4. Konfiguracije FET pojačala i pomicanje

Konfiguracije FET pojačala i pomicanje

Pristupi koji se koriste za pomeranje BJT-a mogu se koristiti i za naginjanje MOSFET-a. Možemo razdvojiti pristupe u one koji se koriste za diskretne komponente u odnosu na pojačala integrisanih kola. Dizajn diskretnih komponenti koristi velike kondenzatore za spajanje i premošćavanje kako bi se izolirala dc bias za svaku fazu pojačala, poput diskretnih komponentnih BJT pojačala. IC MOSFET pojačala su uglavnom direktno povezana jer veliki kondenzatori nisu praktični. IC MOSFET pojačala su obično pristrasna koristeći istosmjerne strujne izvore koji su analogni onima koji se koriste za BJT IC pojačala.

4.1 Discrete-Component MOSFET Biase

Ometanje diskretnih komponenti za MOSFET pojačala se postiže pomoću krugova prikazanih na slici 21. Napon od vrata do izvora određuje tip kruga koji može biti potreban za tu konfiguraciju tranzistora. Za tranzistor moda poboljšanja, uvijek će biti potrebe za pozitivnim naponom na vratima. U nagibu podjele napona, bit će R1 i R2 da bi se dobio pozitivan napon. Za iscrpljivanje MOSFET-ova ili JFET-ova, R2 može biti konačan ili beskonačan, kao što je prikazano na slici 21 (b).

Konfiguracije FET pojačala i pomicanje

Slika 21 - Konfiguracije pristranosti pojačala

Zajednički izvor (CS)- u ac ulaz se primjenjuje na CG, u ac izlaz se uzima na CD, I CS je spojen na a dc izvor napona ili masa. Ovo je analogno konfiguraciji zajedničkog emitera za BJT.
-Izvorni otpornik (SR) - u ac ulaz se primjenjuje na CG, u ac izlaz se uzima na CD i CS je izostavljen. Ovo je analogno konfiguraciji emiter-otpornik za BJT.
-Common Gate (CG) - u ac ulaz se primjenjuje na CS, u ac izlaz se uzima na CD i CG je spojen na a dc izvor napona ili masa. Ponekad u CG konfiguraciji, CG je izostavljen i kapija je direktno povezana sa a dc napon napajanja. CG je analogan uobičajenoj baznoj konfiguraciji za BJT, mada se rijetko viđa u krugovima.
-Prateći izvor (SF) - u ac ulaz se primjenjuje na CG, u ac izlaz se uzima na CS i odvod je ili povezan sa a dc napajanje direktno ili preko CD. Ovo se ponekad naziva zajednički odvod (CD) i analogno je konfiguraciji sljedbenika emitera za BJT.

Thevenin ekvivalentni krug

Slika 22 - Thevenin ekvivalentni sklop

Svaka od ovih konfiguracija detaljnije je proučena u odjeljku 9, „FET analiza pojačavača“.

Pošto se različite konfiguracije razlikuju samo u svojim vezama preko kondenzatora, a kondenzatori su otvoreni krugovi dc naponi i struje, možemo proučavati dc pristrasnost za opći slučaj. Za dizajn pojačala, želimo da tranzistor radi u aktivnom radnom području (također identificiran kao područje zasićenja ili pinch-off modu), pa pretpostavljamo da je pinch-off IV karakteristika uređaja. (Na kraju dizajna uvijek moramo provjeriti ovu pretpostavku!)

Da bismo pojednostavili analizu pristranosti, koristimo Thevenin izvor za modeliranje kruga na kapiji tranzistora kao što je prikazano na slici 22.


(24)

Budući da postoje tri nepoznate varijable koje se postavljaju za pomicanje (ID, VGS, I VDS), trebamo tri dc jednačine. Prvo, dc Zapisuje se jednadžba oko petlje izvor-izvor.


(25)

Obratite pažnju na to da je struja vrata jednaka nuli RG. Drugi dc jednačina se nalazi iz jednačine Kirchhoff-ovog zakona u petlji odvod-izvor.


(26)

Treći dc Jednadžba potrebna za uspostavljanje tačke pristranosti nalazi se iz jednadžbe (20)  u odjeljku ”Tranzistor sa spojnim poljskim efektom (JFET)što se ovde ponavlja.


(27)

Prva aproksimacija se primjenjuje ako |λVDS|. | << 1 (što je gotovo uvijek tačno) i znatno pojednostavljuje rješenje povezanih jednadžbi.

Možemo staviti jednadžbu za g[Jednačina (22)]

(22)

u sličan format koji će se pokazati korisnim u dizajnu.


(28)

 

Jednadžbe (25) - (28) su dovoljne da se utvrdi pristranost. Za diskretna MOSFET pojačala, ne treba da stavljamo Q-tačku u centar ac opterećenje linija kao što smo često učinili za BJT pomicanje. To je zato što se diskretni FET pojačavači obično koriste kao prva faza u lancu pojačala da bi se iskoristili visoki ulazni otpor. Kada se koristi kao prva faza ili pretpojačalo, naponski nivoi su toliko mali da ne izvodimo izlaz pretpojačala preko velikih izleta.