Finden Sie den Gewinn in Mosfet

Ich versuche, den Gewinn für vd/vi und vs/vi zu finden. Mein erster Versuch, vd in Bezug auf vdd, Rd und Id zu finden. Was ich erhielt, war: Vd=Vdd-(RdId) Ich versuchte dasselbe mit Vs und bekam: Vs=(RsId)-Vss

Mein Problem ist, wie beziehe ich sie auf die Gate-Spannung, vi? Etwas sagt mir, dass ich das falsch gemacht habe (das Setup), da ich denke, dass Id hier keinen Zweck hat.

Hinweis: Das Problem sagt mir nicht, in welchem ​​​​Bereich des Diagramms sich der MOSFET befindet, und gibt mir keine numerischen Werte.

Danke für die Hilfe!

MOSFET

Sie müssen verstehen, was Verstärkung in solchen Verstärkern auf Transistor- / Mosfet-Basis bedeutet. Solche Schaltungen haben keine sogenannte Großsignalverstärkung. Sie haben kleine Signalverstärkungen in Bezug auf kleine Signalparameter. Sie haben den Wert von Vs berechnet, wenn Vi = 0 ist. Das ist richtig, sagt Ihnen aber nicht, dass Sie gewinnen sollen, sondern den Arbeitspunkt. Zeichnen Sie im weiteren Verlauf das Kleinsignalmodell, extrahieren Sie die Kleinsignalparameter und bestimmen Sie die Verstärkungsformel.
Mosfet-Verstärker sind fast immer im Sättigungsbereich vorgespannt. Eine gute Wette wäre also anzunehmen, dass der Mosfet gesättigt ist.
suchen Sie nach dem Wert von G M
Wenn ich dies also in ein kleines Signal umwandeln würde, wäre vgs gleich vi-Vs (das, das ich oben gefunden habe)?

Antworten (2)

Sie könnten den Ausdruck für Vout vs. Vin plotten oder schreiben und dann die Ableitung davon nehmen, um die große Signalverstärkung zu erhalten A v = D v Ö u T D v ich N Das Simulationsergebnis lautet:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Für R D = 1 k Ω , R S = 100 Ω , v D D = 10 v , v S S = − 10 v

Und beachten Sie, dass die maximale Verstärkung gleich ist R D R S ≈ 10

Und das ist kein Zufall.

Oder Sie können eine Kleinsignalanalyse durchführen und nach der Verstärkung auflösen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aus der Inspektion können wir schreiben:

v ICH N = v G S + ICH D ∗ R S

Und weil ICH D = G M v G S

Wir haben

v ICH N = v G S + G M v G S ∗ R S = v G S ( 1 + G M R S )

Die Ausgangsspannung kann auch durch Inspektion ermittelt werden

v Ö U T = − ICH D ∗ R D

Dieses Minuszeichen kommt daher, dass die ICH D In unserer Kleinsignal-Ersatzschaltung fließt Strom von GND in den Drain-Anschluss.

In Wirklichkeit informiert uns dieses Minuszeichen nur darüber, dass die Ausgangsspannung unseres Verstärkers in Bezug auf die Eingangsspannung um 180 ° phasenverschoben ist.

Etwaige Erhöhungen in v ich N wird steigen ICH D Strom auch die Spannung über R D nimmt also auch zu v D Spannungsabfälle aufgrund eines großen Spannungsabfalls über R D Widerstand, v D = v D D − ICH D ∗ R D

Daher ist die Spannungsverstärkung gleich:

v Ö U T v ICH N = − G M v G S R D v G S ( 1 + G M R S ) = − G M R D 1 + G M R S = − R D 1 G M + R S

Vielen Dank! Einige Fragen. 1. Nehmen wir an, wir bewegen vout, um bei Vs zu sein. Was wird aus vout. Ist es wie meine obige Gleichung für Vs, nur dass Vss 0 wird?
@ JohnG. Aus "Großsignal"-Perspektive v S = v ich N − v G S . Und aus der "Kleinsignal"-Perspektive werden wir haben v S = ICH D ∗ R S = G M v G S ∗ R S also ist die Spannungsverstärkung ??
Und ja, bei "Kleinsignal" werden alle Gleichspannungsquellen kurzgeschlossen. Und deshalb wird VSS zu 0 V (Masse).

MOSFETs (erweitert) werden wie folgt bewertet;

G F S = 3 S (S=Siemens = 1/Ohm=A/V)

G F S = Vorwärtstranskonduktanz v D S = 15 V, ICH D =1,5 A 3 S (1)

  1. Gepulst: Impulsdauer = 300 µs, Tastverhältnis 1,5 %

Wählen Sie daraus ein Source-Follower-Design (Einheitsverstärkung) oder ein Common-Source-Design mit Drain-Last oder Drain/(Rsource+RdsOn) Impedanzverhältnis für kleine Signalverhältnisverstärkung.

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