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共栅放大 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读 0 发表于: 2006-07-11

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Tube:共柵極放大器

From Audio Wiki

共柵極放大器 (Common Grid Amplifiers) 電路分析.

Stephen E. Sun

共柵極放大器 (Common Grid) 又稱為柵極接地 (Grounded-Grid, GG).

1. 基本電路.

2. 基本分析公式.

分析三極管放大器時, 有一個非常基本的公式: $e_{pk}+\mu e_{gk}=i_p\times r_p$ .

$e p k$ : 屏極與陰極間的壓差.

$e g k$ : 柵極與陰極間的壓差.

$i p$ : 屏流.

$r p$ : 屏內阻.

3. 共柵極放大器的屏流, 電流增益與輸入電阻.

$e p k = e p - e k' = E p p - i p R p - (e k + i p R k)$

$e g k = e g - e k' = 0 - (e k + i p R k)$

代入 "基本公式":

$E_{pp}-i_pR_p-e_k-i_pR_k+(-e_k-i_pR_k)\times\mu=i_pr_p$

解 $i p$ 可得:

$i_p={E_{pp}-(\mu+1)e_k\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}.$

如果柵極電壓固定在 $E g$ ,

$i_p={E_{pp}+\mu E_g-(\mu+1)e_k\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}$

接下來要算電流增益 (負載是 Rp). $i p$ 對 $e k$ 取偏微分:

電流增益 = ${\partial i_p\over\partial e_k}=-{\mu+1\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}.$

取倒數, 得到輸入阻抗:

$Z{in}={\partial e_k\over\partial i_p}={R_p+r_p+(\mu+1)R_k\over\mu+1}=R_k+{R_p+r_p\over\mu+1}.$

其中 $R_p+r_p\over\mu+1$ 是無 Rk 時的陰極輸入阻抗 (不包含容抗部分).

4. 共柵極放大器的屏壓與電壓增益.

屏壓 $e p = E p p - i p R p$ , 代入上節 ip:

$e_p=E_{pp}-i_pR_p=E_{pp}-i_p{E_{pp}-(\mu+1)e_k\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}$

$={E_{pp}r_p+(\mu+1)R_kE{pp}+(\mu+1)R_pe_k\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}.$

對 $e k$ 取偏微分得電壓增益 (負載是 Rp):

電壓增益 = ${\partial e_p\over\partial e_k}={(\mu+1)R_p\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}.$

5. 共柵極放大器的輸出阻抗.

輸出阻抗, $Z o$ , 的算法是: {無負載時的電壓增益}/{Rp = 0 時的電流增益}. 代入上兩節的公式:

$Z_o={(\mu+1)R_p\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}\times{r_p+(\mu+1)R_k\over\mu+1}$

$={[r_p+(\mu+1)R_k]R_p\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}=R_p//[r_p+(\mu+1)R_k].$

6. 共柵極放大器公式整理.

輸入電容 = $C g k$

輸入阻抗 = $R_k+{R_p+r_p\over\mu+1}$

電壓增益 = ${\partial e_p\over\partial e_k}={(\mu+1)R_p\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}$

電流增益 = ${\partial i_p\over\partial e_k}={-{\mu+1\over R_p+r_p+(\mu+1)R_k}}$

輸出阻抗 = $R p / / [r p + (μ + 1) R k]$

參考資料:

1. Valley, Wallman: Vacuum Tube Amplifiers, McGraw-Hill, 1948.

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