4. Ρυθμίσεις και ενισχυτές ενισχυτή FET
ΤΡΕΧΟΝ - 4. Διαμορφώσεις και προκαταλήψεις ενισχυτή FET
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ- 3. Τρανζίστορ επιδράσεων πεδίου σύνδεσης (JFET)
Ρυθμίσεις και ενισχυτές ενισχυτή FET
Οι προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται για την εκτροπή των BJTs μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη των MOSFETS. Μπορούμε να διαχωρίσουμε τις προσεγγίσεις σε εκείνες που χρησιμοποιούνται για ενισχυτές διακριτού εξαρτήματος έναντι ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Τα σχέδια διακριτών εξαρτημάτων χρησιμοποιούν τους μεγάλους πυκνωτές ζεύξης και παράκαμψης για να απομονώσουν τη μεροληψία DC για κάθε στάδιο ενισχυτή, όπως και οι ενισχυτές BJT διακριτού εξαρτήματος. Οι ενισχυτές IC MOSFET είναι γενικά απευθείας συζευγμένοι επειδή οι μεγάλοι πυκνωτές δεν είναι πρακτικοί. Οι ενισχυτές IC MOSFET είναι συνήθως προκατειλημμένοι χρησιμοποιώντας πηγές ρεύματος DC, οι οποίες είναι ανάλογες με εκείνες που χρησιμοποιούνται για τους ενισχυτές IC BJT.
4.1 Προσαρμογή MOSFET διακριτού εξαρτήματος
Η εκτροπή διακριτών στοιχείων για τους ενισχυτές MOSFET επιτυγχάνεται με τα κυκλώματα που φαίνονται στο σχήμα 21. Η τάση πύλης προς πηγή καθορίζει τον τύπο κυκλώματος που μπορεί να απαιτείται για αυτή τη διαμόρφωση τρανζίστορ. Για ένα τρανζίστορ λειτουργίας βελτίωσης, θα υπάρχει πάντοτε η ανάγκη για θετική τάση στην πύλη. Στην τάση διαίρεση τάσης, θα υπάρχει ένα R1 και R2 προκειμένου να επιτευχθεί η θετική τάση. Για την εξάντληση των MOSFET ή JFET, R2 μπορεί να είναι είτε πεπερασμένο είτε άπειρο, όπως φαίνεται στο σχήμα 21 (b).
Εικόνα 21 - Διαμορφώσεις πόλωσης ενισχυτή
Κοινή πηγή (CS)- ο ac η είσοδος εφαρμόζεται σε CG, τη ac η έξοδος λαμβάνεται στο CD, να CS είναι συνδεδεμένο σε ένα dc πηγή τάσης ή γείωση. Αυτό είναι ανάλογο με τη διαμόρφωση κοινής εκπομπής για το BJT.
-Αντίσταση πηγής (SR) - ο ac η είσοδος εφαρμόζεται σε CG, τη ac η έξοδος λαμβάνεται στο CD και CS παραλείπεται. Αυτό είναι ανάλογο με τη διαμόρφωση αντιστάσεων εκπομπής για το BJT.
-Κοινή Πύλη (CG) - ο ac η είσοδος εφαρμόζεται σε CS, τη ac η έξοδος λαμβάνεται στο CD και CG είναι συνδεδεμένο σε ένα dc πηγή τάσης ή γείωση. Μερικές φορές στη διαμόρφωση CG, CG παραλείπεται και η πύλη συνδέεται απευθείας με α dc τροφοδοσίας τάσης. Το CG είναι ανάλογο με την κοινή βάση για το BJT, αν και σπάνια παρατηρείται σε κυκλώματα.
-Έλεγχος πηγής (SF) - ο ac η είσοδος εφαρμόζεται σε CG, τη ac η έξοδος λαμβάνεται στο CS και η αποχέτευση συνδέεται είτε με α dc τάση απευθείας ή μέσω CD. Αυτό καλείται μερικές φορές κοινή αποστράγγιση (CD) και είναι ανάλογο με τη διαμόρφωση του ακόλουθου εκπομπού για το BJT.
