colector / emisor, por lo que parece estar actuando como un búfer, ¿verdad? Sería no inversor, con una ganancia de voltaje cercana a la unidad y una baja impedancia de salida para conducir otras cosas sin degradarse. La señal de voltaje del FET se pasa a través del condensador a la base del BJT, donde luego se almacena y aparece en la salida del BJT.

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. ¿Es esto algún tipo de retroalimentación? ¿No sería un comentario positivo? (A medida que aumenta el voltaje de salida del FET, empuja el voltaje base hacia arriba a través de la tapa, que luego empuja el voltaje de salida hacia arriba desde el BJT, que luego empuja el voltaje del FET hacia arriba, y así sucesivamente).

¿Qué ventaja tiene sobre un circuito como este?

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 cierta alta impedancia Z, probablemente determinada principalmente por la resistencia base RB del BJT. 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. 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, del colector al emisor) será igual a la corriente que fluye hacia la base multiplicada 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" (dejando que el flujo de corriente) o "apagado" (evitando el flujo de corriente). Si el FET está "apagado", no habrá un camino a tierra para la corriente y no fluirá corriente a través del BJT (o por el contrario, cualquier corriente fluirá a tierra. El condensador proporciona un camino 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 y capacitancia de la señal.

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

Supongo que esa no es realmente una 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 se refiere no es la resistencia de drenaje en el sentido habitual. Si la salida se tomara del drenaje, entonces el BJT y los circuitos surtidos podrían considerarse una carga activa; podría reemplazar todo el circuito "por encima" del FET con una pequeña señal de resistencia equivalente.

$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$

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:

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

$V_A$$V_T$$25mV$

Pero, la resistencia que mira al nodo de salida es mucho menor que mirar al 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 mayor pero una resistencia de salida algo mayor que el segundo circuito.

Este circuito a menudo se llama Shunt Regulated Push-Pull (SRPP). Normalmente se implementa utilizando tubos.

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

Con el SRPP cuando la salida se vuelve negativa, el FET conduce arrastrando la salida hacia abajo a través de la resistencia del emisor BJT mientras la señal acoplada a través del condensador a su base apaga el BJT Esto permite que el circuito conduzca la salida cerca de el suelo, el BJT puede incluso cortar por completo.

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 hay trato 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 el voltaje de drenaje es el mismo en la base de BJT y casi igual en el emisor. Pero eso significa que no tendrá corriente alterna en la resistencia del emisor, ya que ambas conexiones tienen el mismo potencial de corriente alterna. Queridos, es un tipo de conexión de arranque que hace que la impedancia de drenaje del FET sea muy alta, aumentando la amplificación del sistema en comparación con la segunda versión. También es interesante que la salida del emisor dé una baja impedancia de salida, pero la salida del drenaje es igual que un amplificador de transconductancia,