Ejercicio 5.8 Hambley (Amplificacion, FET, fuente comun)

Solapas principales

Solucion:

\begin{displaymath}R_{1}=3\,M\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R_{2}=1\,M\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}V_{DD}=20\,V\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R_{D}=4.7\,k\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R_{S}=2.7\,k\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R=100\,k\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}KP=50\,\frac{\mu A}{V^2}\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}V_{to}=2\,V\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}\lambda=0\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}L=10\,\mu m\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}W=400\,\mu m\end{displaymath}


Vamos a calcular el equivalente en pequeña señal del amplificador.

 

\begin{displaymath}g_{m}=2\,\sqrt{K\,I_{DQ}}\end{displaymath}

 

La $r_{d}$ se supone circuito abierto porque las lineas en Vds-Id son horizontales ya que $\lambda=0$

Tenemos que calcular el punto de trabajo en continua.

 

\begin{displaymath}V_{G}=V_{DD}\,\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{20\cdot 1\,10^6}{1\,10^6+3\,10^6}=5\,V\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R_{G}=\frac{R_{1}\,R_{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{1\,10^6\cdot 3\,10^6}{4\,10^6}=0.75\,M\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}I_{D}=K\,(V_{GS}-V_{to})^2\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}K=\frac{KP\,W}{2\,L}=\frac{50\,10^{-6}\cdot 400}{2\,10}=0.001\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}V_{S}=R_{S}\,I_{D}=2.7\,10^3\cdot I_{D}\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}V_{GS}=V_{G}-V_{S}=5-V_{S}=5-2.7\,10^3\cdot I_{D}\end{displaymath}


 


 

\begin{displaymath}9-17.2\,10^3\cdot I_{D}+7.29\,10^6=0\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}I_{D_{1}}=1.57\,mA\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}I_{D_{2}}=783.31\,\mu A\end{displaymath}


 

Cogeremos la segunda, es la mas logica el punto de trabajo esta mas centrado.

 

\begin{displaymath}K=\frac{KP\cdot W}{2\,L}=0.001\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}g_{m}=2\,\sqrt{0.001\cdot 783.31\,10^{-6}}=1.77\,mS\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R'_{L}=R_{D}=4.7\,k\Omega\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}A_{v}=-(g_{m}\,R'_{L})=-8.32\end{displaymath}


 

 

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