タイトルの通りMOSFETを用いた増幅回路の問題が解けなくて困っています・・・
どなたか電子工学に精通した方がおりましたらお力を貸し下さい。
1、下の画像の右側の増幅回路の小信号等価回路を教えてください。MOSFETの小信号回路につては画像の右側の図を参照してください。
2、問題1で作成した小信号等価回路を用いて電圧利得をあらわす伝達関数A(jω)=Vout/Vinを求めてください。
MOSFETの端子が三つしかないので考えづらいです。。バイポーラトランジスタみたいに四端子なら考えやすいのですが。。。
画像が手書きで申し訳ないです
A 回答 (1件)
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No.1
- 回答日時:
1.等価回路ですが各端子の名称が変ですね。
正しくはvg→gate(ゲート)
vs→source(ソース)
vd→drain(ドレイン)
です。この等価回路のおかしいところはもう一つ、ゲートとソースがショートされてる事です。vgsの矢印の左側のゲートからソースへ向かう縦の線は消去してゲート側に+のマークを追加し、ソース側に-のマークを追加すれば正しい等価回路になります。
その上で小信号等価回路の意味はゲート-ソース間に加わる電圧をvgsとするとドレインからソースに向かってgm×vgsの電流が流れるという動作になります。gmは相互コンダクタンスを意味して単位は[A/V]となってます。ドレイン電流をIdとすれば、Idは
Id[A]=vgs[V]×gm[A/V] (1)
で計算されます。
2.A(jω)=Vout/Vinを求める
ここではvinはvgsに等しいです。また出力電圧voutはドレインとDC電源の間に接続されているLRとCの直並列回路のインピーダンスをZ、ドレイン電流をidとすれば、
vout=id×Z (2)
で計算できます。ここで式(1)でvgs=vinとおくと id は
id=vin×gm (3)
と書き直せます。式(3)を式(2)に代入して整理すると
A(jω)=vout/vin=gm×ℤ(4)
を得ます。あとはZの計算式を求めて式(4)に代入すればA(jω)は求まります。
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