4. Configuraciones de amplificador FET y polarización
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Configuraciones de amplificador FET y polarización
Los enfoques que se utilizan para la polarización de BJT también se pueden utilizar para sesgar MOSFETS. Podemos separar los enfoques en aquellos utilizados para los componentes discretos frente a los amplificadores de circuitos integrados. Los diseños de componentes discretos usan los condensadores de acoplamiento y de derivación grandes para aislar la polarización de CC para cada etapa del amplificador, al igual que los amplificadores BJT de componentes discretos. Los amplificadores IC MOSFET generalmente están acoplados directamente porque los grandes capacitores no son prácticos. Los amplificadores IC MOSFET generalmente están polarizados utilizando fuentes de corriente de CC que son análogas a las utilizadas para los amplificadores BJT IC.
Polarización de MOSFET de componentes discretos 4.1
La polarización de componentes discretos para amplificadores MOSFET se logra con los circuitos que se muestran en la Figura 21. El voltaje de la puerta a la fuente determina el tipo de circuito que se puede requerir para esa configuración de transistor. Para un transistor de modo de mejora, siempre habrá una necesidad de un voltaje positivo en la compuerta. En la división de tensión de polarización, habrá una R1 y R2 Para obtener la tensión positiva. Para el agotamiento de MOSFETs o JFETs, R2 puede ser finito o infinito, como se muestra en la Figura 21 (b).
Figura 21 - Configuraciones de polarización del amplificador
Fuente Común (CS)- La ac la entrada se aplica en CG, la ac la salida se toma en CDy CS está conectado a un dc Fuente de tensión o tierra. Esto es análogo a la configuración del emisor común para el BJT.
–Resistor de fuente (SR) - La ac la entrada se aplica en CG, la ac la salida se toma en CD y CS se omite. Esto es análogo a la configuración de la resistencia del emisor para el BJT.
–Puerta Común (CG) - La ac la entrada se aplica en CS, la ac la salida se toma en CD y CG está conectado a un dc Fuente de tensión o tierra. A veces en la configuración de CG, CG se omite y la puerta se conecta directamente a un dc suministro de voltaje. El CG es análogo a la configuración de base común para el BJT, aunque rara vez se ve en los circuitos.
–Seguidor de la fuente (SF) - La ac la entrada se aplica en CG, la ac la salida se toma en CS y el desagüe está conectado a una dc alimentación de tensión directamente o por via CD. Esto a veces se denomina drenaje común (CD) y es análogo a la configuración del seguidor de emisores para el BJT.
Figura 22 - Circuito equivalente de Thevenin
Cada una de estas configuraciones se estudia con más detalle en la Sección 9, “Análisis del amplificador FET”.
Dado que las diferentes configuraciones solo varían en sus conexiones a través de los condensadores, y los condensadores son circuitos abiertos para dc voltajes y corrientes, podemos estudiar el dc sesgo para el caso general. Para el diseño del amplificador, queremos que el transistor funcione en la región operativa activa (también identificada como la región de saturación o el modo de pellizco), por lo que asumimos la característica IV de pinch-off para el dispositivo. (¡Siempre debemos verificar esta suposición al final del diseño!)
Para simplificar el análisis de sesgo, usamos una fuente de Thevenin para modelar el circuito en la puerta del transistor como se muestra en la Figura 22.
(24)
Dado que hay tres variables desconocidas para establecer para la polarización (ID, VGSy VDS), necesitamos tres dc ecuaciones Primero el dc Se escribe la ecuación alrededor del bucle puerta-fuente.
(25)
Observe que dado que la corriente de la compuerta es cero, existe una caída de voltaje cero en RG. Un segundo dc La ecuación se encuentra a partir de la ecuación de la ley de Kirchhoff en el circuito de drenaje-fuente.
(26)
La tercera dc La ecuación necesaria para establecer el punto de sesgo se encuentra en la ecuación (20) 
en la sección ”Transistor de efecto de campo de unión (JFET)" que se repite aquí.
(27)
La primera aproximación aplica si |λVDS| << 1 (que casi siempre es cierto) y simplifica considerablemente la solución de las ecuaciones acopladas.
Podemos poner la ecuación para gm [Ecuación (22)]
(22)
en un formato similar que resultará útil en el diseño.
(28)
Las ecuaciones (25) - (28) son suficientes para establecer el sesgo. Para los amplificadores MOSFET discretos, no necesitamos colocar el punto Q en el centro del ac carga de la línea como lo hicimos a menudo para BJT polarización. Esto se debe a que los amplificadores FET discretos se usan normalmente como la primera etapa en una cadena de amplificadores para aprovechar la alta resistencia de entrada. Cuando se usa como primera etapa o preamplificador, los niveles de voltaje son tan pequeños que no controlamos la salida del preamplificador en grandes excursiones.