12.19 : الترانزستورات

يعمل MOSFET، عند تشغيله في منطقته النشطة، كمصدر تيار يتم التحكم فيه بالجهد. في هذه المنطقة، يتحكم جهد البوابة إلى المصدر في تيار التصريف. هذا المبدأ هو الأساس الذي يقوم عليه تشغيل مضخم MOSFET موصل الموصلية. يتم توجيه تيار الخرج من خلال مقاومة الحمل لتحويل هذا مكبر الصوت إلى مضخم جهد. يتم بعد ذلك الحصول على جهد الخرج عن طريق طرح انخفاض الجهد عبر مقاومة الحمل من جهد الإمداد. تؤدي هذه العملية إلى جهد خرج مقلوب يتم إزاحته بواسطة جهد الإمداد.

يوضح المخطط المميز لنقل الجهد للمكبر العلاقة بين جهد استنزاف الخرج وجهد بوابة الإدخال. هذه الحبكة ضرورية لفهم سلوك مكبر الصوت. فهو يسلط الضوء على المنطقة النشطة لمكبر الصوت، حيث يكون ميل المنحنى شديد الانحدار، مما يشير إلى أقصى قدر من الكسب. ومع ذلك، فإن هذه المنطقة أيضًا غير خطية من حيث جهد التصريف.

يتم تطبيق انحياز جهد التيار المستمر على تقاطع البوابة إلى المصدر لتحقيق تضخيم خطي تقريبًا، ووضع MOSFET عند نقطة هادئة (Q-point) داخل المنطقة النشطة. يضمن هذا الانحياز أن تعمل MOSFET في منطقة يكون سلوكها خطيًا تقريبًا. عندما يتم فرض إشارة صغيرة متغيرة الوقت على جهد التحيز للتيار المستمر، فإنها تتسبب في عمل MOSFET حول نقطة Q. ونتيجة لذلك، يعمل MOSFET ضمن جزء قصير وخطي تقريبًا من منحنى مميز، مما يؤدي إلى تضخيم جهد استنزاف الخرج.

في التطبيقات العملية، يسمح هذا الإعداد لمضخم MOSFET بتضخيم إشارات التيار المتردد الصغيرة بشكل فعال. يحدث التضخيم لأن إشارة الدخل الصغيرة تعدل جهد البوابة حول نقطة Q، مما يسبب اختلافات متناسبة في تيار التصريف. تتم ترجمة هذه الاختلافات إلى جهد خرج أكبر عبر مقاومة الحمل، ونتيجة لذلك يتم تحقيق التضخيم.