4. Konfigurasi dan Biasing Amplifier FET
CURRENT - 4. Konfigurasi dan Biasing Amplifier FET
SEBELUMNYA- 3. Junction Field-effect Transistor (JFET)
Konfigurasi dan Biasing Amplifier FET
Pendekatan yang digunakan untuk biasing BJT juga dapat digunakan untuk biasing MOSFET. Kami dapat memisahkan pendekatan menjadi yang digunakan untuk komponen diskrit versus amplifier sirkuit terintegrasi. Desain komponen diskrit menggunakan kopling besar dan kapasitor bypass untuk mengisolasi bias dc untuk setiap tahap penguat, seperti halnya komponen diskrit BJT amplifier. Amplifier IC MOSFET umumnya digabungkan langsung karena kapasitor besar tidak praktis. Penguat IC MOSFET biasanya bias menggunakan sumber arus as yang analog dengan yang digunakan untuk penguat IC BJT.
Biasing MOSFET Diskrit-Komponen 4.1
Biasing komponen diskrit untuk amplifier MOSFET dilakukan dengan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 21. Tegangan gerbang-ke-sumber menentukan jenis rangkaian yang mungkin diperlukan untuk konfigurasi transistor tersebut. Untuk mode peningkatan transistor, akan selalu ada kebutuhan untuk tegangan positif di gerbang. Dalam pembagian tegangan divisi, akan ada R1 dan R2 untuk mendapatkan tegangan positif. Untuk penurunan MOSFET atau JFET, R2 dapat terbatas atau tidak terbatas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 21 (b).
Gambar 21 - Konfigurasi bias penguat
Sumber Umum (CS)- Yang ac input diterapkan pada CG, yang ac output diambil pada CD, dan CS terhubung ke a dc sumber tegangan atau tanah. Ini analog dengan konfigurasi common-emitor untuk BJT.
-Sumber Resistor (SR) - Yang ac input diterapkan pada CG, yang ac output diambil pada CD dan CS dihilangkan. Ini analog dengan konfigurasi emitor-resistor untuk BJT.
-Gerbang Umum (CG) - Yang ac input diterapkan pada CS, yang ac output diambil pada CD dan CG terhubung ke a dc sumber tegangan atau tanah. Terkadang dalam konfigurasi CG, CG dihilangkan dan gerbang dihubungkan langsung ke a dc sumber tegangan. CG adalah analog dengan konfigurasi basis umum untuk BJT, meskipun jarang terlihat di sirkuit.
-Sumber Pengikut (SF) - Yang ac input diterapkan pada CG, yang ac output diambil pada CS dan tiriskan terhubung ke a dc pasokan tegangan secara langsung atau melalui CD. Ini kadang-kadang disebut common drain (CD) dan analog dengan konfigurasi pengikut emitor untuk BJT.
Gambar 22 - Rangkaian setara Thevenin
Masing-masing konfigurasi ini dipelajari secara lebih rinci di Bagian 9, "Analisis Penguat FET".
Karena konfigurasi yang berbeda hanya bervariasi dalam koneksi mereka melalui kapasitor, dan kapasitor adalah sirkuit terbuka dc tegangan dan arus, kita dapat mempelajari dc Bias untuk kasus umum. Untuk desain amplifier, kami ingin transistor beroperasi di wilayah operasi aktif (juga diidentifikasi sebagai wilayah saturasi atau mode pinch-off), jadi kami menganggap karakteristik IV pinch-off untuk perangkat. (Kita harus selalu memverifikasi asumsi ini di akhir desain!)
Untuk menyederhanakan analisis bias, kami menggunakan sumber Thevenin untuk memodelkan rangkaian di gerbang transistor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22.
(24)
Karena ada tiga variabel yang tidak diketahui untuk ditetapkan untuk biasing (ID, VGS, dan VDS), kita butuh tiga dc persamaan. Pertama, dc persamaan di sekitar loop-source loop ditulis.
(25)
Perhatikan bahwa karena arus gerbang adalah nol, penurunan tegangan nol terjadi RG. Sebentar dc persamaan ditemukan dari persamaan hukum Kirchhoff di loop sumber drain.
(26)
Yang ketiga dc persamaan yang diperlukan untuk menetapkan titik bias ditemukan dari Persamaan (20) 
di bagian ”Junction field-effect transistor (JFET)" yang diulang di sini.
(27)
Perkiraan pertama berlaku jika |λVDS| << 1 (yang hampir selalu benar) dan sangat menyederhanakan solusi dari persamaan yang digabungkan.
Kita dapat menempatkan persamaan untuk gm [Persamaan (22)]
(22)
ke dalam format serupa yang akan terbukti berguna dalam desain.
(28)
Persamaan (25) - (28) cukup untuk membangun bias. Untuk amplifier MOSFET diskrit, kita tidak perlu meletakkan titik-Q di tengah ac garis beban seperti yang sering kita lakukan untuk biasing BJT. Ini karena amplifier FET diskrit biasanya digunakan sebagai tahap pertama dalam rantai amplifier untuk mengambil keuntungan dari resistansi input yang tinggi. Saat digunakan sebagai tahap pertama atau preamplifier, level tegangan sangat kecil sehingga kita tidak menggerakkan output preamplifier pada kunjungan besar.