el transistor mosfet curvas … transistor mosfet curvas caracterÍsticas de un mosfet canal n de...

ELTRANSISTORMOSFETCURVASCARACTERÍSTICASDEUN

MOSFETCANALNDEENRIQUECIMIENTO

FORMADEPRESENTACIÓNDELASECUACIONESDELMOSFETDEENRIQUECIMIENTO

SedefineParalaregióntriodo(zonaohmica)VGS>VtVDS<VGS-VtVGD>Vt

ParalaregióndesaturaciónVGS≥VtVDS≥VGS-VtVGD<Vt

CARACTERÍSTICADETRANSFERENCIAIDVS.VGSDELMOSFETDEENRIQUECIMIENTO

DelaecuaciónenlazonadesaturaciónpuederealizarselagráficadelacorrienteiDvs.elvoltajevGSenellímiteentrelasregiones.

EnlaregióndesaturaciónelMOSFETsecomportacomounafuentedecorrientecuyovalorestácontroladoporvGS.

CARCTERÍSTICASCOMPLETASDELMOSFETTIPONDEENRIQUECIMIENTO

ElMOSFETsecomportacomounafuentedecorrientecuyovalorestácontroladoporvGS

RESISTENCIAENLAREGIÓNDESATURACIÓN*Enlapráctica,alaumentarvDSseveafectadoelpuntodepinch-off.Lalongituddelcanalsereduce(modulacióndelalongituddelcanal).*LacorrienteiDesinver-samenteproporcionalalalongituddelcanalyaumenta.

λ esunparámetroquedepen-dedelatecnologíautilizadayesinversamenteproporcionalalalongituddelcanal.

CARACTERÍSTICASREALESDESALIDADEUNMOSFETTIPOENRIQUECIMIENTOCONSIDERANDOLAMODULACIÓNDELCANAL

EXTRAPOLACIÓNDELASCURVASCARACTERÍSTICASDELMOSFETLainterseccióndelaextrapolacióndelascurvasocurreenVA=1/λ.Laresistenciadesalidaes

SÍMBOLOSCIRCUITALES

ParaelNMOSdeenriquecimiento(MOSTETcanalN)ParaelPMOSdeenriquecimiento(MOSTETcanalP)

POLARIZACIÓN:RECTADECARGA

CARACTERÍSTICADETRANFERENCIA.GRANSEÑAL

ELMOSFETCOMOAMPLIFICADOR

Ensaturación:CorrienteDC(polarización)

AlaplicarlafuenteAC:

Sivgssemantienelosuficientementepequeño,sepuedentomarencuentasololosdosprimerostérminos.Encasocontrario:distorsión

Entonces:

Otrasexpresionesparagm

Sustituyendoenlaexpresióndegm

Unaterceraexpresión:

Gananciadevoltaje

MODELOEQUIVALENTEDEPEQUEÑASEÑAL

AMPLIFICADORSOURCECOMÚN

EnDC:PuntodeoperaciónQEnAC:Gananciadevoltaje,gananciadecorriente,impedanciadeentradaeimpedanciadesalida.

EjerciciodeAmplificadorSourceComúnVth=1,5Vk'(W/L)=0,25mA/V2,VA=50V

Puntodeoperación.SuponemosqueelMOSFETestáensaturación

ComolacorrientedeGateesceronohaycaídadevoltajeenRG,porlotantoVD=VG.ElvoltajedeSourceescero.EntoncesVGS=VG=VD

Resolviendo

Cálculodelosparámetros

Resolucióndelaecuacióndesegundogrado

*Circuitodepequeñaseñal

CálculodeAV

ParaRGconvalorelevado(enestecasoRG=10MΩ)Eslasolucióndellibro

¿Esaceptablelaaproximación?Esaceptable.SiRGtieneunvalorelevado,puededespreciarseestaresistenciaenloscálculosdelagananciadevoltaje.

ResistenciadeentradaRin=vi/ii

Deotraforma:

Resistenciadesalida

Ro=Vp/Ipvgs=0Ro=RD//ro=47//10=8,25kΩ

*GananciadecorrienteEsmuyelevada

CONCLUSIONESSOBREELAMPLIFICADORSOURCECOMÚN

*LagananciadelamplificadorSourceComúnesrelativamenteelevada,ylaseñaldesalidapresentaundesfasajede180ºconrespectoaladeentrada,segúnindicaelsignonegativoqueseobtieneenlarelacióndeAV.*Laimpedanciadeentradadependedelasresistenciasdelpolarización,porloqueseseleccionanvaloreselevados,delordendelasunidadesodecenasdeMΩ,paraobtenerlaresistenciadeentradamasaltaposible.*LaimpedanciadesalidadependedelaresistenciadeDrain,locualhacequepresenteunvalorrelativamentealto.

ELAMPLIFICADORSOURCECOMÚNCONRESISTENCIADESOURCE

EJEMPLODEAMPLIFICADORSOURCECOMÚNCONRESISTENCIADESOURCE

Para el siguiente amplificador, determine la ganancia de voltaje, lagananciadecorriente,laresistenciadeentradaylaresistenciadesalida.

AnálisisdelcircuitoGate-Source

Resolucióndelaecuación

Puntodeoperación:ID=1mA,VDS=3V,VGS=2V

Modelodepequeñaseñal

Cálculodelparámetrogm

Gananciadevoltaje

Gananciadecorriente

Resistenciadeentrada:PorinspecciónResistenciadesalida:Sivgs=0resulta

AMPLIFICADORDRAINCOMÚN

*Circuitoequivalenteconelmodeloπincluyendoro

*GananciadevoltajeSedefineRp=RC//RL//r

Esmenorque1

Lasalidaestáenfaseconlaentrada

ResistenciadeentradaResistenciadesalidaVp=-vgs

Ro=Rs//ro//(1/gm)

Gananciadecorriente

Dependedelvalordelasresistenciasdepolarización

AMPLIFICADORGATECOMÚN

LaresistenciaRGevitalaacumulacióndecargaestáticaenGate,yelcondensadorCGaseguraqueGateestéatierraparaelanálisisdepequeñaseñal.Hayquecalcularelpuntodeoperaciónylosparámetrosdelmodelodepequeñaseñal.

MODELODEPEQUEÑASEÑALConmodeloπronosevaatomarencuenta

*Delmodeloπsimplificado:

*Gananciadevoltaje:

GananciadecorrienteEsmenorque1

Resistenciadeentrada

Estaconfiguracióntieneunabajaresistenciadeentrada.

*Resistenciadesalida