源极接地放大电路参数讲解(1)

三 放大电路参数
3.1 输入阻抗
仿真或者测量输入阻抗,需要在信号输入端串联一个电阻,如下图r5。
对交流信号而言,栅极电压vg(c点)就是r5和源极接地放大电路的输入阻抗zi分压得到的。
当vg电压是v2电压的一半时,r5=zi。
取r5=12.2k,仿真得到v2(a点)和vg(c点)的电压波形如下。v2正好是vg的一半,即此放大电路的输入阻抗是12.2kω。换个角度看,其实它就是r1和r2的并联阻抗,理论计算r1和r2的并联阻抗(r1*r2)/(r1+r2)=12.4kω。仿真和理论计算差不多。另外,r5也会影响vo的输出幅度。随着r5的增大,vg被分配到的电压越来越小,经过放大后的vo也会相应减小。
fet本身的输入阻抗非常高,因为fet没有栅极电流,所以fet的输入阻抗无群大。不过在实际电路中受r1和r2组成的偏置电路影响,电路整体的输入阻抗变低。
还有一个办法可以说明fet的输入阻抗非常大。如下图,在偏置电路和fet的栅极之间串联一个电阻r6,分别将其赋值为0ω和1mω。仿真后观察结果,两种阻值下,输出电源vo(b点)是一样的。这说明fet的输入阻抗是一个比1mω还大的值。否则,r6和fet输入阻抗分压之后,大多数电压会被落在r6上,栅极输入信号的振幅会降低,进而导致vo的振幅降低。
此结论不适用于bjt,因为它存在基极电流。
3.2 输出阻抗
此类放大电路的输出阻抗仿真或者测量方法是:先测量输出开路时的输出电压vo1。而后在vo端加一颗负载rl,测试有负载时的输出电压vo2。vo2是此放大电路的输出阻抗zo和负载rl对vo1的分压值。
例如,之前的文章做过仿真,此放大电路开路时的输出电压vo1=3v。现在在输出端放置一个负载rl(下图r7),取值为65kω。仿真结果是vo2=1.5v。正好vo2是vo1的一半,说明zo=rl,分压一半。
换个角度看,fet是一种电压控制电流的可变电流源。可以认为输出阻抗就是可变电流源内阻和漏极电阻(r3)并联的阻值。从交流信号角度看,vdd和gnd是一致的。又因为电流源的阻抗是无穷大的,因此从输出端看的输出阻抗就是漏极电阻r3。这也和上面的仿真结果吻合。
未完待续

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