KHAI THÁC. Cấu hình và xu hướng khuếch đại FET
HIỆN TẠI - 4. Cấu hình và xu hướng bộ khuếch đại FET
TRƯỚC-3. Transitor hiệu ứng trường trường (JFE)
Cấu hình và xu hướng khuếch đại FET
Các cách tiếp cận được sử dụng cho xu hướng của các BJT cũng có thể được sử dụng cho xu hướng MOSFET. Chúng ta có thể tách các cách tiếp cận thành các phương pháp được sử dụng cho các thành phần rời rạc so với các bộ khuếch đại mạch tích hợp. Các thiết kế thành phần rời rạc sử dụng các tụ điện lớn và bỏ qua tụ điện để cách ly độ lệch dc cho từng tầng khuếch đại, giống như các bộ khuếch đại BJT thành phần rời rạc. Các bộ khuếch đại IC MOSFET thường được ghép nối trực tiếp vì các tụ điện lớn không thực tế. Các bộ khuếch đại IC MOSFET thường được sử dụng các nguồn hiện tại tương tự như các nguồn được sử dụng cho các bộ khuếch đại IC BJT.
Xu hướng MOSFE thành phần rời rạc
Xu hướng thành phần riêng biệt cho các bộ khuếch đại MOSFET được thực hiện với các mạch được hiển thị trong Hình 21. Điện áp cổng tới nguồn xác định loại mạch có thể được yêu cầu cho cấu hình bóng bán dẫn đó. Đối với một bóng bán dẫn chế độ tăng cường, sẽ luôn luôn cần một điện áp dương ở cổng. Trong xu hướng phân chia điện áp, sẽ có một R1 và R2 để có được điện áp dương. Đối với MOSFE hoặc JFE cạn kiệt, R2 có thể là hữu hạn hoặc vô hạn, như trong hình 21 (b).
Hình 21 - Các cấu hình xu hướng khuếch đại
Nguồn chung (CS)- các ac đầu vào được áp dụng tại CG, Các ac đầu ra được thực hiện tại CDvà CS được kết nối với một dc nguồn điện áp hoặc mặt đất. Điều này tương tự với cấu hình bộ phát chung cho BJT.
–Điện trở nguồn (SR) - các ac đầu vào được áp dụng tại CG, Các ac đầu ra được thực hiện tại CD và CS được bỏ qua. Điều này tương tự với cấu hình bộ phát-điện trở cho BJT.
–Cổng chung (CG) - các ac đầu vào được áp dụng tại CS, Các ac đầu ra được thực hiện tại CD và CG được kết nối với một dc nguồn điện áp hoặc mặt đất. Đôi khi trong cấu hình CG, CG được bỏ qua và cổng được kết nối trực tiếp với một dc cung cấp điện áp. CG tương tự như cấu hình cơ sở phổ biến cho BJT, mặc dù nó hiếm khi được nhìn thấy trong các mạch.
–Người theo dõi nguồn (SF) - các ac đầu vào được áp dụng tại CG, Các ac đầu ra được thực hiện tại CS và cống được kết nối với một dc cung cấp điện áp trực tiếp hoặc thông qua CD. Điều này đôi khi được gọi là cống chung (CD) và tương tự như cấu hình theo dõi bộ phát cho BJT.
Hình 22 - Mạch tương đương Thevenin
Mỗi cấu hình này được nghiên cứu chi tiết hơn trong Phần 9, “Phân tích bộ khuếch đại FET”.
Vì các cấu hình khác nhau chỉ khác nhau trong các kết nối của chúng thông qua các tụ điện, và các tụ điện là các mạch mở để dc điện áp và dòng điện, chúng ta có thể nghiên cứu dc thiên vị cho trường hợp chung. Đối với thiết kế bộ khuếch đại, chúng tôi muốn bóng bán dẫn hoạt động trong vùng vận hành hoạt động (cũng được xác định là vùng bão hòa hoặc chế độ ngắt pin), vì vậy chúng tôi giả sử đặc tính IV pinch-off cho thiết bị. (Chúng ta nên luôn xác minh giả định này ở cuối thiết kế!)
Để đơn giản hóa việc phân tích sai lệch, chúng tôi sử dụng nguồn Thevenin để mô hình hóa mạch tại cổng của bóng bán dẫn như trong Hình 22.
(24)
Vì có ba biến không xác định để đặt cho xu hướng (ID, VGSvà VDS), chúng tôi cần ba dc phương trình. Đầu tiên dc phương trình xung quanh vòng cổng nguồn được viết.
(25)
Lưu ý rằng vì dòng điện cổng bằng không, sự sụt giảm điện áp bằng 0 tồn tại RG. Một giây dc phương trình được tìm thấy từ phương trình định luật Kirchhoff trong vòng lặp nguồn thoát nước.
(26)
Thứ ba dc phương trình cần thiết để thiết lập điểm thiên vị được tìm thấy từ phương trình (20) 
trong phần ”Bóng bán dẫn hiệu ứng trường kết nối (JFET)" được lặp lại ở đây.
(27)
Xấp xỉ đầu tiên áp dụng nếu |λVDS| << 1 (gần như luôn đúng) và đơn giản hóa đáng kể nghiệm của các phương trình được ghép nối.
Chúng ta có thể đặt phương trình cho gm [Phương trình (22)]
(22)
thành một định dạng tương tự sẽ chứng minh hữu ích trong thiết kế.
(28)
Phương trình (25) - (28) là đủ để thiết lập độ lệch. Đối với các bộ khuếch đại MOSFET rời rạc, chúng ta không cần đặt điểm Q ở trung tâm của ac tải dòng như chúng ta thường làm cho xu hướng BJT. Điều này là do các bộ khuếch đại FET rời rạc thường được sử dụng làm giai đoạn đầu tiên trong chuỗi khuếch đại để tận dụng điện trở đầu vào cao. Khi được sử dụng như là một giai đoạn đầu tiên hoặc preamplifier, các mức điện áp nhỏ đến mức chúng ta không điều khiển đầu ra của bộ tiền khuếch đại trong các chuyến du ngoạn lớn.