4। FET एम्पलीफायर विन्यास और पूर्वाग्रह

कर्ण - 4। FET एम्पलीफायर विन्यास और पूर्वाग्रह

FET एम्पलीफायर विन्यास और पूर्वाग्रह

BJTs के पूर्वाग्रह के लिए उपयोग किए जाने वाले दृष्टिकोणों का उपयोग MOSFETS के पूर्वाग्रह के लिए भी किया जा सकता है। हम असतत घटक बनाम एकीकृत सर्किट एम्पलीफायरों के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों को अलग कर सकते हैं। असतत घटक डिजाइन बड़े युग्मन और बायपास कैपेसिटर का उपयोग प्रत्येक एम्पलीफायर चरण के लिए डीसी पूर्वाग्रह को अलग करने के लिए करते हैं, असतत घटक BJT एम्पलीफायरों की तरह। आईसी MOSFET एम्पलीफायरों आमतौर पर प्रत्यक्ष युग्मित होते हैं क्योंकि बड़े कैपेसिटर व्यावहारिक नहीं होते हैं। आईसी MOSFET एम्पलीफायरों आमतौर पर डीसी वर्तमान स्रोतों का उपयोग करके पक्षपाती हैं जो BJT आईसी एम्पलीफायरों के लिए उपयोग किए जाने वाले अनुरूप हैं।

4.1 असतत-घटक MOSFET बायसिंग

MOSFET एम्पलीफायरों के लिए असतत-घटक पूर्वाग्रह चित्रा 21 में दिखाए गए सर्किट के साथ पूरा किया गया है। गेट-टू-सोर्स वोल्टेज सर्किट के प्रकार को निर्धारित करता है जो कि ट्रांजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन के लिए आवश्यक हो सकता है। एक वृद्धि मोड ट्रांजिस्टर के लिए, गेट पर हमेशा एक सकारात्मक वोल्टेज की आवश्यकता होगी। वोल्टेज डिवीजन के बायसिंग में, ए होगा R1 तथा R2 सकारात्मक वोल्टेज प्राप्त करने के लिए। कमी के लिए MOSFETs या JFETs, R2 जैसा कि चित्र 21 (b) में दिखाया गया है, या तो परिमित या अनंत हो सकता है।

FET एम्पलीफायर विन्यास और पूर्वाग्रह

चित्रा 21 - एम्पलीफायर बायसिंग कॉन्फ़िगरेशन

सामान्य स्रोत (CS)- ac इनपुट पर लागू किया जाता है CG, ac आउटपुट लिया जाता है CD, तथा CS से जुड़ा है dc वोल्टेज स्रोत या जमीन। यह BJT के लिए सामान्य-एमिटर विन्यास के अनुरूप है।
-स्रोत रेसिस्टर (SR) - ac इनपुट पर लागू किया जाता है CG, ac आउटपुट लिया जाता है CD तथा CS छोड़ा गया है। यह BJT के लिए उत्सर्जक-अवरोधक विन्यास के अनुरूप है।
-आम गेट (CG) - ac इनपुट पर लागू किया जाता है CS, ac आउटपुट लिया जाता है CD तथा CG से जुड़ा है dc वोल्टेज स्रोत या जमीन। कभी-कभी सीजी कॉन्फ़िगरेशन में, CG छोड़ा गया है और गेट सीधे जुड़ा हुआ है a dc वोल्टेज आपूर्ति। सीजी BJT के लिए सामान्य आधार विन्यास के अनुरूप है, हालांकि यह शायद ही कभी सर्किट में देखा जाता है।
-स्रोत अनुयायी (एसएफ) - ac इनपुट पर लागू किया जाता है CG, ac आउटपुट लिया जाता है CS और नाला या तो ए से जुड़ा हुआ है dc वोल्टेज की आपूर्ति सीधे या के माध्यम से CD। इसे कभी-कभी सामान्य नाली (सीडी) कहा जाता है और बीजेटी के लिए एमिटर अनुयायी विन्यास के अनुरूप होता है।

इवेनिन समकक्ष सर्किट

चित्रा 22 - थेवेन समकक्ष सर्किट

इनमें से प्रत्येक विन्यास का अध्ययन सेक्शन 9, "FET एम्पलीफायर विश्लेषण" में अधिक विस्तार से किया गया है।

चूंकि विभिन्न विन्यास केवल कैपेसिटर के माध्यम से उनके कनेक्शन में भिन्न होते हैं, और कैपेसिटर खुले सर्किट होते हैं dc वोल्टेज और धाराओं, हम अध्ययन कर सकते हैं dc सामान्य मामले के लिए पूर्वाग्रह। एम्पलीफायर डिज़ाइन के लिए, हम चाहते हैं कि ट्रांजिस्टर सक्रिय ऑपरेटिंग क्षेत्र (जिसे संतृप्ति क्षेत्र या पिंच-ऑफ मोड के रूप में भी पहचाना जाता है) में काम किया जाए, इसलिए हम डिवाइस के लिए चुटकी बंद IV विशेषता मानते हैं। (हमें हमेशा डिजाइन के अंत में इस धारणा को सत्यापित करना चाहिए!)

पूर्वाग्रह विश्लेषण को सरल बनाने के लिए, हम ट्रांजिस्टर के गेट पर सर्किट को मॉडल करने के लिए एक थियेनिन स्रोत का उपयोग करते हैं जैसा कि चित्र एक्सएनयूएमएक्स में दिखाया गया है।


(24)

चूंकि पूर्वाग्रह के लिए सेट करने के लिए तीन अज्ञात चर हैं (ID, VGS, तथा VDS), हम तीन की जरूरत है dc समीकरण। पहले dc गेट-सोर्स लूप के आसपास समीकरण लिखा जाता है।


(25)

ध्यान दें कि चूंकि गेट करंट शून्य है, इसलिए एक शून्य वोल्टेज ड्रॉप मौजूद है RG। एक पल dc समीकरण नाली-स्रोत लूप में किरचॉफ के कानून समीकरण से पाया जाता है।


(26)

तृतीय dc पूर्वाग्रह को स्थापित करने के लिए समीकरण समीकरण (20) से पाया जाता है अनुभाग में "जंक्शन क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (JFET)" जिसे यहाँ दोहराया गया है।


(27)

पहला सन्निकटन लागू होता है अगर |λVDS| << 1 (जो लगभग हमेशा सच होता है) और युग्मित समीकरणों के समाधान को काफी सरल करता है।

हम इसके लिए समीकरण रख सकते हैं gm [समीकरण (22)]

(22)

एक समान प्रारूप में जो डिजाइन में उपयोगी साबित होगा।


(28)

समीकरण (25) - (28) पूर्वाग्रह स्थापित करने के लिए पर्याप्त हैं। असतत MOSFET एम्पलीफायरों के लिए, हमें क्यू-बिंदु को केंद्र में रखने की आवश्यकता नहीं है ac लोड लाइन, जैसा कि हमने अक्सर BJT पूर्वाग्रह के लिए किया था। इसका कारण यह है कि असतत FET एम्पलीफायरों को आम तौर पर उच्च इनपुट प्रतिरोध का लाभ उठाने के लिए एम्पलीफायर श्रृंखला में पहले चरण के रूप में उपयोग किया जाता है। जब पहले चरण के रूप में इस्तेमाल किया जाता है या preamplifier, वोल्टेज का स्तर इतना छोटा है कि हम बड़े भ्रमण पर प्रस्तावक के उत्पादन को नहीं चलाते हैं।