Wzmacniacz OD na NMOSFET. Schemat, zasada działania, opis elementów.

Witam
potrzebuje informacji na temat wzmacniacza OD na tranzystorze NMOSFET z kanałem wbudowanym, czestotliwosc dolna pasma przenoszenia fd=20Hz,Rwe(min)=100kΩ, Rwy(max)=10Ω

bylbym wdzieczny za kazdy schemat i zasade dzialania a takze w miare mozliwosci opis kazdego elementu zastosowanego w ukladzie.

pozdrawiam

Co cały wzmacniacz ma być na Nmosfetach

wzmacniacz o ktorym mowa to wzmacniacz napiecia i jest on na jednym tranzystorze nmosfet.

w literaturze znalazlem schemat ideowy - niestety na tranzystorze mosfet z kanalem zubozanym typu P.

po przerobieniu ukladu na moj tranzystor (kanal wbudowany typu N) wyglada on nastepujaco :



prosze o podpowiedz z polaryzacją zasilania i z zastosowaniem tych elementow (dlaczego takie i jaką mają miec wartosc)

Po pierwsze napisz dokładnie co to ma być za układ, wtórnik źródłowy?? I jaki tranzystor bo ja nie wiem jaki to jest ten ze wbudowanym kanałem czy to jest to samo co za wzbogaconym kanałem bo w sumie to tylko taki się produkuje MOSFET.

dokladnie ma to byc wtórnik źródłowy.
z wbudowanym kanalem czyli normalnie otwarty czyli kanal zubażany

Ach to wszystko już jasne. Choć tranzystory MOSFET z zubożonym kanałem są bardzo rzadko stosowane, ja nawet nie znam żadnego modelu wiem tylko że w układach radiowych stosuje się tranzystory MOSFET dwu bramkowe właśnie ze zubożonym kanałem.
Ale do rzeczy, ten układ zachowuje się tak samo jak na tranzystorze typu JFET (złączowy).
Wiec RG powinna mieć wartości taką jaką chcesz mieć rezystancje wejściową.
Rezystor Rs ustala prąd drenu jaki płyn w spoczynku. Wzór na prąd Id jest taki sam jak dla FET’A

Rwy= równolegle połączonej Rs i 1/gm Rwy=Rs||1/gm
Gdzie gm to oczywiście transkonduktancja
Więc żeby uzyskać Rwe równą 10 to Gm musi wynosić 1/10 gm=1/10=0.1S
Wzór na gm dołączam.
Nie wiem co więcej można na ten temat napisać może tyle ze układ działa prawie tak samo jak wtórnik emiterowy(WK). Ma tylko większa Rwe ale ma za to trochę większą Rwy i wzmocnienie też odbiega trochę od jedności w porównaniu z WK.

hmm dziekuje za to ogromnie ale mam pytanie: a gdyby wzmacniacz byl na tranzystorze wzbogacanym? czy wtedy wzory bedą takie same? zmieni sie tylko polaryzacja tranzystora? prosze o informacje rownież na ten temat.pozdrawiam

Schemat będzie wyglądał tak.
Wzór na prąd Id i na gm są inne.
Współczynnik K obliczamy ze wzoru, dla konkretnego tranzystora musimy wiedze jaki płynie prąd Id dla danego napięcia Ugs
I tak dla tranzystora BS170 do obliczenia współczynnika K skorzystamy z katalogu
http://www.vishay.com/docs/70226/70226.pdf
W katalogu na stronie 4 na wykresie
Transfer Characteristics możemy odczytać ze dla Ugs=4V płynie prąd około Id=0.25A A napięcie UGS(th) wynosi typowo 2V i teraz obliczamy współczynnik
K=0.25/(4-2)^2=62.5m i tą wartość wstawiamy do wzoru na Id.
Co się tyczy Rwe i Rwy to
Rwe wyniesie teraz Rwe=Rg1||Rg2
Rwy jest taka sama Rwy=Rs||1/gm

witam po dlugiej przerwie niestety nie mialem wczesniej czasu zajac sie tym projektem (nawał spraw) ale teraz do niego wracam.
Rg1 i Rg2 wedlug wzoru wyszly mi po 200kΩ
Rwy wlasnie obliczam podam w nastepnym poscie.

dlaczego akurat tranzystor bs170?

