2013-12-07

色々勉強中

FETの設計を学び直し…小学生の頃にアマチュア無線の試験を受けるために覚えて以降まるっきりやってなかったので(笑)

基本的に電圧でドライブする
電圧をかけると、GS間に電流が流れるようになる(スイッチがオンするイメージ)
VGS(OFF)は、GS間に、その電圧を最低限かけないと動作しない、というもの
VGS-IDの特性グラフにおいてVGS(OFF)別のグラフが書いてあるのはVGS(OFF)がチップによって違うから
これはIDSSと関連する。IDSSの値でVGS(OFF)が決まる、みたいな感じ。

相互コンダクタンスgmは、ゲート電圧変化で、ドレイン電流がどんだけ変化するか。トランジスタのhFEみたいなもの。

設計としては、まずVGS(OFF)を鑑みつつ、無信号時のIDを決める。
IDを決める際には、VGSの変化(信号の振幅)がどのくらいあるかを考慮しつつ、VGS-IDグラフから読み取ってきめる。
VGSの振幅が範囲を超えないぎりぎりまで高いIDを選択するのがよい(ID低くするとgm下がって増幅率が下がる)

IDが決まるとVGSが決まる。グラフから読み取ることも、計算する事も可能。

つぎにRS(ソース側の抵抗)を決める。これを大きくするとIDSSのばらつきに対して有利になるが、この抵抗の電圧降下分は
交流信号に対して使えない電圧になるので、大きくし過ぎるのも問題。

RD(ドレイン側の抵抗)は大きくするほど増幅度が上がる。

RDに流れるIDの値で、VD(FETのドレインの電圧)が決まり、そこを中心に次の段にIDの変化→電圧変化が出て行く
IDとVGS(VGS(OFF))が決まるとVDSが決まる
VD-VDSで、RSにかかる電圧が決まり、IDと鑑みるとRSの値が決められる

入力抵抗を決める。
R1=R2(VCC÷(VGS+ID*RS)-1)
で、R1とR2の比率を決める


今回、
VCC=15V
IDSSは20mA
VGS(OFF)は-0.5~-3.0V
Pchとあわせて考えると多分-3.0V付近
まぁ、大体1Vの交流が流れてくることを想定すると、VGSに1V程度の余裕を見る必要がある
VGS(OFF)を-3.0Vでグラフを見ると、VGS=-2.0V弱にすると、温度変化に強そう。
そうするとIDは4mAくらい。
VDSで5Vくらい喰われるとして、10V/4mA=2.5kΩ、これをRSとRDに振ればよい

今RDが異様に低くなってしまっているので、RSとセットで高めにすればよさそうかな…

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