MOSFET输出级的高频振荡分析

功夫数码

技术贴，mark之

bazys

有学习参考价值。先用手机版读。

jxdking

看完才发现几年前的帖子了，能这么深入理论的人已经不多了，应该提倡。不知道楼主这几年下来有没有新的体会。

大海806

好文章 好好阅读，好好学习

xds75

最近一直想DIY个场管后级，感谢楼主详尽深入的分析并给出了处理办法，虽然原理看不太懂，看处理办法总是看得懂的。谢谢！

Jet

这篇文章是场管功放制作的教科书

聆~听@

学习了，喜欢用场管。

无语密码

输入电阻通常得用到220欧以上
如果电路不同，也许22欧都可以了
稳定跟什么有关系？看来用输入电阻来衡量不一定全对

不过按LZ说发去玩，至少不会错

xianrenb

我认为楼主理论应该有误。

建议参考 59 楼及 http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1147801 。

xianrenb

xianrenb 发表于 2015-12-30 08:25
我认为楼主理论应该有误。

建议参考 59 楼及 http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=114 ...

我认为以下的小讯号模型比较正确。



我认为在这类模型中， ΔIds = Gm * ΔVgs 。
当中加入任何的 Cgd 、 Cgs （或 Ciss）也不会改变上述算式。
接上图分析，这些东西，应该不会如楼主所述般影响输入阻抗。
因为节点 s 不是地。
ΔVgs 不等于 ΔVg 。

或者可以如下分析：
先知道 MOSFET 是导通的，假设 Vgs = Vgs0 > Vth 〉 0 ，而 Ids = Ids0 > 0 。
假设调高 Vgs 至 Vgs0 + ΔVgs 。
Ids = Ids0 + ΔIds = Ids0 + Gm * ΔVgs
大部份新增电流应流至负载。
ΔVs =  ΔIds *(1/(1/Rload + s * Cload))

ΔVg = ΔVgs + ΔVs
=ΔVgs + ΔIds *(1/(1/Rload + s * Cload))
=ΔVgs + Gm * ΔVgs *(1/(1/Rload + s * Cload))
=ΔVgs * (1 + Gm *(1/(1/Rload + s * Cload)))

要留意，即使有电流流经节点 s 至 g ，也只能产生正反馈， Gm 会变成 Gm' 但ΔVg 结果的正负号不会变。

亦即ΔVg 与 ΔVgs 是同正负号的。
而ΔVgs > 0 时， ΔIcgs > 0 。
同时 ΔVg > 0 ，ΔVgd > 0 => ΔIcgd > 0 。
那么 ΔIg =  ΔIcgs +  ΔIcgd > 0 。
输入阻抗 Rin = ΔVg/ ΔIg > 0 。

结论就是，根本没有楼主所说的负输入阻抗。

凤仙

受益匪浅 好文！

jxdking

假期准备下个Matlab来算。楼主方向是对的，但是没有计入导线的寄生电感，不计电感的话，又没有负反馈，基本没法产生震荡。栅极电阻主要是用来防止寄生电容和引线的寄生电感产生LC震荡。加栅极电阻可以增加阻尼系数。

xianrenb

jxdking 发表于 2015-12-30 11:03
假期准备下个Matlab来算。楼主方向是对的，但是没有计入导线的寄生电感，不计电感的话，又没有负反馈，基本 ...

楼主论说的核心概念是负输入阻抗。
上述我的解说清楚说明没有负输入阻抗。
即使负载有电感亦如是。
按负输入阻抗的方向来分析，我看是错误的。

jxdking

xianrenb 发表于 2015-12-30 11:14
楼主论说的核心概念是负输入阻抗。
上述我的解说清楚说明没有负输入阻抗。
即使负载有电感亦如是。

我不大熟悉负阻抗的概念，所以也难以评判。如果是指电压与电流相位相反，那按照楼顶的图，的确没有负阻抗~
另外我指的电感是栅极导线的电感，不是负载的电感，如果算上，不补偿就会振铃。仿真一下就知道了。（往往10公分导线就有0.1uH的电感。）

xianrenb

jxdking 发表于 2015-12-30 11:32
我不大熟悉负阻抗的概念，所以也难以评判。如果是指电压与电流相位相反，那按照楼顶的图，的确没有负阻 ...

我看按 RLC 电路来分析震荡的方向亦不对。

按这个方向分析，是假设导线有个寄生电感 L 在 G 极之前，前一级有个输出阻抗 R 。
问题是电感在高频的阻抗为极大，电容 Cgs 的阻抗为极小，使 Vgs 在阻抗分配电压的情况下变得极小。
那么看来这样情况下，高频的输出增益就很小。
另一方面，震荡频率应在 LC 组成最低阻抗时。
这时前一级的输出就会是最低电压增益，亦应该会使放大器最终输出增益较低。
再加上该频率应该很高，在大环路中的增益本来就很低。
所以即使有震荡，亦应该不成问题。

大管栅极要串联电阻，但应该不是这样分析。

zhoumike

对于大部分功率放大电路来说，如果所谓的“自激振荡”的频率超过1Mhz，通常已经不是反馈回路的“自激振荡”了而是其它原因导致的振荡。

特别是集成类功放的补偿已经做到比较理想的情况下。

CLassAB电路不是看上去的那么简单特别是对于MOS来说问题更多。

以本人之不成熟看法对于MOSFET来说必须使用更大的偏执电压更大的静态电流的情况下才可以不使用栅极串联电阻的方法。

低静态电流的情况下需要更大的栅极串联电阻。

而对于大功率三极管来说则问题少得多。

MOSFET相当于beta和输入电阻无限大的三极管。

MOSFET的上电振荡问题尽人皆知凡用过的人都必然遇到这个问题。

从小信号电路的角度看互补输出晶体管都在线性工作方式为好。

所谓的mos的“自激振荡”很可能是非线性因素造成的。

江南望尘

对diy有实质的帮助，很好！

发烧求败

我认为降低电压放大级的开环增益可以降低高频自激的几率

govecdh

发烧求败 发表于 2019-7-21 23:20
我认为降低电压放大级的开环增益可以降低高频自激的几率

你说的和楼主说的不是一回事

sddjs2008

值得参考，也是玩场管的