12.19 : Transistores

El MOSFET, cuando opera en su región activa, funciona como una fuente de corriente controlada por voltaje. En esta región, el voltaje de compuerta a fuente controla la corriente de drenaje. Este principio subyace al funcionamiento del amplificador MOSFET de transconductancia. La corriente de salida se dirige a través de una resistencia de carga para convertir este amplificador en un amplificador de voltaje. Luego, el voltaje de salida se obtiene restando la caída de voltaje a través de la resistencia de carga del voltaje de suministro. Este proceso da como resultado un voltaje de salida invertido que es desplazado por el voltaje de suministro.

El gráfico característico de transferencia de voltaje del amplificador ilustra la relación entre el voltaje de drenaje de salida y el voltaje de compuerta de entrada. Este gráfico es crucial para comprender el comportamiento del amplificador. Resalta la región activa del amplificador, donde la pendiente de la curva es pronunciada, lo que indica la ganancia máxima. Sin embargo, esta región también es no lineal en términos de voltaje de drenaje.

Se aplica una polarización de voltaje de CC a la unión compuerta-fuente para lograr una amplificación casi lineal, posicionando el MOSFET en un punto de reposo (punto Q) dentro de la región activa. Este sesgo asegura que el MOSFET opere en una región donde su comportamiento es aproximadamente lineal. Cuando se superpone una pequeña señal variable en el tiempo a este voltaje de polarización de CC, hace que el MOSFET funcione alrededor del punto Q. Como resultado, el MOSFET funciona dentro de un segmento corto y casi lineal de su curva característica, lo que da como resultado un voltaje de drenaje de salida amplificado.

En aplicaciones prácticas, esta configuración permite que el amplificador MOSFET amplifique pequeñas señales de CA de manera efectiva. La amplificación se produce porque la pequeña señal de entrada modula el voltaje de la compuerta alrededor del punto Q, provocando variaciones proporcionales en la corriente de drenaje. Estas variaciones se traducen en un mayor voltaje de salida a través de la resistencia de carga, logrando como resultado la amplificación.