Εικόνα 22 - Το ισοδύναμο κύκλωμα Thevenin
Κάθε μία από αυτές τις διαμορφώσεις μελετάται λεπτομερέστερα στην Ενότητα 9, «Ανάλυση ενισχυτή FET».
Επειδή οι διαφορετικές διαμορφώσεις διαφέρουν μόνο στις συνδέσεις τους μέσω των πυκνωτών και οι πυκνωτές είναι ανοικτά κυκλώματα dc τάσεις και ρεύματα, μπορούμε να μελετήσουμε το dc προκατάληψη για τη γενική περίπτωση. Για το σχεδιασμό του ενισχυτή, θέλουμε το τρανζίστορ να λειτουργεί στην ενεργή περιοχή λειτουργίας (που επίσης αναγνωρίζεται ως περιοχή κορεσμού ή λειτουργία τσιμπήματος), έτσι ώστε να υποθέσουμε το χαρακτηριστικό γνώρισμα IV για την συσκευή. (Πρέπει πάντα να ελέγξουμε αυτήν την υπόθεση στο τέλος του σχεδιασμού!)
Για την απλοποίηση της ανάλυσης μεροληψίας, χρησιμοποιούμε μια πηγή Thevenin για να μοντελοποιήσουμε το κύκλωμα στην πύλη του τρανζίστορ όπως φαίνεται στο σχήμα 22.
(24)
Δεδομένου ότι υπάρχουν τρεις άγνωστες μεταβλητές που πρέπει να ορίσετε για πόλωση (ID, VGS, να VDS), χρειαζόμαστε τρία dc εξισώσεις. Πρώτον, το dc η εξίσωση γύρω από τον βρόχο πηγή-πηγή είναι γραμμένο.
(25)
Παρατηρήστε ότι από τη στιγμή που το ρεύμα της πύλης είναι μηδέν, υπάρχει πτώση τάσης μηδέν RG. Ενα δεύτερο dc Η εξίσωση βρίσκεται από την εξίσωση νόμου του Kirchhoff στον βρόχο αποστράγγισης.
(26)
Η τρίτη dc η εξίσωση που απαιτείται για τον προσδιορισμό του σημείου προκατάληξης βρίσκεται από την εξίσωση (20) 
στην ενότητα "Τρανζίστορ πεδίου εφέ σύνδεσης (JFET)" που επαναλαμβάνεται εδώ.
(27)
Η πρώτη προσέγγιση ισχύει εάν |λVDS| << 1 (το οποίο είναι σχεδόν πάντα αληθινό) και απλοποιεί σημαντικά τη λύση των συζευγμένων εξισώσεων.
Μπορούμε να βάλουμε την εξίσωση για gm [Εξίσωση (22)]
(22)
σε μια παρόμοια μορφή που θα αποδειχθεί χρήσιμη στο σχεδιασμό.
(28)
Οι εξισώσεις (25) - (28) επαρκούν για να προσδιορίσουν την προκατάληψη. Για διακριτούς ενισχυτές MOSFET, δεν χρειάζεται να τοποθετούμε το σημείο Q στο κέντρο του ac όπως κάναμε συχνά για την παραμόρφωση του BJT. Αυτό συμβαίνει επειδή οι διακριτοί ενισχυτές FET χρησιμοποιούνται κανονικά ως το πρώτο στάδιο σε μια αλυσίδα ενισχυτών για να επωφεληθούν από την υψηλή αντίσταση εισόδου. Όταν χρησιμοποιείται ως πρώτο στάδιο ή προενισχυτή, τα επίπεδα τάσης είναι τόσο μικρά ώστε να μην οδηγούμε την έξοδο του προενισχυτή σε μεγάλες εξόδους.