12.19 : I Transistor

Il MOSFET, quando opera nella sua regione attiva, funziona come una sorgente di corrente controllata in tensione. In questa regione, la tensione gate-source controlla la corrente di drain. Questo principio è alla base del funzionamento dell'amplificatore MOSFET a transconduttanza. La corrente di uscita viene diretta attraverso un resistore di carico per convertire questo amplificatore in un amplificatore di tensione. La tensione di uscita viene quindi ottenuta sottraendo la caduta di tensione attraverso la resistenza di carico, dalla tensione di alimentazione. Questo processo si traduce in una tensione di uscita invertita che viene spostata dalla tensione di alimentazione.

Il grafico delle caratteristiche di trasferimento di tensione dell'amplificatore, illustra la relazione tra la tensione di drain di uscita e la tensione di gate di ingresso. Questo grafico è fondamentale per comprendere il comportamento dell'amplificatore. Evidenzia la regione attiva dell'amplificatore, dove la pendenza della curva è ripida, indicando il guadagno massimo. Tuttavia, questa regione è anche non lineare in termini di tensione di drain.

Una polarizzazione di tensione CC, viene applicata alla giunzione gate-source per ottenere un'amplificazione quasi lineare, posizionando il MOSFET in un punto quiescente (punto Q) all'interno della regione attiva. Questa polarizzazione garantisce che il MOSFET operi in una regione in cui il suo comportamento è approssimativamente lineare. Quando un piccolo segnale variabile nel tempo viene sovrapposto a questa tensione di polarizzazione CC, fa sì che il MOSFET funzioni attorno al punto Q. Il MOSFET, di conseguenza, funziona all'interno di un breve segmento quasi lineare della sua curva caratteristica, risultando in una tensione di drain di uscita amplificata.

Nelle applicazioni pratiche, questa configurazione consente all'amplificatore MOSFET di amplificare efficacemente piccoli segnali CA. L'amplificazione avviene perché il piccolo segnale di ingresso modula la tensione di gate attorno al punto Q, provocando variazioni proporzionali nella corrente di drain. Queste variazioni si traducono in una tensione di uscita maggiore attraverso il resistore di carico, ottenendo di conseguenza un'amplificazione.