12.19 : Transistors

Le MOSFET, lorsqu'il fonctionne dans sa région active, fonctionne comme une source de courant contrôlée en tension. Dans cette région, la tension grille-source contrôle le courant de drain. Ce principe sous-tend le fonctionnement de l'amplificateur MOSFET à transconductance. Le courant de sortie est dirigé à travers une résistance de charge pour convertir cet amplificateur en amplificateur de tension. La tension de sortie est ensuite obtenue en soustrayant la chute de tension aux bornes de la résistance de charge de la tension d'alimentation. Ce processus aboutit à une tension de sortie inversée qui est décalée par la tension d'alimentation.

Le tracé caractéristique de transfert de tension de l'amplificateur illustre la relation entre la tension de drain de sortie et la tension de grille d'entrée. Ce tracé est crucial pour comprendre le comportement de l’amplificateur. Il met en évidence la région active de l'amplificateur, où la pente de la courbe est raide, indiquant un gain maximum. Cependant, cette région est également non linéaire en termes de tension de drain.

Une polarisation de tension continue est appliquée à la jonction grille-source pour obtenir une amplification presque linéaire, positionnant le MOSFET à un point de repos (point Q) dans la région active. Cette polarisation garantit que le MOSFET fonctionne dans une région où son comportement est approximativement linéaire. Lorsqu'un petit signal variable dans le temps est superposé à cette tension de polarisation continue, le MOSFET fonctionne autour du point Q. En conséquence, le MOSFET fonctionne dans un segment court et presque linéaire de sa courbe caractéristique, ce qui entraîne une tension de drain de sortie amplifiée.

Dans les applications pratiques, cette configuration permet à l'amplificateur MOSFET d'amplifier efficacement les petits signaux de courant alternatif. L'amplification se produit parce que le petit signal d'entrée module la tension de grille autour du point Q, provoquant des variations proportionnelles du courant de drain. Ces variations se traduisent par une tension de sortie plus élevée aux bornes de la résistance de charge, permettant ainsi une amplification.