electronica

Tema 7. Amplificadores MOS básicos
á

Bibliografía
• A S Sedra K C Smith Circuitos Microelectrónicos
A.S. Sedra, K.C. Smith,
Microelectrónicos,
Oxford University Press, 2004.
• S. Hambley, Electrónica, Prentice Hall, 2001.

2

Índice
Índice del Tema 7
ANÁLISIS DE AMPLIFICADORES
CONFIGURACIONES BÁSICAS
FUENTE COMÚN
DRENADOR COMÚN
PUERTA COMÚN
RESUMEN
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL3

Tema 7
ANÁLISIS DE AMPLIFICADORES
CONFIGURACIONES BÁSICAS
FUENTE COMÚN
DRENADOR COMÚN
PUERTA COMÚN
RESUMEN
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

4

El análisis de una etapa amplificadora se realiza en
dos pasos:
1. Cálculo de continua (polarización)
2. Cálculo de pequeña señal

5

Cálculo de continua (polarización)
(p
)
Considerar valores de continua en fuentes de voltaje ycorriente
Transistor: usar modelo de gran señal en la zona de trabajo
correspondiente.
Componentes capacitivos: se consideran circuitos abiertos debido a
que presentan impedancia infinita (1/2π*f*C) para valores de
continua.
Componentes inductivos: se consideran cortocircuitos debido a que
presentan impedancia nula (2π*f*L) para valores de continua.
Generadores independientes de señal:
◦Voltaje (se sustituyen por cortocircuitos)
◦ Corriente (se sustituyen por circuitos abiertos)
6

Cálculo de pequeña señal (I)
Considerar valores de señal en fuentes de voltaje y corriente
corriente.
Transistores: usar su modelo equivalente en pequeña señal,
según la zona de operación y el rango frecuencial de trabajo.
g
g
j
Impedancias capacitivas e inductivas: considerar su valor osustituir por cortocircuitos o circuitos abiertos según proceda,
dependiendo del rango frecuencial de trabajo
trabajo.

7

Cálculo de pequeña señal (II)
Calcular las magnitudes características (Av , Ai , AP , Zi , Zo), en
función de la frecuencia.
Una vez obtenidas las magnitudes características, se puede
sustituir la etapa amplificadora por su circuito equivalente.

8

ParámetrosCaracterísticos de los Amplificadores (I)

9

Parámetros Característicos de los Amplificadores (II)

10

Tema 7
ANÁLISIS DE AMPLIFICADORES
CONFIGURACIONES BÁSICAS
FUENTE COMÚN
DRENADOR COMÚN
PUERTA COMÚN
RESUMEN
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

11

FUENTE COMÚN
Pequeña señal
Rgen

R1
Rgen

+
vgen

−

RD

Cgen

+

ii

−

RS

ii

vgen

CL

RL
R2

vi

+

ioD

G

+VDD

+

+
vi

−

−

gmvgs
S
R1||R2

ro
RD||RL
RS

+
vo

−

vo

−

AV =

vo
g m ro ( RD // RL )
=−
vi
( RD // RL ) + ro + (1 + g m ro ) RS

Ri = R1 // R2
Ro = [ro + (1 + g m ro ) RS ] // RD

Amplificador de voltaje

12

Desacoplo de RS para señales
Pequeña señal
+VDD
R1
Rgen

+
vgen

−

RD

CL

+
io

+

RL
R2

vi

−D

G

Cgen

ii

Rgen

RS

CS

+

vgen

−

vo

−

Capacitor de desacoplo
aumento de la ganancia

ii

+
gmvgs

vi

R1||R2

−

ro

+

RD||RL

vo

−

S

AV = −

g m ro ( RD // RL )
( RD // RL ) + ro

Ri = R1 // R2
Ro = ro // RD

Amplificador de voltaje

13

Tema 7
ANÁLISIS DE AMPLIFICADORES
CONFIGURACIONES BÁSICAS
FUENTE COMÚNDRENADOR COMÚN
PUERTA COMÚN
RESUMEN
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

14

DRENADOR COMÚN
Pequeña señal
RD no es
necesaria
R1
Rgen

+
vgen

vgen

vi

−

−

CL
R2

vi

+

ii

+

RD

+
−

io
RS

D

G

Cgen

ii

−

Rgen

+VDD

vo

ro
RD

+
vo

−

+

RL

gmvgs
S
R1||R2
RS||RL

AV =

−

g m ro ( RS // RL )
RD + ro + (1 + g m ro )( RS// RL )

Ri = R1 // R2

Ro =

RD + ro
// RS
1+ g m ro
15

DRENADOR COMÚN
Pequeña señal
Rgen

+VDD

+
vgen

−

vgen

R2

vi

−

−

CL

+

io
RS

+
vi

−

Cgen

ii

ii

+

R1
Rgen

D

G

vo

ro

+
vo

−

+

RL

gmvgs
S
R1||R2
RS||RL

AV =

−

g m ro ( RS // RL )
≈1
ro + (1 + g m ro )( RS // RL )

Ri = R1 // R2
Ro...