Le transistor MOSFET

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Exercice d'application

Soit le montage ci-dessous:

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  1. Donnez la nature du transistor
  2. Déterminez les coordonnées du point de repos, on donne:
    Vp=-5V ; C1=0,33µF ; IDSS=6mA ; C2=1µF ;
    RG=20Méga ohm VDD=15V ; RD=RL=1K ; Ri=10K
  3. Calculez la valeur de la transconductance gm au point Q
  4. Déterminez les impédances d'entrée et de sortie du montage.
  5. Donnez le schéma équivalent en alternatif. En déduire le gain en tension v/vi et A0=v0/vgs|Rl lorsqu'il tend vers l'infini
    Déterminez l'expression de v0 lorsque vi=10Sin377t (mv)
  6. Calculez les fréquences de coupure haute et basse de cet amplificateur sachant que Cgs=5pF ; Cgd=2pF ; Cds=1pF
    En déduire la bande passante.

Correction de l'exercice:

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  1. C'est un MOS à appauvrissement canal N
  2. Déterminons les coordonnées du point de repos:

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VDD-RSID-VDS=0
IDQ=IDSS(1-VGS/Vp)2 ; VGS=RGIG IG=0 alors VG=0
VDS=VDD-RSID=15-1x6=9V

  1. Transconductance.
    gm=-2/VPIDSS(1-VGS/VP)
    gm = -2x6x10-3/-5 = 12/5 = 2,4ms
    gm=2,4ms
  2. Déterminons les impédances d'entrée et de sortie.

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VGS=RGie
VGS/ie=RG alors Re=RG
Résistance de sortie.

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V0/RD+gmVGS=iS ; RD=V0/iS alors RS=RD

  1. Calcul du gain

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V0=-RDgmVGS
A0=V0/VGS=-RDgm=2,4
vi/(Ri+RG)=VGS/RG alors VGS=RGvi/(Ri+RG)
V0=-RD//RLgmVGS
V0=-RD//RLgmRGvi/(Ri+RG)
V0/vi=-gmRD//RL.RG/(Ri+RG)
AV=-,4x10-3.0,5.20x106/(10+20x10+3)
Donnons la valeur de V0 si vi=10Sin377t(mV)
AV=V0/vi V0=Avvi=-1,2.10Sin377t
V0=-12Sin377t(mV)

  1. Calculons les fréquences de coupure hautes et basses de cet amplificateur sachant que:
    Cgs=5pF ; Cgd=2pF ; Cds=1pF

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fC1=0,024Hz ; fC2=79,5Hz
fC1<fC2 alors fB=fC2=79,5Hz

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C3=CGD(1-A)=6,8pF ; Ce=C3+CGS
C4=CGD(1-1/A)=2,83pF ; Cs=CDS+C4
Ce=11,8pF ; CS=3,83pF

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fH1=1,34MHz ; fH2=83,1MHz
fH=1,34MHz
BP=fH-fB=1,34-79,9x10-6=1,4MHz