12.20
transistors
Consider a MOSFET transistor amplifier circuit operating in its active region to provide linear amplification.
The total instantaneous gate-to-source voltage, which combines the DC voltage and the input signal, results in an instantaneous drain current comprising three distinct components.
The first component represents the DC bias current, while the second is directly proportional to the input signal. The third component, proportional to the input signal's square, contributes to nonlinear distortion.
This nonlinear distortion can be mitigated by keeping the input signal's magnitude small.
Under the small-signal condition, the last term in the instantaneous drain current expression can be neglected.
The ratio of the output signal drain current to the gate-source signal voltage is defined as the MOSFET transconductance, which is determined by the slope of the characteristic curve at the bias point.
The signal component of the drain voltage can be represented using the transconductance.
As a result, the voltage gain equals the negative product of the transconductance and the load resistance. The negative sign indicates a 180° phase shift between the amplified and input signals.
Bij kleinsignaalanalyse fungeert een MOSFET-transistorversterker als een lineaire versterker wanneer deze in zijn verzadigingsgebied werkt. De gate-to-source-spanning (V_GS) van de MOSFET is de som van de DC-voorspanning en het kleine tijdsvariërende ingangssignaal. Deze combinatie stelt het werkpunt in en moduleert de afvoerstroom (I_D) die van de afvoer naar de bron vloeit. Wanneer een klein AC-signaal wordt gesuperponeerd op de DC-voorspanning aan de poort, bestaat de momentane afvoerstroom uit drie delen:
De DC-voorspanningsstroom (I_D0) is de ruststroom zonder toegepast signaal.
Voor versterkingsdoeleinden wordt rekening gehouden met een component die lineair varieert met het ingangssignaal.
Een niet-lineaire component is een functie van het kwadraat van het ingangssignaal en leidt tot vervorming in de versterkte uitgang.
Voor kleine signalen, waarbij de amplitude van de AC-component van V_GS voldoende klein is, wordt de niet-lineaire component van de afvoerstroom (die termen bevat die evenredig zijn met het kwadraat van het ingangssignaal) verwaarloosbaar. Door deze niet-lineaire termen te negeren, kan het gedrag van de MOSFET lineair worden benaderd, waardoor de analyse aanzienlijk wordt vereenvoudigd.
De transconductantie (g_m) van de MOSFET vertegenwoordigt de snelheid waarmee de afvoerstroom verandert als reactie op veranderingen in V_GS, geëvalueerd op het voorspanningspunt en wordt gedefinieerd door:
Waarbij V_GS0 de DC-voorspanning is.
In het lineaire werkingsgebied wordt de uitgangsstroom met klein signaal (i_d) gegeven door:
Waar vgs de kleinsignaalcomponent van V_GS is, wordt de spanningsversterking (A_v) van de versterker gegeven door:
Waar R_L de belastingsweerstand is die is verbonden met de afvoer, geeft het negatieve teken in de spanningsversterkingsvergelijking aan dat het uitgangssignaal wordt omgekeerd ten opzichte van het ingangssignaal.
Consider a MOSFET transistor amplifier circuit operating in its active region to provide linear amplification.
The total instantaneous gate-to-source voltage, which combines the DC voltage and the input signal, results in an instantaneous drain current comprising three distinct components.
The first component represents the DC bias current, while the second is directly proportional to the input signal. The third component, proportional to the input signal's square, contributes to nonlinear distortion.
This nonlinear distortion can be mitigated by keeping the input signal's magnitude small.
Under the small-signal condition, the last term in the instantaneous drain current expression can be neglected.
The ratio of the output signal drain current to the gate-source signal voltage is defined as the MOSFET transconductance, which is determined by the slope of the characteristic curve at the bias point.
The signal component of the drain voltage can be represented using the transconductance.
As a result, the voltage gain equals the negative product of the transconductance and the load resistance. The negative sign indicates a 180° phase shift between the amplified and input signals.
From Chapter 12:
Now Playing
12.20 : transistors
Transistors
1.5K Views
12.1 : bipolaire junctietransistor
Transistors
2.0K Views
12.2 : Configuraties van BJT
Transistors
1.6K Views
12.3 : Werkingsprincipe van BJT
Transistors
2.0K Views
12.4 : Kenmerken van BJT
Transistors
1.8K Views
12.5 : werkingsmodi van BJT
Transistors
2.3K Views
12.6 : Frequentierespons van BJT
Transistors
1.7K Views
12.7 : grensfrequentie van BJT
Transistors
1.6K Views
12.8 : wisselen van BJT's
Transistors
1.1K Views
12.9 : BJT-versterkers
Transistors
1.4K Views
12.10 : kleine signaalanalyse van BJT-versterkers
Transistors
2.1K Views
12.11 : veldeffecttransistor
Transistors
2.0K Views
12.12 : Kenmerken van JFET
Transistors
1.9K Views
12.13 : Biasing van FET's
Transistors
1.1K Views
12.14 : MOS-condensator
Transistors
2.0K Views
See More