Amplificadores con Mosfets
de Enriquecimiento
MSc. Ebert San Román
LOS MOSFET TIPO ENRIQUECIMIENTO
LOS MOSFET TIPO ENRIQUECIMIENTO
Recuerde que la constante k se determina con un punto de operación típico en una hoja de
especificaciones.
CONFIGURACIÓN POR REALIMENTACIÓN DE
DRENAJE DEL E-MOSFET
CONFIGURACIÓN POR REALIMENTACIÓN DE
DRENAJE DEL E-MOSFET
CONFIGURACIÓN POR REALIMENTACIÓN DE
DRENAJE DEL E-MOSFET
CONFIGURACIÓN POR REALIMENTACIÓN DE
DRENAJE DEL E-MOSFET
Ejemplo 1
El E-MOSFET de la figura, tiene el resultado de k = 0.24 x 103 A/V2, VGSQ = 6.4 V e IDQ = 2.75 mA.
a. Determine gm.
b. Encuentre rd.
c. Calcule Zi con y sin rd. Compare los resultados.
d. Encuentre Zo con y sin rd. Compare los resultados.
e. Encuentre Av con y sin rd. Compare los resultados.
Ejemplo 1
El E-MOSFET de la figura, tiene el resultado de k = 0.24 x 103 A/V2, VGSQ = 6.4 V e IDQ = 2.75 mA.
a. Determine gm.
b. Encuentre rd.
c. Calcule Zi con y sin rd. Compare los resultados.
d. Encuentre Zo con y sin rd. Compare los resultados.
e. Encuentre Av con y sin rd. Compare los resultados.
Ejemplo 1
El E-MOSFET de la figura, tiene el resultado de k = 0.24 x 103 A/V2, VGSQ = 6.4 V e IDQ = 2.75 mA.
a. Determine gm.
b. Encuentre rd.
Ejemplo 1
El E-MOSFET de la figura, tiene el resultado de k = 0.24 x 103 A/V2, VGSQ = 6.4 V e IDQ = 2.75 mA.
c. Calcule Zi con y sin rd. Compare los resultados.
Ejemplo 1
El E-MOSFET de la figura, tiene el resultado de k = 0.24 x 103 A/V2, VGSQ = 6.4 V e IDQ = 2.75 mA.
d. Encuentre Zo con y sin rd. Compare los resultados.
e. Encuentre Av con y sin rd. Compare los resultados.
CONFIGURACIÓN DEL DIVISOR DE VOLTAJE DEL
E-MOSFET
DISEÑO DE REDES DE
AMPLIFICACIÓN CON FET
Ejemplo 2
• Diseñe la red de polarización fija de la figura para tener una ganancia de ca de 10. Es decir,
determine el valor de RD.
Ejemplo 2
• Como VGSQ =0 V, el nivel de gm es gm0. Por consiguiente, la ganancia la determina.
El valor estándar más cercano es 2 kΩ
Ejemplo 3
• Seleccione los valores de RD y RS para la red de la figura que producirá una ganancia de 8 utilizando un nivel
de gm relativamente alto para este dispositivo definido en VGSQ = 1/4 VP.
Ejemplo 3
• El punto de operación se define por:
• Al determinar gm obtenemos
• La magnitud de la ganancia de voltaje de ca la determina
Ejemplo 3
• Las condiciones de operación determinan el nivel de RS cd como sigue:
• El valor estándar más cercano es 180 . En este ejemplo, RS no aparece en el diseño de ca debido al efecto de
cortocircuito de CS.
Ejemplo 4
• Determine RD y RS para la red de la figura anterior con el fin de establecer una ganancia de 8 si se eliminó el
capacitor de puenteo CS.
Ejemplo 4
• VGSQ y IDQ siguen siendo de 1 V y 5.625 mA, respectivamente, y puesto que la ecuación VGS = ID×RS no ha
cambiado, RS continúa siendo igual al valor estándar de 180 Ω.
