Resolviendo el punto de operación de CC del amplificador de fuente común

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Mi compañero de laboratorio y yo estamos realmente perplejos. Se nos da un circuito que tiene un FET con \ $ V_ {DD} = -V_ {SS} = 15 \ mbox {} V \ $. Nos dicen \ $ A_V = 20 \ $ y \ $ I_ {DS} = 1 \ mbox {} mA \ $. El circuito de CC es sencillo, contiene un \ $ R_D \ $ y \ $ R_S \ $ entre \ $ V_ {DD} \ $ y \ $ V_ {SS} \ $, respectivamente, y los terminales de drenaje y fuente del FET. Hay una resistencia \ $ R_G = 1.5 \ mbox {} M \ Omega \ $ en la terminal de la puerta del transistor, conectada a tierra en el otro extremo.

Se nos pregunta cuál es la corriente DC a través de esta resistencia (\ $ R_G \ $?). Luego se nos pregunta qué es \ $ V_ {OV} \ $. Parece implicar que solo necesitamos los valores que he descrito hasta ahora, pero tal vez también se necesiten valores de una hoja de datos, no estoy seguro.

Luego dice, usando \ $ V_ {GS} \ $, que sabría cómo calcular si supiera \ $ V_ {OV} \ $, para calcular \ $ R_S \ $. También dice que todavía no sabemos \ $ V_ {DS} \ $ ni \ $ R_D \ $.

Cualquier ayuda sería apreciada. He intentado leer las notas y el libro de texto, pero no puedo encontrar lo que necesito. También agradecería cualquier tipo de buenas fuentes / guías para esto, si no quiere simplemente darme la respuesta. A mí también me gustaría entender, así que me siento menos como un tramposo, jaja.

    
pregunta Jomasi

3 respuestas

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Intentaré ayudar sin dar demasiado lejos. Acabo de tomar un curso de diseño de circuitos integrados analógicos el último semestre, así que estoy muy entusiasmado con esto. Espero que esto no parezca demasiado académico ...

En un amplificador FET de fuente común, la resistencia de entrada (compuerta) es realmente alta, por lo que generalmente se asume que la corriente de compuerta es cero. Así que la corriente a través de $ R_G $ debería ser cero.

Además, debe saber que la corriente de drenaje en un FET que opera en la región de saturación viene dada por

$$ I_D = \ frac {k '} 2 \ frac W L (V_ {GS} - V_t) ^ 2 $$

Donde $ k '= \ mu_n C_ {ox} $ y está relacionado con los parámetros del proceso. $ \ mu_n $ es movilidad de electrones (en NMOS) y $ C_ {ox} $ es capacitancia de óxido de puerta. W y L son el ancho y la longitud del canal, respectivamente. Así que tienes una expresión que relaciona la corriente de drenaje con el voltaje de la fuente de la puerta. Y $ V_ {ov} $ también, ya que $ V_ {ov} = V_ {GS} -V_t $.

Ya conoces la corriente de drenaje, $ I_D = 1m \ text {A} $.

También debe saber que en un amplificador de fuente común, la ganancia de voltaje de circuito abierto $ A_v $ está relacionada con las resistencias de drenaje y fuente, $ R_D $ y $ R_S $.

Y sabes que $ V_ {GS} $ debería ser igual al voltaje en $ R_S $. (Y conoce la corriente a través de $ R_S $, que es $ I_D $. Corrección: $ V_ {GS} $ no es la caída en $ R_S $! Pero debe poder determinar la relación a partir de la información que tener.

Sin tener un dibujo de circuito frente a mí, y sin haber pensado demasiado en él (¡compruebe mi trabajo!), creo que debería darle suficiente información para realizar estos cálculos. Es posible que deba dejar un parámetro de "transconductancia" en las expresiones de las cosas si no sabe $ k '$ o $ \ frac W L $.

Análisis y diseño de circuitos integrados analógicos por Paul R. Gray y Robert G. Meyer et. Al es mi referencia para los circuitos de transistores. Tengo la 5ª edición. Ha existido por siempre Probablemente estarías bien con una cuarta edición. Lo recomendaría altamente si está interesado en amplificadores de transistores lineales (amplificadores operacionales).

    
respondido por el Adam P
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No estás diciendo qué tipo de FET estás usando, un JFET o un MOSFET. En este último caso, la puerta está aislada del canal y no fluirá corriente a través de la resistencia. Si es un JFET es diferente. Dependiendo del tipo, la puerta es la parte N o la parte P de un diodo formado por la unión del canal de la puerta. Este diodo está polarizado a la inversa, pero habrá una corriente de fuga que puede generar un pequeño voltaje sobre una resistencia lo suficientemente grande.

    
respondido por el stevenvh
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Si entiendo correctamente, hay una resistencia conectada entre la puerta de un FET y tierra. Para calcular la corriente exacta (muy pequeña) a través de esta resistencia de compuerta, necesitaría una hoja de datos, y para obtener una hoja de datos, necesitaría un número de pieza. ¿Te dieron una?

Por motivos prácticos, no necesita uno, ya que se trata de un FET, y la resistencia de la puerta será extremadamente alta, lo que hace que la corriente sea extremadamente baja, esencialmente 0. (Pero como se trata de una tarea, no es así. ser muy practico.)

    
respondido por el endolith

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