electronica ganancia


PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
Escuela de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Eléctrica
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IEE2413 Electrónica



Tarea Nº 8



Integrantes :
1) Felipe Palma Catalán
N° alumno: 10635599
2) Sebastián Aranda Órdenes
N° alumno: 10200924
3) Rodrigo Goren Marín
N° alumno: 10636927

Profesor : Ángel Abusleme
Fecha :Viernes de Junio


USO DE TRANSISTOR MOSFET EN AMPLIFICADORES
Solución Pregunta 1
En clases vimos que existen fundamentalmente tres configuraciones que permiten implementar los MOSFETs como amplificadores. Éstas son amplificador de fuente común (CS), compuerta común (CG) y dren común (CD). La configuración que nosotros emplearemos será la de fuente común ya que al comparar el funcionamientoóptimo de cada una, podemos ver que la escogida es la que mejor actúa como amplificador de voltaje mientras que las otras son más utilizadas como buffer de corriente (CG) y buffer de voltaje (CD).
Por otra parte, como queremos eliminar la dependencia de la ganancia con la temperatura podemos emplear la configuración (CS) con degeneración de fuente. Con esto, nos aseguramos que si el amplificadorestá bien diseñado gm*Rs >> 1, lo que implica que la ganancia queda sólo en función de la resistencia en dren y fuente.


Solución Pregunta 2



Solución Pregunta 3
Si asumimos que gm*Rs >> 1, la ganancia de la pregunta anterior queda de la siguiente forma:
AV = - gm*RD / gm*RS
Por lo tanto,
AV = - RD / RS

Solución Pregunta 4
En la hoja de datos no aparece explícitamente un valor parael voltaje de umbral (Vt), sin embargo, sabemos que para que exista conducción de corriente en el transistor, el voltaje entre compuerta y fuente Vgs debe ser mayor o igual que Vt. En base a esto, de la hoja de datos podemos ver que para un voltaje Vgs = 2.1 [V], existe una corriente pequeña (1 [mA]), lo que indica que Vt es muy cercano al valor de Vgs que produce dicha corriente (la conducciónde corriente comenzó en un valor no muy alejado de 2.1[V]). Es por esto que postulamos que Vt vale algo menos que 2.1[V], como por ejemplo (por explicitar algún valor) 1.5[V].
Para determinar el valor de los parámetros que nos falta (es decir de ), podemos utilizar el gráfico de Id v/s Vds:


De aquí, sabemos que , por lo que para aproximadamente obtener el valor de los parámetros pedidos,podemos en primer lugar considerar el transistor como discreto (lambda = 0). En segundo lugar, sabemos que en el gráfico presentado los valores pedidos varían (ya que la pendiente en región activa pareciera no ser la misma para distintos valores de Vgs). Para esto, se asumirán dichos valores constantes, es decir, pendiente independiente de Vov.
Así, finalmente, = d(Id)/d(Vgs) = 1.25/(6 – 1.5) =0,27777 (utilizando el valor de Vt estimado anteriormente, y la curva en la que Vgs = 6 [V]).

Solución Pregunta 5
El macromodelo del transistor 2N7000 encontrado es el siguiente:


Solución Pregunta 6
El deck de Spice utilizado para la simulación es el siguiente:

Y los resultados de la simulación son los siguientes:


Solución Pregunta 7
De acuerdo a las clases, en pequeña señalsabemos que el transistor cumple con que su resistencia de salida infinita es:

Por lo tanto, si de alguna forma aproximamos los valores de ro e ID obtendremos un valor aproximado para lambda.
Para calcular los parámetros señalados haremos uso de las curvas de la pregunta anterior, en que ro será el inverso de la pendiente en región activa e ID el punto de intersección con el eje Y.
La curva de IDv/s VDS, con VGS = 3V es la siguiente:

Donde se obtiene que ro = 1,751 kΩ e ID = 170 mA. Por lo tanto, el valor aproximado para lambda es:
Lambda = 3,359 mV-1














15) Reemplazando f=20 Hz en la fórmula  se puede despejar C y se obtiene que su valor es 398 nF.
16) Para el nivel DC se reemplazan los valores Id=375mA, Vdd=15, Rd= 16kΩ en Vo= Vdd- Id*Rd obteniendo...