• La ganancia de una configuración de autopolarización sin puenteo es:
• Con el valor estándar más cercano a 3.6 kΩ
TABLA DE RESUMEN
EFECTO DE RL Y Rsig
• Todas las ecuaciones de bipuertos desarrolladas para el transistor BJT también se aplican a redes con FET
porque las cantidades de interés se definen en las terminales de entrada y salida y no en los componentes
del sistema.
- La ganancia máxima de un amplificador es la ganancia sin
carga.
- La ganancia con carga siempre es menor que la ganancia
sin carga.
- Una impedancia de la fuente siempre reducirá la ganancia
total por debajo del nivel sin carga o con carga.
En general, por consiguiente,
EFECTO DE RL Y Rsig
• Para redes con FET, sin embargo:
• Debido a la alta impedancia entre la terminal de compuerta y el canal, en general se puede suponer que la
impedancia de entrada no se ve afectada por el resistor de carga y que la impedancia de salida no se ve
afectada por la resistencia de la fuente.
EFECTO DE RL Y Rsig
• Para la ganancia total AvS,
CONFIGURACIÓN EN CASCADA
• La ganancia total es el producto de la ganancia de cada etapa incluidos los efectos de carga de la siguiente
etapa.
Ejemplo 5
• Calcule la polarización de cd, la ganancia de voltaje, la impedancia de entrada y la de salida, y el voltaje de
salida para el amplificador en cascada mostrado en la figura. Calcule el voltaje sin carga y si se conecta una
carga de 10 kΩ a través de la salida.
Ejemplo 5
• Calculando el punto de operación, que es el mismo para los 2 Jfets
Ejemplo 6
• Para el amplificador en cascada de la figura 8.50, utilice la polarización de cd calculada en el ejemplo
anterior para calcular la impedancia de entrada, la impedancia de salida, la ganancia de voltaje y el voltaje
de salida resultante.
Ejemplo 6
Como Ri (etapa 2) 15 kΩ||4.7kΩ||200(6.5Ω) = 953.6 Ω, la ganancia de la
etapa 1 (cuando la etapa 2 la somete a carga) es:
SOLUCIÓN DE FALLAS
Para un amplificador de señal pequeña con FET, podríamos determinar y solucionar las fallas de un circuito
siguiendo varios pasos básicos.
1.
Examine la tarjeta del circuito para ver si los problemas son obvios: un área quemada por calentamiento
excesivo de un componente; un componente que se siente o parece estar demasiado caliente al tacto;
una junta deficientemente soldada; cualquier conexión suelta.
2.
Utilice un medidor de cd; tome algunas lecturas indicadas en un manual de reparación que contenga el
diagrama esquemático del circuito y una lista de voltajes de cd de prueba.
3.
Aplique una señal de prueba de ca; mida las voltajes de ca a partir de la entrada y hacia la salida.
4.
Si se identifica el problema en una etapa particular, verifique la señal de ca en varios puntos con un
osciloscopio para ver la forma de onda, su polaridad, la amplitud y la frecuencia, así como también
cualesquier formas de onda inusuales “defectuosas” que pudieran haber. En particular, observe que la
señal esté presente durante todo el ciclo de la señal.
SOLUCIÓN DE FALLAS
Si no hay voltaje de ca de salida:
1.
Verifique si hay voltaje de alimentación.
2.
Verifique si el voltaje de salida en VD es de entre 0 V y VDD.
3.
Verifique si hay alguna señal de ca de entrada en la terminal de la compuerta.
4.
Verifique el voltaje de ca en las terminales del capacitor de acoplamiento.
Cuando construya y pruebe un circuito de amplificador con FET en el laboratorio:
1.
Verifique el código de colores de valores de los resistores para asegurarse de que son los correctos. Mejor
aún, lea los valores del resistor porque los componentes que se usan de manera repetida pueden
sobrecalentarse cuando se utilizan incorrectamente, lo que hace que cambie su valor nominal.
2.
Compruebe que todos los voltajes de ca estén en las terminales del componente. Asegúrese de que todas
las conexiones de tierra sean comunes.
3.
Lea la señal de entrada de ca para asegurarse de que se proporcione el valor esperado para el circuito.
Preguntas
Gracias
EBERT SAN ROMAN CASTILLO