Re-Modell für Kollektor-Feedback-Bias mit Emitter-Widerstand

Für den gegebenen NPN-Transistor mit β = 99 Und R e = 0,02 k Ω , ich muss die Spannungsverstärkung mithilfe der Kleinsignalanalyse finden.

Frage

Ich habe das Äquivalent gezeichnet R e Modell wie unten.Re-Modell-Diagramm

Um die Spannungsverstärkung zu finden v Ö / v ich , ging ich zuerst aus v ich zu Boden, der gab:

ich B = v ich ( β + 1 ) ( R e + R E ) = v ich ( 99 + 1 ) ( 20 Ω + 1 k Ω ) = v ich 103.02 k Ω

Ich habe versucht, Kirchoffs aktuelles Gesetz an Knoten 1 zu schreiben, was ergibt:KCL an Knoten 1

Ich habe keine weiteren Gleichungen, um dies zu lösen. Kann jemand bitte beim Bezug helfen? v Ö Und v ich ?

Ich denke, Sie müssen davon ausgehen, dass der Lastwiderstand unendlich ist ich Ö = 0 , dann können Sie die Spannungsverstärkung leicht bearbeiten. Die Spannungsverstärkung hängt hier vom Lastwiderstand ab, sodass Sie einen unordentlichen Ausdruck erhalten, wenn Sie ihn einbeziehen
Beantwortet das deine Frage? Negatives Feedback - Gleichgewicht Nein, das hast du akzeptiert. Es gibt kein AC-NFB
Ist es ein Problem, dass wir die Analyse unlogisch voreingenommener Designs zulassen, die keine AC-Gegenkopplung haben, dem OP jedoch erlauben, eine Antwort mit NFB von einer echten Spannungsquelle zu akzeptieren, die alle AC-Gegenkopplungen (NFB) überbrückt und nur eine schlechte DC-NFB mit einer fast gesättigte Kollektorspannung, schlechte Eingangsimpedanz, niedrige Verstärkung und hoher Offset-DC-Ausgang. Ich habe für Schließen gestimmt, aber beantwortet, indem ich die Frage mit Rs = 50 und Re = 0 geändert habe, was ein akzeptables Design IST.
Es macht keinen Sinn, dieses Design zu verwenden, unabhängig davon, wie Sie es analysieren. Normalerweise besteht das Ziel darin, den Vc-Ausgang für große Signal- oder Stromschwankungen mit hoher Symmetrie oder niedrige Vbe-Modulation oder niedrigen THD oder Ausgang mit großer Schwingung oder Eingang mit hoher Impedanz auszugleichen oder tolerant gegenüber hoher Quellenimpedanz oder mindestens einer Ausgangsimpedanz zu sein, die gleich oder niedriger ist als die Quelle oder haben zumindest einige Designziele inkl. BW oder tr oder ft Umschaltrate. Welche davon werden hier demonstriert? keiner? Der Titel sollte lauten: Was ist falsch an diesem NPN-CE-Design? und an den Autor zurückgesendet.

Antworten (3)

Wenn Sie die Spannungsverstärkung als Vo/Vi definieren, müssen Sie Vi als ideale Spannungsquelle betrachten. In diesem Fall gibt es keine Signalrückkopplung vom Kollektor zur Basis, da jedes Rückkopplungssignal kurzgeschlossen wird (unter der Annahme einer vernachlässigbaren Signalspannung an C1).

Daher ist der Verstärkungsausdruck der klassische: Open-Loop-Spannungsverstärkung dividiert durch (1-LG) mit Schleifenverstärkung LG=-gmRe (gm=Transkonduktanz und Re=1kOhm). Unter Verwendung Ihrer Notation haben wir: gm=1/re.

Kommentar: Wie von Tony Stewart erwähnt, erlauben die Basisteilerwiderstände keinen geeigneten Vorspannungspunkt.

