¿Por qué se puede usar un MOSFET como amplificador?

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Esta es una pregunta fundamental que me cuesta responder después de familiarizarme con el MOSFET y analizar diferentes circuitos que contienen MOSFETS.

En cuanto a los canales GDS, ¿qué permite utilizar un MOSFET como amplificador?

Lo sé

  1. La transconductancia relaciona la corriente de salida con el voltaje de entrada.
  2. La ganancia de voltaje de un MOSFET es directamente proporcional a la transconductancia y al valor de la resistencia de drenaje.
  3. Aumentando gradualmente el voltaje positivo de la fuente de la puerta VGS, el efecto de campo comienza a mejorar la conductividad de las regiones del canal y se convierte en un punto donde el canal comienza a conducir.
  4. Podemos controlar cómo funciona el MOSFET "mejorando" su canal conductor entre las regiones de origen y drenaje.

Sin embargo, no puedo realizar un análisis lógico de lo que realmente sucede en los canales Gate, Drain y Source para permitir que se utilice un MOSFET como amplificador.

    
pregunta Rrz0

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Considere esta imagen aleatoria de una característica MOSFET que saqué de Internet: -

EstaeslacaracterísticabásicadeunMOSFETutilizadoenuncircuitomuysimplecomoeste:-

Estableceunvoltajedefuentedecompuerta(\$V_{GS}\$)ytrazalacorrientededrenajeparavariosvaloresde\$V_{DS}\$.

Ahoraconsiderequésucedesicolocaunaresistenciaenserieconeldrenajeyutilizaunafuentedealimentaciónfijade40voltiosquealimentalaresistenciayeldrenaje.SielMOSFETestácompletamenteapagado,nohabrácorrienteatravésdeesaresistenciadedrenajeyobtendráelpuntoA(abajo).

Silaresistenciaaldrenajefuerade10ohmios,obtendría20voltioscuandopasaran2amperios.Estolepermitedibujarunalíneadecargaenlaprimeraimagen:-

Entonces, para esta configuración en particular con una resistencia de drenaje de 10 ohmios (vea la línea de carga en rojo) y un \ $ V_ {GS} \ $ de 5 voltios, el \ $ V_ {DS} \ $ sería aproximadamente 23 voltios y, para un \ $ V_ {GS} \ $ de 6 voltios, \ $ V_ {DS} \ $ serían aproximadamente 13 voltios.

¿Puedes ver que si tuvieras una señal de entrada que era una onda sinusoidal entre 5 voltios (parte inferior del seno) y 6 voltios (parte superior del seno), la salida también sería una onda sinusoidal que cambia entre un canal de 13 voltios y un pico de 23 voltios.

Eso es una ganancia de voltaje de señal de 10.

Al ignorar las compensaciones de CC y concentrarse solo en la señal de salida, tiene un voltaje RMS de 3.536 voltios y una corriente RMS de 0.7071, es decir, una potencia de salida de 2.5 vatios. No es un rendimiento sorprendente, pero ha generado una potencia de señal de salida de 2,5 vatios variando el voltaje de entrada en la compuerta en 1 voltio p-p.

La potencia de la señal de entrada necesaria para hacer esto es de unas pocas decenas de microwatts. Ha logrado una ganancia de potencia masiva y esto es lo importante para cosas como los amplificadores de potencia de audio.

    
respondido por el Andy aka

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