AMPLIFICADORES MOSFET EN FUENTE
COMUN
Melissa Montero Bonilla
Pedro Alpízar Salas
Ricardo Montero Ruiz
Marco Madrigal Solano
INFORMACION GENERAL
• También conocido como amplificador
de fuente a tierra.
• Es una de las configuraciones más
utilizadas.
• Se garantiza una tierra de señal o tierra
de ac mediante un condensador de
desvío o derivación para señales
pequeñas.
• A menor frecuencia, menos efectivo es
el condensador de derivación.
INFORMACION GENERAL
• Se aproxima que el condensador de
desvió es un corto circuito para la señal
de ac.
• La polarización en CD del MOSFET se
mantiene constante mediante el uso de
condensadores de acople.
• Debe escogerse un valor de
capacitancia tal que permita el paso
de todas las frecuencias de señal de
interés.
INFORMACION GENERAL
• La carga puede tratarse de un resistor de
carga real o la entrada a otro amplificador.
• Para el análisis se utiliza el modelo de
pequeña señal.
• El amplificador es unilateral por lo que:
R ent  R i
R sal  R o
CIRCUITO BASICO
Condensadores de acople
Condensador
de desvío
• Normalmente las capacitancias utilizadas
son del orden de  F
OTROS DISEÑOS DEL AMPLIFICADOR CS.
V GS  V DS
V GS 
RG
RG  R F
V DS
• La implementación de RF le proporciona
mayor estabilidad al circuito ante
cambios en ID.
CARACTERÍSTICAS DE SALIDA
• Mediante RF se puede apartar el punto
de operación del borde de la región de
saturación.
ANALISIS EN PEQUEÑA SEÑAL
• Como es conocido el MOSFET es una fuente de
corriente controlada por voltaje esta fuente
entrega en razón de la transconductancia
• Circuito podría ser cambiado, remplazando
únicamente el transistor por esta fuente
dependiente de corriente, esta fuente de
corriente trae con ella una resistencia alta r0 en
paralelo
ANALISIS EN PEQUEÑA SEÑAL
• Del modelo se puede observar que la
ganancia de voltaje esta dado por
Av   g m r0 || R D 
• Pero debido a que esto es solo para
un voltaje en circuito abierto, pero si
se muestra con resistencia de carga el
cual es:
Av   g m r0 || R D || R L 
• Y su ganancia general estará dada
por: G   R
g  r || R || R 
G
v
R G  R señal
m
0
D
L
ANALISIS EN PEQUEÑA SEÑAL
• Como se muestra a continuación el circuito
se puede ver como:
• Ya analizando el circuito en el modelo de
pequeña señal del MOSFET con esto se
desprenden las siguientes ecuaciones:
ig = 0
Rent =RG
EJEMPLO
Tomado del libro Circuitos Microelectrónicos
(Ejercicios 4.30)
EJEMPLO
Considere el circuito de
la figura para el caso en
que :
• VDD=VSS=10V
• I=0.5mA
• RG=4,7MΩ
• RD=15kΩ
• Vt=1,5V
• k'n(W/L)=1mA/V².
Encuentre Vov, VGS,VG
y VD. Además calcule
los valores de gm y ro,
cuando VA=75V.
SOLUCIÓN
• ID es igual a la
corriente
indicada
por la fuente de
corriente.
• La corriente gate es
cero, por tanto no
habrá
caída
de
tensión en RG
ID=I 
IG=0A

SOLUCIÓN

Para obtener VoV:
I

D
1
k'n(W/L)V
ov
2
V
V
ov
V
ov
ov


2I
D
k'n(W/L)
2 ( 0 . 5 mA )
(1 mAV
 1V
2
)
SOLUCIÓN
• Para obtener VGS:
V ov  V GS  Vt
 V GS  V ov  V t
 V GS  1V  1 . 5V
 V GS  2 . 5V
• Como el voltaje en
gate es 0V, el voltaje
de
source
corresponde a
VGS
VGS=2.5V
VS=-2.5V
SOLUCIÓN
• Para obtener VD:
V D  V DD  R D I D
V D  10 V  15 k  ( 0 . 5 mA )
V D  2 . 5V
VD=2.5V
SOLUCIÓN
SOLUCIÓN
• Circuito equivalente
• Donde gm se
obtiene:
gm  k'n(W/L)V
2
ov
gm  1mA / V (1V )
gm  1mA / V
• Y la ro es:
ro 
ro 
VA
ID
75 V
0 . 5 mA
ro  150 k 
EJEMPLO
Tomado del libro Circuitos Microelectrónicos
(Ejercicios 4.32)
Ejercicio 4.32
Considerando un
amplificador CS
basado en el
ejemplo anterior,
se realiza dos
diferentes análisis
primero sin tomar
en cuenta a ro
Ejercicio 4.32
Del análisis anterior se
conoce que:
IG = 0 A
ID = I =0.5 mA
VOV = 1 V
VS = -2.5 V
Ejercicio 4.32
Además se calculó:
gm = 1 mA/V
r0 = 150 kΩ
De lo que pueden extraerse
los modelos propuestos
Ejercicio 4.32
Sin ro:
Dado que el circuito es unidireccional:
Su ganancia de voltaje en circuito abierto está dada
por:
Y su resistencia de salida se puede obtener:
Ejercicio 4.32
Con ro:
• Dado que el circuito es unidireccional:
• Su ganancia de voltaje en circuito abierto está dada
por:
• Y su resistencia de salida se puede obtener:
Ejercicio 4.32
Por último se solicita determinar la ganancia
general de voltaje, para el caso en que:
RSEÑAL=100kΩ
RL=15kΩ
Ejercicio 4.32
Tomando en cuenta la resistencia r0 y los valores
dados:
RSEÑAL = 100kΩ RL = 15kΩ
Se obtiene la ganancia general de voltaje:
Ejercicio 4.32
De esta forma si VSEÑAL es una senoide de 0.4
VPICO-PICO
La señal V0 que se obtiene en la salida es una
senoide de 2.8 Vpico-pico desfasada 180º y
superpuesta en un voltaje de +2.5 V de
drenaje de DC
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