¿Cuál es la desventaja de usar mosfet en la etapa de entrada?

En este circuito se utiliza el NMOS para conseguir una alta impedancia de entrada .

La puerta de un transistor MOS se comporta como un (pequeño) condensador, no requiere corriente continua.

Tenga en cuenta que aquí la puerta está polarizada en CC a 0 voltios. Algo de corriente CC debe 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 NMOS de tipo de agotamiento (normalmente apagado), de lo contrario, no fluiría corriente y el amplificador no funcionaría.

Aunque el esquema sugiere que M1 es un MOSFET, un JFET (que también lo son normalmente) también funcionaría.

En mi opinión, el MOSFET no es realmente necesario.

También puede hacer una entrada de alta impedancia similar usando BJT, aunque el circuito tendría que ser ligeramente diferente. Muchos amplificadores operacionales tienen entradas de alta impedancia (alrededor de 1 M ohm) que usan BJT. Una solución es utilizar una configuración de Darlington .

Pero usted preguntó acerca de los pros y los contras:

Ventajas de usar la entrada MOS:

alta impedancia de entrada

circuito sencillo

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 NMOS en modo de agotamiento ya que se usan muy raramente. 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 observa detenidamente, la fuente tiene una resistencia en serie de 10k. El MOS tiene una impedancia de entrada muy alta a baja frecuencia. Digamos que son 10M ohmios. Ahora, la impedancia que se ve en la puerta de MOS es 1M||10M, que es aproximadamente 1M. Ahora la señal que llega a la puerta de MOS se atenúa por un factor de$\frac{1M}{1M+10k}=1$. Esto significa que la señal llega sin atenuación.

Sin embargo, si hubiera 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 por un$\beta$de 100 y$g_m$de 0.04,$r_{\pi}$se habría calculado en 2,5 k ohmios. Despreciando la resistencia de 1M ohms y asociando una resistencia de 1k ohms 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 por un factor de$\frac{0.7k}{10k+0.7k}=0.07$. Entonces, la señal se pierde por completo y reduce efectivamente la ganancia del circuito general. Así que no veo ningún inconveniente en usar un MOS sobre BJT.

Sin embargo, para las próximas etapas, puede usar BJT ya que no tiene este problema allí. Como 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.

Además, todavía 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, debe pagar una reducción adicional en la ganancia. También hay muchas compensaciones que deberá considerar al agregar una resistencia en serie.