Puerta común

En electrónica , un amplificador de compuerta común es una de las tres topologías básicas de amplificador de transistor de efecto de campo (FET) de una sola etapa, que se utiliza normalmente como búfer de corriente o amplificador de tensión . En este circuito, el terminal de fuente del transistor sirve como entrada, el drenador es la salida y la compuerta está conectada a algún voltaje de polarización de CC (es decir, una tierra de CA) o "común", de ahí su nombre. El circuito de transistor de unión bipolar análogo es el amplificador de base común .

Esta configuración se utiliza con menos frecuencia que la fuente común o el seguidor de fuente . Sin embargo, se puede combinar con amplificadores de fuente común para crear configuraciones en cascada . Es útil, por ejemplo, en receptores de RF CMOS, especialmente cuando funcionan cerca de las limitaciones de frecuencia de los FET; es deseable debido a la facilidad de adaptación de impedancia y potencialmente tiene menos ruido . Gray y Meyer ^[1] proporcionan una referencia general para este circuito.

A bajas frecuencias y en condiciones de pequeña señal , el circuito de la Figura 1 puede representarse mediante el de la Figura 2, donde se ha empleado el modelo híbrido-pi para el MOSFET.

Las características del amplificador se resumen a continuación en la Tabla 1. Las expresiones aproximadas utilizan los supuestos (generalmente precisos) r _O >> R _L y g _m r _O >> 1.

En general, la ganancia general de voltaje/corriente puede ser sustancialmente menor que las ganancias de circuito abierto/cortocircuito enumeradas anteriormente (dependiendo de la fuente y las resistencias de carga) debido al efecto de carga .

Teniendo en cuenta la carga de entrada y salida, la ganancia de voltaje del circuito cerrado (es decir, la ganancia con carga R _L y fuente con resistencia R _S ambas conectadas) de la compuerta común se puede escribir como:

${\displaystyle {A_{\mathrm {v} }}\approx {\begin{matrix}{\frac {g_{m}R_{\mathrm {L} }}{1+g_{m}R_{S}}}\end{matrix}}}$,

que tiene las formas limitantes simples

${\displaystyle A_{\mathrm {v} }={\begin{matrix}{\frac {R_{L}}{R_{S}}}\end{matrix}}\ \ \mathrm {o} \ \ A_{\mathrm {v} }=g_{m}R_{L}}$,

dependiendo de si g _m R _S es mucho más grande o mucho más pequeño que uno.

En el primer caso, el circuito actúa como un seguidor de corriente, entendido de la siguiente manera: para R _S >> 1/ g _m la fuente de tensión puede sustituirse por su equivalente de Norton con corriente de Norton v _Thév / R _S y resistencia de Norton en paralelo R _S . Como la resistencia de entrada del amplificador es pequeña, el driver entrega por división de corriente una corriente v _Thév / R _S al amplificador. La ganancia de corriente es la unidad, por lo que se entrega la misma corriente a la carga de salida R _L , produciendo por la ley de Ohm una tensión de salida v _out = v _Thév R _L / R _S , es decir, la primera forma de la ganancia de tensión anterior.

En el segundo caso R _S << 1/ g _m y la representación de Thévenin de la fuente es útil, produciendo la segunda forma para la ganancia, típica de los amplificadores de tensión.

Debido a que la impedancia de entrada del amplificador de compuerta común es muy baja, a menudo se utiliza en su lugar el amplificador en cascada . El amplificador en cascada coloca un amplificador de fuente común entre el controlador de voltaje y el circuito de compuerta común para permitir la amplificación de voltaje utilizando un controlador con R _S >> 1/g _m .

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• Redes de dos puertos
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