4 การกำหนดค่าเครื่องขยายเสียง FET และการให้น้ำหนัก
CURRENT - 4. การกำหนดค่าเครื่องขยายเสียง FET และการให้น้ำหนัก
ก่อนหน้า - 3 ทรานซิสเตอร์แบบแยกสนามผล (JFET)
การกำหนดค่าเครื่องขยายเสียง FET และการให้น้ำหนัก
วิธีการที่ใช้สำหรับการให้น้ำหนักของ BJT ยังสามารถใช้สำหรับการให้น้ำหนัก MOSFETS เราสามารถแยกวิธีการเหล่านั้นออกเป็นวิธีที่ใช้สำหรับส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องกับวงจรขยาย การออกแบบองค์ประกอบแบบแยกใช้การเชื่อมต่อขนาดใหญ่และตัวเก็บประจุบายพาสเพื่อแยกอคติ dc สำหรับแต่ละขั้นตอนของเครื่องขยายเสียงเหมือนกับแอมป์ BJT ที่แยกองค์ประกอบ โดยทั่วไปแล้วแอมพลิฟายเออร์ IC MOSFET นั้นเชื่อมต่อโดยตรงเนื่องจากตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ไม่สามารถใช้งานได้จริง เครื่องขยายเสียง IC MOSFET มักจะลำเอียงโดยใช้แหล่งจ่ายกระแสตรงที่คล้ายคลึงกับที่ใช้สำหรับเครื่องขยายสัญญาณ BJT IC
4.1 การให้น้ำหนักแบบไม่ต่อเนื่อง MOSFET เป็นองค์ประกอบ
การให้น้ำหนักชิ้นส่วนแบบไม่ต่อเนื่องสำหรับเครื่องขยายเสียง MOSFET ทำได้โดยใช้วงจรที่แสดงในรูปที่ 21 แรงดันไฟฟ้า Gate-to-source กำหนดประเภทของวงจรที่อาจจำเป็นสำหรับการกำหนดค่าทรานซิสเตอร์ สำหรับทรานซิสเตอร์โหมดการเพิ่มประสิทธิภาพจะต้องมีแรงดันไฟฟ้าบวกที่เกตเสมอ ในการให้น้ำหนักการแบ่งแรงดันไฟฟ้าจะมี R1 และ R2 เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าบวก สำหรับพร่อง MOSFETs หรือ JFETs R2 สามารถเป็น finite หรือ infinite ดังแสดงในรูปที่ 21 (b)
รูปที่ 21 - การกำหนดค่าการให้น้ำหนักเครื่องขยายเสียง
แหล่งที่มาทั่วไป (CS)- ac อินพุตถูกใช้ที่ CGที่ ac เอาท์พุทที่ CDและ CS เชื่อมต่อกับ dc แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าหรือพื้นดิน สิ่งนี้คล้ายคลึงกับคอนฟิกูเรชันตัวปล่อยทั่วไปสำหรับ BJT
-ตัวต้านทานแหล่งที่มา (SR) - ac อินพุตถูกใช้ที่ CGที่ ac เอาท์พุทที่ CD และ CS ถูกละไว้ นี่คล้ายกับการกำหนดค่าตัวต้านทาน - อิมิเตอร์สำหรับ BJT
-Common Gate (CG) - ac อินพุตถูกใช้ที่ CSที่ ac เอาท์พุทที่ CD และ CG เชื่อมต่อกับ dc แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าหรือพื้นดิน บางครั้งในการกำหนดค่า CG CG ถูกละไว้และเกตเชื่อมต่อโดยตรงกับ dc การจ่ายแรงดัน CG นั้นคล้ายคลึงกับโครงสร้างพื้นฐานทั่วไปของ BJT แม้ว่าจะไม่ค่อยเห็นในวงจร
-Source Follower (SF) - ac อินพุตถูกใช้ที่ CGที่ ac เอาท์พุทที่ CS และท่อระบายน้ำทั้งเชื่อมต่อกับ dc แหล่งจ่ายไฟโดยตรงหรือผ่าน CD. บางครั้งสิ่งนี้เรียกว่า Common drain (CD) และคล้ายคลึงกับคอนฟิกูเรชันตัวติดตามของตัวปล่อยสำหรับ BJT
รูปที่ 22 - วงจรสมมูล Thevenin
การกำหนดค่าแต่ละแบบเหล่านี้มีการศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนที่ 9“ การวิเคราะห์ FET Amplifier”
เนื่องจากการกำหนดค่าที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันในการเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุและตัวเก็บประจุเป็นวงจรเปิด dc แรงดันและกระแสเราสามารถศึกษา dc อคติสำหรับกรณีทั่วไป สำหรับการออกแบบแอมพลิฟายเออร์เราต้องการให้ทรานซิสเตอร์ทำงานในพื้นที่ปฏิบัติการที่แอคทีฟ (หรือที่เรียกว่าโหมดความอิ่มตัวหรือโหมดปิดนิ้วหนีบ) ดังนั้นเราจึงถือว่าคุณสมบัติการบีบนิ้ว IV สำหรับอุปกรณ์ (เราควรตรวจสอบสมมติฐานนี้ในตอนท้ายของการออกแบบเสมอ)
เพื่อให้การวิเคราะห์อคติทำได้ง่ายขึ้นเราใช้แหล่ง Thevenin เพื่อจำลองวงจรที่เกตของทรานซิสเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 22
(24)
เนื่องจากมีสามตัวแปรที่ไม่รู้จักที่จะตั้งค่าสำหรับการให้น้ำหนัก (ID, VGSและ VDS) เราต้องการสาม dc สมการ ก่อนอื่น dc มีการเขียนสมการรอบลูปเกต - ซอร์ส
(25)
โปรดสังเกตว่าเนื่องจากกระแสเกตเป็นศูนย์จึงมีแรงดันไฟฟ้าตกที่ศูนย์ RG. วินาที dc พบสมการจากสมการกฎของ Kirchhoff ในลูปแหล่งท่อระบายน้ำ
(26)
สาม dc สมการที่จำเป็นในการสร้างจุดอคติพบได้จากสมการ (20) 
ในส่วน "ทรานซิสเตอร์สนาม - เอฟเฟกต์สนธิ (JFET)" ซึ่งซ้ำที่นี่
(27)
การประมาณครั้งแรกจะใช้หาก |λVDS| << 1 (ซึ่งเกือบจะเป็นจริงเสมอ) และทำให้การแก้ปัญหาของสมการคู่ง่ายขึ้นอย่างมาก
เราสามารถใส่สมการ gm [สมการ (22)]
(22)
ในรูปแบบที่คล้ายกันซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการออกแบบ
(28)
สมการ (25) - (28) เพียงพอที่จะสร้างอคติ สำหรับแอมพลิฟายเออร์ MOSFET ที่ไม่ต่อเนื่องเราไม่จำเป็นต้องใส่จุด Q ในจุดกึ่งกลางของ ac สายโหลดอย่างที่เรามักจะทำสำหรับการให้น้ำหนัก BJT นี่เป็นเพราะโดยทั่วไปแล้วแอมพลิฟายเออร์ FET จะใช้เป็นขั้นตอนแรกในห่วงโซ่เครื่องขยายเสียงเพื่อใช้ประโยชน์จากความต้านทานอินพุตสูง เมื่อใช้เป็นด่านแรกหรือ preamplifierระดับแรงดันไฟฟ้ามีขนาดเล็กมากจนเราไม่ได้ขับเอาต์พุตของ preamplifier เหนือการทัศนศึกษาครั้งใหญ่