¿Por qué es necesaria la retroalimentación o la resistencia de puerta RG?

La puerta de un MOSFET está flotando. Habrá un poco de fuga (típicamente nA o menos nivel a temperatura ambiente), y hay capacitancia entre la compuerta y el desagüe y la compuerta y la fuente. Por lo tanto, aplicar una tensión al circuito sin Rg hará que la compuerta tome un poco de tensión intermedia y aumente o disminuya lentamente a medida que la corriente de fuga carga la capacitancia (y la capacitancia de Miller afecta la tensión de la compuerta una vez que la tensión de drenaje comienza a moverse).

Para desviar el MOSFET hacia la región activa para que funcione como un amplificador, en este caso, desea que la compuerta siga el drenaje (en las bajas frecuencias que se aproximan a la CC) y que la compuerta siga la tensión de entrada para las frecuencias más altas. que se logra mediante el uso de un condensador de acoplamiento.

Por lo tanto, un valor alto de Rg no afecta demasiado el voltaje de entrada, pero permite que la desviación se estabilice en un tiempo razonable. Para esto queremos que la corriente de fuga máxima multiplicada por Rg sea un voltaje bajo, y queremos que el capacitor de acoplamiento más la capacitancia MOSFET, incluida la capacitancia de Miller multiplicada por Rg, sea un tiempo razonable para la puesta en marcha. Por ejemplo, si Rg es 1uF y el condensador de acoplamiento es 1uF, el amplificador tardará unos segundos en asentarse.

Creo que el circuito mostrado se usará como un amplificador. Para este propósito, se aplicará una señal de entrada, y en este contexto se debe mencionar una palabra clave: COMENTARIOS NEGATIVOS . Se deben considerar dos casos:

1.) La retroalimentación negativa de CC es necesaria para estabilizar el punto de polarización de CC contra las tolerancias y los cambios de temperatura. Para este propósito, es necesario un capacitor de acoplamiento de entrada; de lo contrario, la señal de retroalimentación de CC estaría cortocircuitada por la fuente de la señal.

2.) Para señales amplificadas (AC) también queremos retroalimentación negativa en la mayoría de los casos. Para este propósito, es necesario un Resistor R1 adicional en serie con el condensador de acoplamiento. Ahora, el factor de realimentación para AC será k = R1 / (R1 + RG). Esta disposición de retroalimentación es similar a la conocida etapa de inversión de inversión.

3.) Interpretación: con las modificaciones anteriores, la etapa de ganancia tiene una retroalimentación negativa para DC, así como para señales de AC. En la medida en que, el circuito se puede comparar con otra alternativa que también proporciona retroalimentación de CC y CA: una resistencia RS en la ruta entre la fuente y la tierra.

4.) Comentario: Los valores de las dos resistencias (R1, RG), en particular RG, determinan la resistencia de entrada de la señal, que es un parámetro muy importante para cada amplificador. Por esta razón, RG debe tener un valor suficientemente grande (porque se reducirá debido al efecto MILLER).

Las puertas Mosfet están efectivamente aisladas del drenaje y la fuente.

Esto significa que la traza conectada a una compuerta (pero no conectada de lo contrario) puede actuar como una antena que crea disparadores espurios o la compuerta puede terminar con un voltaje en la región lineal del mosfet.

La compuerta de un MOSFET se comporta como un condensador, para el análisis de CC lo consideramos abierto y no hay nada conectado. Como nada más está conectado en el nodo de la puerta, no puede fluir corriente, por lo que no habrá caída de voltaje en Rg.

Entonces, cuando solo considerando la solución de CC (voltajes estáticos y corrientes), Rg no hace nada . Entonces, si Rg = cero ohmio (un corto) o cualquier otro valor real (no infinito ohmios) ** no hace ninguna diferencia.

Esto cambia si consideramos la fuga de la puerta.

Esto cambia si consideramos que las señales de variante de tiempo están presentes.

Supongamos que inyecto una pequeña señal de corriente en el drenaje del NMOS.

Cuando inyecto una señal de alta frecuencia, será filtrada por el filtro RC que consta de Rg y la capacitancia de la puerta. Por lo tanto, habrá poca señal de CA en la puerta del NMOS.

Si la señal es de una frecuencia muy baja (una frecuencia por debajo del punto de corte del filtro que consiste en Rg y la capacitancia de la compuerta) no hay filtrado y la compuerta del NMOS seguirá la tensión de drenaje.

Para evaluar adecuadamente este comportamiento, deberá dibujar un circuito equivalente de pequeña señal y analizarlo.

La resistencia en realidad no es necesaria , es opcional . En general, no agrego una resistencia de compuerta en mis diseños a menos que tenga una razón válida para hacerlo. Una razón válida es influir en la respuesta de frecuencia de este tipo de circuito.