Amplificador de potencia de polarización de clase AB con MOSFET

  

Nunca supe cómo calcular V_BB (técnicamente V_GG).

En teoría, los cálculos se verán de la siguiente manera:

Primero, necesitamos conocer los parámetros MOSFET.

Asumí estos parámetros:

\ $ V_ {GS (th)} = 3V, K_P = 4 \ $ para ambos transistores.

Nex selecciono corriente de reposo de la etapa de salida.

Escogí este valor \ $ I_Q = 0.1 \ cdot \ sqrt {\ frac {1.5W} {10 \ Omega}} \ approx 40 \ textrm {mA} \ $

Resuelvo para \ $ V_ {GS} \ $

De esto:

$$ I_D = \ frac {K_P} {2} (V_ {GS} - V_ {GS (th)}) ^ 2 $$

Me sale esto:

$$ V_ {GS} = V_ {GS (th)} + \ sqrt {\ frac {I_D} {0.5 \ cdot K_P}} = 3V + \ sqrt {\ frac {40 \ textrm {mA}} {0.5 \ cdot 4}} \ approx 3.14V $$

Entonces, la situación se ve así:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Observe cómo conecto el terminal de origen \ $ Q_2 \ $ . En su segundo diagrama, cometió un error en \ $ X_2 \ $ .

Tu MOSFET de canal P está conectado hacia atrás.

Como puede ver, nuestro voltaje de polarización es bastante grande ( \ $ V_ {BB} = 6.28V \ $ ). Y necesitará \ $ \ frac {6.28V} {0.6V} = 11 \ $ once diodos para realizar el trabajo.
Es por eso que será mejor usar un multiplicador Vbe (diodo de goma) en su lugar.

^{simular este circuito}

Y no intentes construir este circuito en la vida real.

Te has extraviado muy mal.

Al principio, está tu derivación de VGS (th)

  

y VGS (th) = 0.564V

Si mira más temprano en la hoja de datos que el punto que ha vinculado, verá que VGS (th) puede variar entre 1 y 2 voltios (la polaridad depende del modelo). Por lo tanto, necesita un voltaje en el rango de 2 a 4 voltios, y el valor exacto dependerá de la unidad específica. Los 3 diodos en serie le darán algo del orden de 2 voltios, por lo que existe una excelente posibilidad de que su circuito de polarización simplemente no haga su trabajo ya que los FET están sin energía. Su segundo circuito muestra la aplicación adecuada para esta técnica, y funciona porque casi todas las uniones de silicio (no Schottky, por supuesto) tienen la misma caída de voltaje aproximada y el mismo coeficiente de temperatura. Tenga en cuenta (y esto se puede haber pasado por alto) que el circuito se utiliza en amplificadores de potencia con especial cuidado para acoplar térmicamente los transistores y diodos para aprovechar la coincidencia del coeficiente de temperatura. Si no lo haces, la distorsión depende de los niveles de potencia.

Vuelva a su simulación y verifique el nivel de corriente de reposo en la unión de las dos fuentes FET. ¿Está en algún lugar cerca de 1 mA? Eso, después de todo, es el nivel actual especificado para VGS (th).

Y antes de salir corriendo y tratar de calcular un valor actual que producirá una caída de voltaje, digamos, 3 voltios, deténgase y piense. No lo hagas.

Sugiero probar 4 diodos en lugar de 3, y verificar la corriente de reposo. Entonces ve a 5 si eso no funciona. Y tal vez incluso 6, si tu modelo Spice es particularmente molesto. Tenga en cuenta que este enfoque incremental puede producir un salto en la corriente que produce niveles actuales más altos de lo que desea. Lamento decirte esto, pero eso es difícil. Tendrás que vivir con ello. En teoría, puede comenzar con un gran número de diodos y luego reducir la corriente de polarización a un nivel en el que la caída de voltaje sea apropiada. Esto ejecutará los diodos a una corriente bastante baja, pero puedes intentarlo.

En cuanto a tu pregunta

  

No sé qué poner para V? o VBB en este esquema:

debe preguntarse: ¿a qué nivel (es) actual (es) el voltaje en los diodos será el mismo que la caída de voltaje en los dos emisores? Suponiendo que Is es el mismo para las 4 uniones, ¿se sugiere una relación?

EDITAR - Simular el siguiente circuito

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Haz V1 10 V Pk-pk. Solo necesitas simular 1 ciclo. Encuentre los valores de entrada V1 y V2, donde V1 produce VOUT1 de 4 voltios (lo que implica una corriente de drenaje Q1 de 1 mA) y V2 produce VOUT2 de -4 voltios (corriente de drenaje Q2 de -1 mA). En otras palabras, use el circuito para encontrar VGS (th) de los modelos que está usando.

Use V1 y V2 para determinar VBB, aunque en este circuito esto debería llamarse VGG, eso es lo que me confundió antes sobre a qué circuito se refería.