Encuentre la ganancia en mosfet

Question

Encuentre la ganancia en mosfet

juan g

Estoy tratando de encontrar la ganancia para vd/vi y vs/vi. Mi intento inicial de encontrar vd en términos de vdd, Rd e Id. Lo que obtuve fue: Vd=Vdd-(RdId) Intenté lo mismo con Vs y obtuve: Vs=(RsId)-Vss

Mi problema es ¿cómo los relaciono con el voltaje de la puerta, vi? Algo me dice que hice esto mal (la configuración) porque creo que Id no tiene ningún propósito aquí.

Nota: El problema no me dice en qué región del gráfico está el MOSFET y no me da valores numéricos.

¡Gracias por la ayuda!

mamá

Debe comprender qué significa ganancia en tales amplificadores basados en transistores / mosfet. Dichos circuitos no tienen lo que se denomina gran ganancia de señal. Tienen ganancias de señal pequeñas relacionadas con parámetros de señal pequeños. Has calculado el valor de Vs cuando Vi = 0. Eso es correcto pero no te dice que ganes, sino el punto de operación. Para continuar, dibuje el modelo de señal pequeña, extraiga los parámetros de señal pequeña y determine la fórmula de ganancia.

mamá

Los amplificadores Mosfet casi siempre están sesgados en la región de saturación. Entonces, una buena apuesta sería asumir que el mosfet está saturado.

Tony Estuardo EE75

buscar el valor de

g_{m}

$g_m$

juan g

Entonces, si convierto esto en una señal pequeña, ¿sería vgs igual a vi-Vs (la que encontré arriba)?

Respuestas (2)

Encuentre la ganancia en mosfet

Debe comprender qué significa ganancia en tales amplificadores basados en transistores / mosfet. Dichos circuitos no tienen lo que se denomina gran ganancia de señal. Tienen ganancias de señal pequeñas relacionadas con parámetros de señal pequeños. Has calculado el valor de Vs cuando Vi = 0. Eso es correcto pero no te dice que ganes, sino el punto de operación. Para continuar, dibuje el modelo de señal pequeña, extraiga los parámetros de señal pequeña y determine la fórmula de ganancia.
Los amplificadores Mosfet casi siempre están sesgados en la región de saturación. Entonces, una buena apuesta sería asumir que el mosfet está saturado.
Entonces, si convierto esto en una señal pequeña, ¿sería vgs igual a vi-Vs (la que encontré arriba)?

G36 · Answer 1

Puede trazar o escribir la expresión para Vout vs Vin y luego tomar la derivada para obtener la gran ganancia de señal $A_V= \frac{dVout}{dVin}$ El resultado de la simulación es:

Para $R_D=1k\Omega$ , $R_S=100\Omega$ , $V_{DD}=10V$ , $V_{SS}=-10V$

Y observe que la ganancia máxima es igual a $\frac{R_D}{R_S} \approx 10$

Y esto no es lo coincidente.

O puede hacer un análisis de señal pequeña y resolver la ganancia.

De la inspección podemos escribir:

V_{I norte} = V_{GRAMO S} + I_{D} * R_{S}

$V_{IN} = V_{GS}+I_D*R_S$

Y porqué $I_D = g_mV_{GS}$

Tenemos

V_{I norte} = V_{GRAMO S} + {gramo}_{metro} V_{GRAMO S} * R_{S} = V_{gramo s} (1 + {gramo}_{metro} R_{S})

$V_{IN} = V_{GS}+g_mV_{GS}*R_S = V_{gs}\left (1+g_mR_S \right )$

El voltaje de salida también se puede encontrar mediante inspección.

V_{O tu T} = - I_{D} * R_{D}

$V_{OUT} = -I_D*R_D$

Este signo menos proviene del hecho de que el $I_D$ la corriente fluye desde GND hacia el terminal de drenaje en nuestro circuito equivalente de pequeña señal.

En realidad, este signo menos solo nos informa que el voltaje de salida de nuestro amplificador está desfasado 180 ° con respecto al voltaje de entrada.

Cualquier aumento en $Vin$ incrementará $I_D$ corriente también, el voltaje a través $R_D$ también aumenta, por lo tanto $V_D$ caídas de voltaje debido a una gran caída de voltaje a través $R_D$ resistor, $V_d = V_{DD} - I_D*R_D$

Por lo tanto, la ganancia de voltaje es igual a:

\frac{V_{O tu T}}{V_{I norte}} = \frac{- {gramo}_{metro} V_{gramo s} R_{D}}{V_{gramo s} (1 + {gramo}_{metro} R_{S})} = - \frac{{gramo}_{metro} R_{D}}{1 + {gramo}_{metro} R_{S}} = - \frac{R_{D}}{\frac{1}{{gramo}_{metro}} + R_{S}}

$\frac{V_{OUT}}{V_{IN}}= \frac{-g_mV_{gs}R_D}{V_{gs}\left (1+g_mR_S \right )}= - \frac{g_mR_D}{1+g_mR_S} = - \frac{R_D}{\frac{1}{g_m} + R_S}$

¡Muchas gracias! Un par de preguntas. 1. Digamos que nos movemos para estar en Vs. ¿En qué se convierte Vout? ¿Es como mi ecuación para Vs anterior, solo que Vss se convierte en 0?
@JuanG. Desde la perspectiva de la "señal grande" $V_S = Vin-Vgs$ . Y desde la perspectiva de la "pequeña señal" tendremos $V_S = I_D*R_S=g_m V_{gs}*R_S$ entonces la ganancia de voltaje es ??
Y sí, para "pequeña señal", todas las fuentes de voltaje de CC se convierten en cortocircuitos. Y es por eso que VSS se convierte en 0V (tierra).

Tony Estuardo EE75 · Answer 2

Los MOSFET (mejorados) se clasifican de la siguiente manera;

$g_{fs} = 3 S$ (S=Siemens = 1/Ohmios=A/V)

$g_{fs}$ = Transconductancia directa $V_{DS}$ = 15 voltios, $I_{D}$ =1.5A 3S (1)

Pulsado: duración del pulso=300µs, ciclo de trabajo 1,5%

A partir de esto, usted elige un diseño de seguidor de fuente (ganancia unitaria) o un diseño de fuente común con carga de drenaje o relación de impedancia de drenaje/(Rsource+RdsOn) para una ganancia de relación de señal pequeña.

Encuentre la ganancia en mosfet

juan g

mamá

mamá

Tony Estuardo EE75

juan g

Respuestas (2)

G36

juan g

G36

G36

Tony Estuardo EE75

¿Calculé correctamente este circuito MOSFET?

Potencia Instantánea versus Potencia Media

¿Por qué la transconductancia de MOS no es cero incluso cuando la corriente de drenaje es constante?

¿Por qué debemos establecer la fuente de entrada igual a cero para calcular la resistencia de salida del amplificador de fuente común?

Encontrar las corrientes en este circuito

Modelado de inductancia en serie con drenaje de seguidor de fuente

Use un MOSFET para encender/apagar la fuente de alimentación para un microcontrolador de baja potencia

Prueba de tipo para espejo de corriente y efecto temprano (transistores Mosfet)

¿Qué tiene de malo el amplificador Mosfet my1943/5200? Soplado en la primera carrera

¿Estoy en el camino correcto para resolver este circuito RLC? (Necesita encontrar el voltaje en la resistencia)