Etapas amplificadoras con FET

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FET
Etapas
amplificadoras
con FET
Electrónica I
Prof. María Isabel Schiavon
FCEIA - UNR
Autopolarización
iD
V
RD + RS
JFET
recta de carga
estática
V − v DS
iD =
RD + RS
recta de polarización
vG S = − i D RS
V
zona de corriente constante
o de saturación del canal
 vG S
i D = I D S S 1−
 VP
vDS



2
VDD
R2
Autopolarización con
divisor de tensión
RD
iD
recta de carga
estática
JFET
V DD − v DS
iD =
RD + RS
R1 R
S
recta de polarización
v G S = VGG − i D R S
VGG
VGG = V DD
R1
R1 + R2
 vG S 

i D = I D S S 1−
 VP 
vDS
2
V
V
R2 RD
R2 RD
R1 R
S
Comparación
iD
R1 R
S
recta de carga
estática
JFET
V DD − v DS
iD =
RD + RS
∆ID
∆ID
VGG
vG S = − i D R S
v G S = VGG − i D R S
 vG S 

i D = I D S S 1−
 VP 
vDS
2
VDD
RF
RD
MOSFET
i D ≅ K (vG S − VT ) = K (v D S − VT )
2
2
iD
VT
vDS
NMOS
PMOS
VT>0
VT<0
VGS>0
VGS< 0
VDS>0
VDS<0
ID> 0
ID< 0
N-MOS y P-MOS
iD
vGS
VT
MOSFET
empobrecimiento
iD
vGS
VT
MOSFET
enriquecimiento
NMOS
PMOS
VT<0
VT>0
VGS< 0 ó VGS>0
VGS< 0 ó VGS> 0
VDS>0
VDS<0
ID> 0
ID< 0
Etapas amplificadoras
básicas
FET Polarizado
VDD
VDD
R2
RD
R1 R
S
RF
RD
fuente común
puerta común
drenaje común
Terminal
común
terminal de excitación
terminal de salida
VDD
te
n
fue ú n
m
R2
co
+
vi_
RD
+
R1
ii
+
vi
+
vi
_
amplificador
+
vo
--
vo
Av =
vi
io
Ai =
ii
vo
zo =
io
R1
_
io
--
vi
z i=
ii
je
a
n n
e
r
d mú R 2
co
vo
RS
V DD
a
t
r
e n
u
p
ú
m
co
vo
RS
_
V DD
RD
R2
SC-DC-GC
R1
vi = 0
+
+
v_i
v
o
RS
+
_
ii
io
+
vi
amplificador
--
+
vo
--
zi
vi = es
zi + Rs
ii
Rs
es
--
vo
Av =
vi
io
+
vi
vi
z i=
ii
zi
zo
+
Av vi
+
R
vo l
--
vo
zo =
io
vi = 0
io
Ai =
ii
Rl
vo = Av vi
zo + Rl
vo
io = −
Rl
Av vi
io =
zo + Rl
SC-DC-GC
g
FET: modelo en pequeña
señal
id
id
d
gm vgs
rds
vgs
g mQ =
vds
s
Si
IIDSS
=10mA
Si VVPP≈≈-- 5V
5V
DSS =10mA
λλ<< 0,05/V
0,05/V
IIDQ=
=1mA V DSQ=10V
=10V
DQ==1mA VDSQ
v gs
Q
=
2I DS S
− VP
(− VP + VG S )
Q
gmQ = 2 K J (− V P )
vds
rds =
id V
=
G SQ
I DQ
I DSS
1+ λV DSQ
I DQ λ
gmQ≈1,26mA/V
rds > 30KΩ
te
n
f ue ún
m
co
+
vi_
V
+
vo
RS
R1
id
+
o
Superposición condicionada
al punto de trabajo
D
+
gmvgs
RG
v gs = vi − id RS
vo = -id RD
r ds
vgs
S
_
_
Q
modelo en señal
G
vi
I D , VDS
Q
Q
RD
R2
Punt
o de
Trab
,VGS
aj
RS
RD
vo
_
vds
id =
+ gm v gs
r
ds
vds = vo − (v gs − vi )
Fuente común1
V
te
n
fue ú n
m
o
c
+
vi_
RD
R2
id
D
+
gmvgs
RG
r ds
vgs
S
_
vo
CS _
RS
G
vi
Fuente común2
+
R1
+
RS=0
RS
RD
vo
v o − g m RD
Av =
≈
v i 1+ g m RS
vo
zo≡
io e
≈− gm RD
=[RD//(rds+Rs )]
s =0
vo
zo≡
io e
≈RD
s =0
zi = RG // ziFET ≈ RG
_
Amplificador
je
a
en ún
r
D m
co
g
vi
V DD
vi
_
R1
s
Drenaje común
+
R2
+
vgs
RG
_
RS
d
gmvgs
+
vo
rds
id
_
+
RS
z i = RG = R1 //R2
vo
_
v o g m RS
Av ≡ ≈
<1
v i 1+ g m RS
−1
−1
zo ≈ gm // RS // ro ≈ g m
adaptador de impedancia
amplificador de corriente
VDD
RD
R2
v
R1
puerta común
o
+
v_i
_
g
+
RG
vi
_
fuente de
corriente o
carga activa
RS
rds
_ R
D
s
RS
vgs
+
RG=R1//R2
Io
R1
RS
d
+
gm vgs
R2
zo ≈ ro (1+ g m RS )
+
id
V DD
zi = gm− 1 // RS ≈ gm− 1
vo
_
vo
Av =
≈ g m RD
vi
vo
zo ≡
io
≈ RD
e s =0
sc
v o − g m RD
Av =
≈
v i 1+ g m RS
z i = RG = R1 //R2
z i = RG //z iFET ≈ RG
vo
zo≡
≈RD
i o e =0
i
amplificador
de tensión y
corriente
resumen
dc
g m RS
Av ≈
<1
1+ g m RS
−1
zo ≈ g m
adaptador de impedancia
amplifica corriente
gc
zo ≈ ro (1+ g m RS )
fuente de
corriente o
carga activa
V DD
R2
Io
R1
RS
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