Stroombron met twee fets

[analog_]

Ik heb volgende schakeling gekregen ter analyse. De bedoeling is dus dat ik kan uitleggen hoe het werkt. Dit is een schoolopdracht, echter kom ik er niet aan uit na twee weken prullen dus vraag ik wat advies.



De werking van het bovenste gedeelte begrijp ik volledig wanneer deze losgekoppeld is (lijntje 7 open maken boven Q2). Wat er dan gebeurt is dat er een wisselspanning aankomt op de gate van Q1 en deze de gelijkstroom (en spanning) laat variëren in een bepaalde mate. Op lijnstuk 7 tref ik dan een wisselspanning aan met een dc offset. Indien losgekoppeld werkt Q1 maar de helft van de periode omdat deze een negatieve spanning verwacht. Als V1 dus positief is tref je niks aan op lijntje 7.

Wat ik begrijp aan het onderste gedeelte (Q2) is dat de gate spanning -12V is en op lijnstuk 4 10.9V (ongeveer). Als er -12V op de gate aangesloten is zou in principe de drain-source gesperd moeten zijn en dus niks vloeien, echter is dit niet zo. Wat ik vermoed is dat door RS2 er een klein stroompje zich opbouwt en omdat er 1.1V verschil is tussen de gate en source vermoed ik dat hij gesatureerd staat afhankelijk van wat er op lijn7 zich bevindt varieert dit in een bepaalde mate. Indien het bovenste en onderste stuk zijn aangesloten verdwijnt ook de DC offset waardoor zowel in- als uitgang pure wisselspanning zijn.

Klopt mijn gedachtegang of waar zit ik mis ?

[ReneK]

De schakeling rond Q1 is een source-volger: de spanning op de source (punt 2) volgt de spanning
op de gate (punt 6). Het ding versterkt alleen maar stroom, de spanningsversterking is ongeveer
1x, mits de uitgang niet teveel belast wordt.

De schakeling rond Q2 en RS2 is een stroombron, waarvan de stroom wordt bepaald door RS2 en de karakteristieken van de FET. De stroom van punt 7 naar punt 5 is (in het ideale geval) constant en
onafhankelijk van de spanning tussen deze punten. De gate is door RS2 een klein beetje negatief t.o.v. de source als er stroom gaat lopen, met de door jou opgegeven spanningen is dit een kleine 2 mA.

De spanningsbron VSS dient alleen maar om de stroombron een negatieve bias te geven, de spanning zelf is niet zo bijster interessant.

Je zou de stroombron in principe ook door een weerstand kunnen vervangen. Een stroombron heeft echter twee voordelen:
1) Q1 wordt minder laagohmig belast, waardoor de versterking dichter bij 1 ligt (nu voornamelijk belasting door RL).
2) De stroom door Q1 is veel constanter bij aansturing met een wisselspanning, waardoor de lineariteit beter is (minder vervorming).

Weerstand RS1 heeft geen functie en is niet van invloed op het signaal. Zou kunnen dat-ie is toegevoegd om
de DC offset van de uitgang te corrigeren, maar hij heeft geen invloed op de werking.

[analog_]

Je wordt erg bedankt, dat heeft me in de goede richting geholpen. Dit heb ik ook nog gevonden : "A JFET can be made to act as a current source by tying its gate to its source. The current then flowing is the IDSS of the FET." bron

[ReneK]

Mr.SiS schreef op vrijdag 26 februari 2010 @ 14:17:
Je wordt erg bedankt, dat heeft me in de goede richting geholpen.

You're welcome ;-)

Dit heb ik ook nog gevonden : "A JFET can be made to act as a current source by tying its gate to its source. The current then flowing is the IDSS of the FET." bron

Dat klopt, met VGS = 0 V loopt er een stroom gelijk aan IDSS.

Door een weerstand in serie met de source te plaatsen wordt de stroom kleiner, en kunnen dus ook lagere stromen gekozen worden. Tevens wordt het door die weerstand iets stabieler (lokale terugkoppeling) en wordt je iets minder afhankelijk van de spreiding van de FET's (IDSS kan enorm varieren van de ene FET tot de andere).