4. FET forsterker konfigurasjoner og biasing
AKTUELT - 4. FET-forsterkerkonfigurasjoner og forspenning
TIDLIGERE - 3. Junction Field-effect Transistor (JFET)
FET forsterker konfigurasjoner og biasing
Tilnærmingene som brukes til forspenning av BJTs kan også brukes til å forspenne MOSFETS. Vi kan skille tilnærmingene til de som brukes til diskret komponent versus integrerte kretsforsterkere. Diskrete komponentdesign bruker de store koblings- og bypass kondensatorene for å isolere DC bias for hvert forsterkerstadium, akkurat som den diskrete komponenten BJT forsterkere. IC MOSFET forsterkere er generelt direkte koblet fordi store kondensatorer ikke er praktiske. IC MOSFET-forsterkerne er vanligvis forspent ved hjelp av DC-kilder som er analoge med de som brukes til BJT IC-forsterkerne.
4.1 diskret-komponent MOSFET-biasing
Diskret-komponentforspenning for MOSFET-forsterkere oppnås med kretsene vist i figur 21. Gate-to-source spenningen bestemmer hvilken type krets som kan være nødvendig for den transistorkonfigurasjonen. For en forbedringsmodus transistor vil det alltid være behov for en positiv spenning ved porten. I spenningsdelingsforspenningen vil det være en R1 og R2 for å oppnå den positive spenningen. For utmattelse MOSFET eller JFET, R2 kan enten være endelig eller uendelig, som vist i figur 21 (b).
Figur 21 - Forsterkerforspenningskonfigurasjoner
Vanlig kilde (CS)- Den ac Inngang blir brukt på CGden ac produksjonen er tatt på CDog CS er koblet til a dc spenningskilde eller jord. Dette er analog med common-emitter-konfigurasjonen for BJT.
-Kildemotstand (SR) - Den ac Inngang blir brukt på CGden ac produksjonen er tatt på CD og CS er utelatt. Dette er analog med emitter-motstandskonfigurasjonen for BJT.
-Common Gate (CG) - Den ac Inngang blir brukt på CSden ac produksjonen er tatt på CD og CG er koblet til a dc spenningskilde eller jord. Noen ganger i CG-konfigurasjonen, CG er utelatt og porten er koblet direkte til a dc spenningsforsyning. CG er analog med den vanlige basekonfigurasjonen for BJT, selv om den sjelden sett i kretser.
-Kildefølger (SF) - Den ac Inngang blir brukt på CGden ac produksjonen er tatt på CS og avløpet er enten koblet til a dc spenningsforsyning direkte eller via CD. Dette kalles noen ganger vanlig drenering (CD) og er analog med emitterfølgerkonfigurasjonen for BJT.
Figur 22 - Thevenin ekvivalent krets
Hver av disse konfigurasjonene er studert mer detaljert i avsnitt 9, "FET-forsterkeranalyse".
Siden de forskjellige konfigurasjonene bare varierer i forbindelsene via kondensatorene, og kondensatorene er åpne kretser til dc spenninger og strømmer, kan vi studere dc forspenning for det generelle tilfellet. For forsterker design, vil vi at transistoren skal fungere i det aktive driftsområdet (også identifisert som metningsområde eller klemme-modus), slik at vi antar pinch-off IV-karakteristikken for enheten. (Vi bør alltid verifisere denne antagelsen på slutten av designet!)
For å forenkle biasanalysen bruker vi en Thevenin-kilde til å modellere kretsen ved transistorporten som vist i Figur 22.
(24)
Siden det er tre ukjente variabler som skal settes for forspenning (ID, VGSog VDS), vi trenger tre dc ligninger. Først dc ligning rundt gate kilde loop er skrevet.
(25)
Legg merke til at siden portstrømmen er null, eksisterer nullspenningsfallet over RG. Et sekund dc ligning er funnet fra Kirchhoffs lovligning i avløpskildesløyfen.
(26)
Den tredje dc ligning som er nødvendig for å etablere forspenningspunktet, er funnet fra ligning (20) 
i seksjon ”Kryssfelt-effekt-transistor (JFET)" som gjentas her.
(27)
Den første tilnærmingen gjelder hvis |uVDS| << 1 (som nesten alltid er sant) og forenkler løsningen av de koblede ligningene betydelig.
Vi kan sette ligningen for gm [Ligning (22)]
(22)
inn i et lignende format som vil være nyttig i design.
(28)
Likninger (25) - (28) er tilstrekkelige for å fastslå forspenningen. For diskrete MOSFET forsterkere trenger vi ikke å sette Q-punktet i midten av ac last linje som vi ofte gjorde for BJT forspenning. Dette skyldes at diskrete FET-forsterkere normalt brukes som første fase i en forsterkerkjede for å dra nytte av den høye inngangsbestandigheten. Når det brukes som første fase eller forforsterker, spenningsnivåene er så små at vi ikke kjører utgangen fra forforsterkeren over store utflukter.