Taki akurat wybrałem do przykładu tranzystor.

mam maly klopot z dobraniem RS. moge prosic o pomoc?
poza tym pojemnosci wyszly mi z wzoru :

f=1/2ΠRC
przekształcając go dla pojemnosci otrzymujemy :

C=1/2ΠRf
(f=20Hz = dolne pasmo przenoszenia)

co daje dla C1 (Rwe=100kΩ) 79,6nF
dla C2 (Rwy=10Ω) 796µF

Widzę że w ogóle nie rozumiesz jak dobiera się elementy.
Załóżmy na przykład że mamy tranzystor MOSFET o K=55m i Vth=2V.
Żeby Rwy była równa 10 gm musi być równe około 0.1
A to oznacza że minimalny prąd płynący przez tranzystor musi wynosić
$$Id=(\frac{gm^2 }{K})*0.25=45mA$$
Minimalny prąd płynący przez tranzystor musi wynosić 45mA aby Rwe=10
Ustawiamy napięci na źródle by wyniosło połowę napięcia zasilania czyli dla Uzas=12V
Napięcie na źródle ustawimy jako 6V czyli Rs=6V/45mA=130
Napięcie Ugs dla prądu Id=45mA obliczamy z wzoru
$$Ugs=Uth+\sqr{\frac{Id }{K}}=2.9V$$
Wiec napięcie na bramce ma wynosić Ug=2.9+6=8.9V
I teraz tak trzeba dobrać Rg1 i Rg2 aby napięcie na Ug było równe 8.9V
Czyli np. Rg1=130K Rg2=390K i teraz kondensatory
C1 większa niż 82nF i C2 większa niż 910uF

Można by było obliczyć jeszcze punkt pracy tego tranzystora dla tych elementów.
Żeby to zrobić trzeba rozwiązać takie oto równanie kwadratowe
$$Id=K(Ugs-Uth)^2=\frac{Ug-Ugs}{Rs}$$
Gdzie
Ug = napięcie na bramce, u nas 9V
Ut=Uth(napięcie odcięcia kanału) u nas równe 2V

A rozwiązaniem tego równani kwadratowego jest to
$$(K*Rs)Ugs^2-(2K*Rs*Uth-1)Ugs+(K*RsUth^2-Ug)=0$$

i teraz liczymy deltę i x1 i x2 i wartość większa niż Uth ma sens fizyczny czyli jest naszym rozwiązania w naszym przypadku x2=2.92V

Można tez skorzystać z iteracji do obliczenia Id co w tym wypadku będzie znacznie szybciej
I już w trzeciej iteracji otrzymujemy Id=46.78mA. A prąd Id obliczony z równania kwadratowego wynosi 46.75mA
I jesz raz liczyć wszystkie parametr robocze szczególnie Rwy, ale już teraz widać ze Rwy biedzi miesza niż nam wyszło bo prąd jest trochę większy (Rwy=9.16)


i to już koniec obliczeń

Aha i te wzory których użyłem są po prostu przekształconymi wzorami co ci podałem (wzor0.2.JPG) dotyczącej MOSFET (wzbogacany).
Te wzory mogą różnic się szczegółami od tych co masz w książce ale one są po prawne bo tu jest trochę inaczej definiowany współczynnik K. I trzeba się tej definicji trzymać co tu podałem żeby nie było nieporozumień.

Polecałbym przeczytać podstawy pracy tranzystorów na : http://www.edw.com.pl/index.php?module=Conten...nc=display&btitle=CE&mid=&ceid=60#K2poznajemy
Zwłaszcza artykuły 21-23 Tranzystory MOSFET przytaczam poniżej bezp linki do ych trzech artykułow:

http://www.edw.com.pl/pdf/k01/53_11.pdf

http://www.edw.com.pl/pdf/k01/54_07.pdf

http://www.edw.com.pl/pdf/k01/55_08.pdf

Ale warto poświęcić 2 dni i przeczytać cały cykl pnad 20 artkułów

pozdrawiam