Amplificadores y Transistores MOS: Conceptos Clave y Aplicaciones
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Identificación de Amplificadores: Fuente Común, Drenador Común y Puerta Común
La forma más efectiva de identificar la configuración de un amplificador (fuente común, drenador común o puerta común) es observar el terminal que, en pequeña señal, se encuentra conectado a tierra. Este terminal se denomina común. Sin embargo, existen excepciones, como el amplificador fuente común con resistencia en fuente, donde esta regla no se cumple. Por lo tanto, el método más fiable consiste en identificar el terminal que es común tanto a la entrada como a la salida del amplificador.
Tensión Early en un Transistor MOS
La tensión Early (VA) en un transistor MOS se define como el valor absoluto de la tensión drenador-surtidor (VDS) que tendría un amplificador cuando su corriente de drenador (ID) fuera cero, asumiendo que opera siempre en la zona de saturación de forma lineal.
Influencia de la Tensión Early en las Curvas Características
La tensión Early, que es la inversa del parámetro lambda (λ), indica que la corriente en la zona de saturación no es completamente constante, sino que aumenta linealmente con la tensión VDS. Esto se refleja en las curvas características del transistor.
Influencia de la Tensión Early en el Modelo de Pequeña Señal
En el modelo de pequeña señal, la tensión Early representa la resistencia de salida del transistor (ro). Esta resistencia se calcula como ro = ΔVDS / ΔID.
Polarización de un Amplificador NMOS en la Zona de Saturación
Los transistores MOS se polarizan en la zona de saturación por dos razones principales:
- En aplicaciones de corriente continua (CC): La corriente de drenador (ID) se considera relativamente constante en función de la tensión VDS en esta región.
- En aplicaciones de pequeña señal: La transconductancia (gm = ΔID / ΔVGS) es elevada en la zona de saturación, lo que permite utilizar el transistor para amplificar señales.
Diferencias entre Amplificadores Diferenciales Discretos e Integrados
Un amplificador diferencial discreto utiliza resistencias físicas para su implementación. En cambio, un amplificador diferencial integrado utiliza transistores como cargas activas para lograr la misma función.
Ganancia en Amplificadores con Carga Activa en Saturación
La ganancia de un amplificador en fuente común con una carga activa en saturación es más independiente de las variaciones en los parámetros tecnológicos que un amplificador con un espejo de corriente como carga. Esto se debe a que el espejo de corriente depende de la paridad entre los transistores que lo componen. Si se producen variaciones en estos transistores, se genera un desequilibrio que afecta la ganancia.
Configuración de Seguidor de Fuente como Buffer
Una configuración de seguidor de fuente es un buen circuito para utilizarse como buffer debido a:
- Su baja impedancia de salida.
- Su ganancia cercana a la unidad.
- Su impedancia de entrada cercana a infinito.
Intensidad de Salida de un Espejo de Corriente
Si los transistores de un espejo de corriente están fabricados con la misma tecnología, la corriente de salida depende principalmente de dos factores:
- La relación de tamaño entre los transistores (W/L).
- La corriente de referencia.