Mit Ihrer Notation sehe ich, A v = R C / R e 1 L G = 10 1 + R e / R e Ich sehe hier kein richtiges Ergebnis.
Wenn Sie darauf bestehen, dieses schlechte akademische Design mit einer idealen Spannungsquelle zu analysieren, gibt es keine negative AC-Rückkopplung und die Analyse eines Systems mit geschlossenem Regelkreis ist falsch. Es ist immer noch ein Open-Loop-System, hat aber eine zusätzliche AC-Last. Die NFB ist nur für DC.`
Nein - die Gleichung für Av in Ihrem 1. Kommentar ist falsch. Der Zähler (Spannungsverstärkung im offenen Regelkreis) ist -(gmRc)=-Rc/re. In Worten: Steilheit x effektiver Kollektorwiderstand. Was Sie (im Zähler) geschrieben haben, ist eine grobe Annäherung für die Verstärkung des geschlossenen Regelkreises.
mein Fehler, Sie falsch gelesen zu haben "Spannungsverstärkung im offenen Regelkreis geteilt durch (1-LG) mit Schleifenverstärkung LG=-gmRe (gm=Transkonduktanz und Re=1kOhm) Aol=-Rc/(re+Re) und Sie hatten LG=- gmRe Aber es gibt keinen geschlossenen Wechselstromkreis.mit negativer Rückkopplung.Nur DC NFB, da Sie eine wahre Spannungsquelle angenommen haben.Das bedeutet, dass Ihre Antwort und mein Kommentar zu Ihrer Antwort beide falsch sind.Die ganze Frage sollte gelöscht werden
Natürlich gibt es einen durch Re verursachten Wechselstromkreis. Soll ich es zeigen? Mehr noch, Aol=gmReff=Reff/re mit Reff=10k||10k=5k (unter der Annahme einer idealen Signalquelle ohne internen Quellenwiderstand). Warum empfehlen Sie, die Frage zu löschen?
Es scheint ein Widerspruch zu sein und @jonks Eröffnungsstatement stimmt eher mit mir überein
es ist wirklich einfach Open-Loop-Verstärkung A v R C ∣∣ R B R E + R e ' und nicht viel Spannungsgewinn für einen Verlust an Leistungsgewinn. Die einzig sinnvolle Frage wäre in meiner Antwort mit Re = 0 und Rs = 50 Ohm, dann macht Acl Sinn
Open Loop Gain bedeutet für mich: Gain ohne Signalrückkopplung. Und dies ist der Fall für RE=0 oder - alternativ - RE mit einem großen Kondensator überbrückt. Für einen endlichen Signalquellenwiderstand hat die in der Frage gezeigte Schaltung ZWEI Signalrückkopplungsschleifen (RE mit stromgesteuerter Spannungsrückkopplung und RB mit spannungsgesteuerter Stromrückkopplung). Ob eine solche Schaltung sinnvoll ist, ist allerdings eine andere Frage.

R e hier mit Re=1k zu gewinnen ist irrelevant.

  • Die Basiswiderstandswerte sind falsch.

  • Basis zu Boden muss etwa 40x Re = 40k sein

  • Die Rcb-Rückkopplung muss viel größer als 40 k sein, um den Kollektor nahe Vcc/2 vorzuspannen

  • Die Quellenimpedanz muss 50 Ohm betragen, und wenn sie höher ist, wird die Eingangsimpedanz, die durch NFB reduziert wird, die Quelle dämpfen.

  • Bei 0,5 mA = Ie können Sie bis zu 85 % der Open-Loop-Verstärkung von 10=Rc/Re bis zu Rc/Re=100 erwarten

  • Dieser Prozentsatz hängt von der Eingangsrückkopplungsdämpfung ab, und Verstärkungen >100 sind schwer zu optimieren, also versuchen Sie es nicht.

  • für Av=-100, Re=0 Rs= 50, Rcb=10k , Rc= 10k, Vcc=10V, Verstärkung steigt mit Ic und damit Vcc.

Der Weg, um zu sehen, was der tatsächliche Gewinn ist, besteht darin, etwas anzunehmen, das LvW absolut richtig gemacht hat – dass es kein negatives Feedback gibt, über das man sich Sorgen machen muss. Das liegt daran, dass die Basis direkt von einer idealen Quelle angetrieben wird. Das nächste, was Sie erkennen müssen, ist, dass Ihr effektiver Kollektorwiderstand die Parallele des Basis-Kollektor-Widerstands ist (ich nenne es R B ) und der positive Versorgungs-Kollektor-Widerstand (ich nenne es R C ), oder 5 k Ω . Der Grund dafür ist, dass das Basisende von R B wird von einer idealen Versorgung und dem High-End angetrieben R C wird gefahren von v CC . Der Kollektor "sieht" also zwei Widerstände parallel.

An diesem Punkt ist es wirklich so A v R C ∣∣ R B R E + R e ' .

Durch die Verwendung einer ausreichend großen v CC Sie können eine akzeptable DC-Vorspannung erhalten. Es müsste nur höher sein als oft erwartet. Die DC-Vorspannung könnte definitiv verbessert werden.

Schauen wir uns an, was sie behaupten. Das behaupten sie R e ' = 20 Ω . Dies impliziert das ICH E = 1.3 mA (geben oder nehmen Sie ein wenig, je nachdem, was Sie als Gerätetemperatur nehmen.) Dies bedeutet, dass die BJT-Klemmenspannungen sind: v E = 1 k Ω 1.3 mA = 1.3 v , v C = v CC 10 k Ω ( 1.3 mA β β + 1 ) , Und v B = v C 10 k Ω ( 1.3 mA 1 β + 1 ) . Angesichts der Tatsache, dass es für den aktiven Betrieb so sein muss v C v E 1 v (Die 1 v ergibt sich aus einer geschätzten Basis-Emitter-Spannung von 700 mV plus noch eins 130 mV quer benötigt R B um den Basisstrom plus eine gewisse Toleranz für Ausgangssignalausschläge usw. zu liefern - in der Praxis sollte es wirklich viel mehr sein) können Sie das in Ihrem Fall herausfinden v CC 15.13 v . Es kann also DC-vorgespannt sein. Aber mit Vorbehalten. Wenn Sie Platz für das Ausgangssignal haben möchten, benötigen Sie mehr.