No pude entender la lógica de este circuito, conectando un inductor a la fuente, ¿qué cambiará?
El inductor actúa como una forma de sesgar el dispositivo. Es un cortocircuito en CC (por lo que puede proporcionar una corriente de polarización de CC) pero es un circuito abierto a la frecuencia de interés. Si no lo tuviera allí en este circuito, su MOSFET no tendría corriente de polarización de CC y, por lo tanto, estaría apagado. Pero sí, para el análisis de CA simplemente elimine el inductor.
Teniendo en cuenta que C1 actúa como un cortocircuito en el análisis de CA, ¿por qué diferenciamos xy Vout? ¿No son el mismo nodo? ¿Cómo sería el circuito cuando L1 se convierta en un circuito abierto?
En el análisis de CA x = Vout solo en frecuencias infinitas. A veces hacemos la aproximación de que C1 actúa como un cortocircuito, pero esto no es rigurosamente cierto. A veces es posible que desee estudiar el efecto de C1 en la respuesta de frecuencia. Pero tiene razón, en este caso, como está redactada la pregunta, no es importante distinguirlos.
¿Por qué hay una conexión entre la mitad de NMOS y el nodo de tierra, y cómo podemos conectar la parte media externa de NMOS de todos modos? Finalmente, tampoco entendí la parte "limitante" de la pregunta
Un MOSFET es un dispositivo de 4 terminales. En el MOSFET discreto, por lo general, el 4to terminal, llamado "bulk" o "substrato", está conectado al terminal de origen internamente, por lo que usted ve el MOSFET como un dispositivo de 3 terminales, por lo que la respuesta a cómo conectamos la parte media externa es que no lo hacemos. t - los fabricantes lo hacen por nosotros.
Alternativamente, si está en una tecnología IC, entonces TIENE control sobre esto, pero la mayoría de los procesos son los que se conocen como procesos NWELL y tendrán el sustrato conectado a tierra para un dispositivo NMOS sin importar qué.
El inductor suministra voltaje de CC al circuito, pero es un circuito abierto a la frecuencia de interés y, por lo tanto, no absorbe ninguna potencia de señal. También duplica el cambio de voltaje de salida pico a pico, por lo que si Vdd es 10V, X puede pasar de 0V a 20V (siendo 10V el punto medio).
¿Cómo hace esto? En la condición de reposo (sin entrada de señal), X es 10 V y el FET está generando una corriente de reposo. Cuando la onda sinusoidal de entrada se vuelve positiva, el FET consume más corriente. Esta corriente creciente también pasa por L1, lo que produce un voltaje opuesto que disminuye el voltaje en X. El voltaje puede continuar disminuyendo hasta que llegue a cero, momento en el que el FET no puede bajar más. Por lo tanto, el semiciclo negativo de la onda de salida puede alcanzar -10V.
Cuando la onda de entrada se vuelve negativa, el FET consume menos corriente, lo que hace que el inductor produzca una tensión opuesta que agrega a la tensión de alimentación. El voltaje en X luego va arriba Vdd, y puede seguir aumentando hasta que el FET no esté tomando corriente. En este punto, X es el doble del voltaje de suministro y el pico positivo de la salida es de + 10V.
(Tenga en cuenta que esto solo se aplica cuando el amplificador funciona en la clase A, con la energía de absorción de carga que se almacenó en el inductor. Si se elimina la carga o se sobrepasa el FET, entonces el voltaje en X podría aumentar mucho. superior a 20V.)
Ahora que conoce el voltaje pico a pico en RL, puede calcular la potencia en él. Dado que el amplificador está operando en clase A (y suponiendo una distorsión cero), la corriente en M1 oscila entre cero y el doble de la corriente de carga máxima, y la corriente promedio extraída de la fuente de alimentación es la misma que la corriente de carga máxima. Sabiendo esto, puede calcular la potencia extraída de la fuente y la eficiencia del circuito.