4. Konfiguracije i pomicanje FET pojačala

Konfiguracije i pomicanje FET pojačala

Pristupi koji se koriste za pomicanje BJT-a također se mogu koristiti za magnetiziranje MOSFET-ova. Možemo razdvojiti pristupe u one korištene za diskretne komponente u odnosu na pojačala integriranih krugova. Diskretne komponente dizajna koriste velike spojke i premosne kondenzatore kako bi izolirale dc pristranost za svaku fazu pojačala, poput diskretnih komponentnih BJT pojačala. IC MOSFET pojačala su općenito izravno povezana jer veliki kondenzatori nisu praktični. IC MOSFET pojačala obično su pristrani koristeći istosmjerne strujne izvore koji su analogni onima koji se koriste za pojačala BJT IC.

4.1 diskretno-komponentni MOSFET prednapon

Raslojavanje diskretnih komponenti za MOSFET pojačala postiže se 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 kako bi se dobio pozitivni napon. Za iscrpljivanje MOSFET-ova ili JFET-ova, R2 može biti konačan ili beskonačan, kao što je prikazano na slici 21 (b).

Konfiguracije i pomicanje FET pojačala

Slika 21 - Konfiguracije pristranosti pojačala

Zajednički izvor (CS)- ac ulaz se primjenjuje na CGje ac izlaz se uzima na CDi CS je spojen na dc izvor napona ili masa. To je analogno konfiguraciji zajedničkog emitera za BJT.
-Izvorni otpornik (SR) - ac ulaz se primjenjuje na CGje ac izlaz se uzima na CD i CS je izostavljen. To je analogno konfiguraciji odašiljača-otpornika za BJT.
-Zajednička vrata (CG) - ac ulaz se primjenjuje na CSje ac izlaz se uzima na CD i CG je spojen na dc izvor napona ili masa. Ponekad u konfiguraciji CG, CG je izostavljen i vrata su spojena izravno na a dc napajanje naponom. CG je analogan uobičajenoj osnovnoj konfiguraciji za BJT, iako se rijetko može vidjeti u krugovima.
-Prateći izvor (SF) - ac ulaz se primjenjuje na CGje ac izlaz se uzima na CS i odvod je ili spojen na a dc napajanje izravno ili preko CD, To se ponekad naziva zajednički odvod (CD) i analogan je konfiguraciji sljedbenika emitera za BJT.

Thevenin ekvivalentni krug

Slika 22 - Thevenin ekvivalentni krug

Svaka od ovih konfiguracija detaljnije je proučena u odjeljku 9, „Analiza pojačala FET“.

Budući da se različite konfiguracije razlikuju samo u svojim vezama preko kondenzatora, a kondenzatori su otvoreni krugovi dc naponi i struje, možemo proučavati dc pristranost za opći slučaj. Za dizajn pojačala, želimo da tranzistor radi u aktivnom području rada (također identificiranom kao područje zasićenja ili načinom štipanja), pa pretpostavljamo da je karakteristika pinch-off IV za uređaj. (Trebamo uvijek provjeriti tu pretpostavku na kraju dizajna!)

Da pojednostavimo analizu pristranosti, koristimo Thevenin izvor za modeliranje kruga na vratima tranzistora kao što je prikazano na slici 22.


(24)

Budući da postoje tri nepoznate varijable za postavljanje za skaliranje (ID, VGSi VDS), trebamo tri dc jednadžbe. Prvo, dc zapisana je jednadžba oko petlje izvora.


(25)

Primijetite da budući da je struja vrata jednaka nuli, postoji nestanak pada napona RG, Drugi dc jednadžba se nalazi iz jednadžbe Kirchhoffova zakona u petlji odvod-izvor.


(26)

Treći dc Jednadžba potrebna za uspostavljanje točke pristranosti nalazi se iz jednadžbe (20)  u odjeljku "Spojni tranzistor s poljskim efektom (JFET)koji se ovdje ponavlja.


(27)

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

Možemo staviti jednadžbu za g[Jednadžba (22)]

(22)

u sličan format koji će se pokazati korisnim u dizajnu.


(28)

 

Jednadžbe (25) - (28) dovoljne su za utvrđivanje pristranosti. Za diskretna MOSFET pojačala, ne trebamo staviti Q-točku u središte ac opterećenje linija kao što smo često učinili za BJT pomicanje. Razlog tome je što se diskretna FET pojačala obično koriste kao prva faza u lancu pojačala kako bi se iskoristila prednost visokog ulaznog otpora. Kada se koristi kao prva faza ili predpojačalo, naponske razine su toliko male da ne izvodimo izlaz pretpojačala preko velikih izleta.