En una conexión en cascada del transistor mos y el transistor de unión bipolar, ¿cuáles son los inconvenientes de usar el transistor MOS en la etapa de entrada de la conexión?
En una conexión en cascada del transistor mos y el transistor de unión bipolar, ¿cuáles son los inconvenientes de usar el transistor MOS en la etapa de entrada de la conexión?
En este circuito, el NMOS se usa para obtener una alta impedancia de entrada .
La compuerta de un transistor MOS se comporta como un condensador (pequeño), no requiere ninguna corriente DC.
Tenga en cuenta que aquí la compuerta está polarizada en CC a 0 voltios. Algunas corrientes de CC deben fluir a través de ese MOSFET para que la fuente no esté a 0 V CC debido a que la resistencia de la fuente cae algo de voltaje.
¡Entonces \ $ V_ {gs} \ $ de este MOSFET será negativo en este circuito!
Eso significa que el NMOS debe ser un tipo de agotamiento (normalmente apagado) NMOS de lo contrario ninguna corriente fluiría y el amplificador no funcionaría.
Aunque el esquema sugiere que M1 es un MOSFET, un JFET (que normalmente también lo es) también funcionaría.
En mi opinión, el MOSFET no es realmente necesario.
También puede crear una entrada de alta impedancia similar utilizando BJT, aunque el circuito tendría que ser ligeramente diferente. Muchas pantallas tienen entradas de alta impedancia (alrededor de 1 M ohm) que utilizan BJT. Una solución es utilizar una configuración de Darlington .
Pero usted preguntó sobre los pros y los contras:
Ventajas de utilizar la entrada de MOS:
alta impedancia de entrada
circuito simple
Desventajas:
Podría ser más ruidoso, los MOSFET tienen más ruido que los BJT, un JFET podría ser un buen compromiso, son menos ruidosos que los BJT
Difícil de encontrar. Será difícil comprar un modo de agotamiento de NMOS, ya que rara vez se utilizan. Los JFET son más fáciles de encontrar. Los BJT son muy fáciles de encontrar.
Comparemos un BJT sobre un MOSFET aquí como etapa de entrada y veamos cuál es mejor. En primer lugar, si se mira con cuidado, la fuente tiene una resistencia en serie de 10k. El MOS tiene una impedancia de entrada muy alta a baja frecuencia. Digamos que es 10M ohms. Ahora la impedancia vista en la puerta de MOS es 1M || 10M, que es aproximadamente 1M. Ahora la señal que llega a la puerta de MOS se atenúa en un factor de \ $ \ frac {1M} {1M + 10k} = 1 \ $. Esto significa que la señal llega sin atenuación.
Sin embargo, si hubieras usado un BJT, las cosas se habrían vuelto problemáticas. La impedancia de entrada en la base de BJT habría sido \ $ r _ {\ pi} \ $, o \ $ \ frac {\ beta} {g_m} \ $. Ahora, para un \ $ \ beta \ $ de 100 y \ $ g_m \ $ de 0.04, \ $ r _ {\ pi} \ $ se habría calculado en 2.5k ohms. Si se descuida la resistencia de 1M ohmios y se asocia una resistencia de 1k ohmios en la base de BJT debido a las resistencias de polarización, la señal de entrada habría visto 1k || 2.5k = 0.7k ohms en la base. Ahora, la señal que llega a la base de BJT se atenúa en un factor de \ $ \ frac {0.7k} {10k + 0.7k} = 0.07 \ $. Por lo tanto, la señal se pierde por completo y reduce efectivamente la ganancia del circuito general. Así que no veo ningún inconveniente de utilizar un MOS sobre BJT.
Sin embargo, para las siguientes etapas puede usar BJT ya que no tiene este problema allí. Como esto está diseñado para la amplificación de audio, la respuesta de frecuencia no es un gran problema aquí y tanto BJT como MOS funcionan de la misma manera.
También es posible usar un BJT en la primera etapa usando cuidadosamente una resistencia en serie en C2 para aumentar la impedancia de entrada. Por supuesto, en este caso, tiene que pagar una reducción adicional en la ganancia. También hay muchas compensaciones que tendrá que considerar al agregar una resistencia de serie.
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