Hola. Ahora vamos a continuar con amplificadores MOS. Si bien you hemos hecho una pequeña aproximación a los amplificadores con transistores MOS, por ejemplo, analizando en pequeña señal algunas topologías, incluso diseñando en clase, en esta cápsula lo que vamos a hacer es aprender un poco más formalmente qué tipos de amplificadores puede haber. Entonces, partimos con lo siguiente. Los amplificadores MOS son amplificadores que toman una entrada y la amplifican para entregar una salida de mayor amplitud. Los más comunes, amplificadores de voltaje y, en realidad, también existen amplificadores de corriente, y algo de eso vamos a ver en este curso. Pero vamos a centrarnos por ahora en amplificadores de voltaje, que es donde estamos más cómodos. Conocemos amplificadores de voltaje porque los operacionales son, esencialmente, amplificadores de voltaje. Lo más común entonces es que tengan una entrada y salida que sean señales de voltaje. Y eso es en electrónica en general. Y vimos que hay otros tipos de amplificadores que pueden ser modelados, you sea como Thévenin o como un Norton, pero ninguno de ellos es realmente un Thévenin o un Norton perfecto. Internamente you aprendimos que el MOS se parece a una fuente de corriente controlada por voltaje. Y más o menos algo así es el modelo de un MOS, pero vimos que es GM por un voltaje. Entonces, en general, los amplificadores, aunque sean de voltaje en electrónica, internamente los tratamos como si fueran fuentes de corriente controladas de alguna forma. Y lo más típico en electrónica es hacer un amplificador mediante una conversión de un voltaje de entrada en una corriente. No, no, no es esta la corriente. Un voltaje de entrada, perdón, en una corriente. Ahí sí. Y esa corriente luego la convertimos a voltaje de nuevo al pasarla por algún elemento resistivo a la salida. Entonces, es una conversión bien curiosa de voltaje a corriente a través de algún GM y de corriente a voltaje a través de alguna resistencia de salida. Y aquí aparece GM y aparece Ro. Y esto es un modelo de un amplificador genérico, ¿cierto? Lo interesante es que cualquier amplificador lineal puede ser representado como un Thévenin con fuente controlada o como un Norton con fuente controlada y entonces es posible modelar casi cualquier amplificador con MOSFET, con un nivel de complejidad como se nos ocurra, usando solo tres elementos, una resistencia incremental de entrada, una trasconductancia efectiva y una resistencia de salida, que son los tres elementos que hay aquí. Aquí los pongo con mayúscula, pero después están en minúsculas para decir que son incrementales. Entonces un amplificador tiene una impedancia de entrada, aquí está desde el puerto de entrada, una trasconductancia efectiva y una resistencia de salida. Y esto representa mi amplificador. Esto es un modelo posible, y existen más representaciones de este mismo amplificador. Entonces, para lograr mayor ganancia, nosotros sabemos que tenemos que aumentar GM efectivo y R out, y muchas veces nos vamos a preocupar de lograr mayor ganancia y de aumentar, por lo tanto, GM y R out. ¿Por qué? Bueno, porque nosotros sabemos que la ganancia en este caso, el voltaje de salida es GM por el paralelo de estas dos. Entonces, si tenemos el paralelo de estas dos grandes y GM grande, tenemos una buena impedancia. GM efectivo, R in y R out son parámetros incrementales y pueden estar implementados mediante combinaciones de componentes, no necesariamente un R aquí, un GM o un transistor aquí y un R aquí a la salida. En general, estos son elementos que, en su conjunto, se comportan como un R o como un GM. R out podría ser implementado con un diodo. Sí, pues si el diodo en pequeña señal se parece a una resistencia de valor uno partido por, perdón, de VT partido por ID, entonces yo podría reemplazar el diodo para que, en pequeña señal, se comporte como una resistencia. Ejemplo, vamos a calcular los parámetros incrementales GM efectivo, R in y R out de un amplificador que no conocemos. Aquí me dicen, impedancia de fuente nula. Entonces voy a poner mi fuente sin impedancia de fuente. Entonces, este es mi VI. Me dice que el amplificador tiene ganancia, este es mi amplificador, tiene ganancia diez cuando la carga es muy alta. Entonces tiene ganancia diez, carga alta. AV igual cinco, carga 1kv. Carga, aquí estoy refiriéndome a resistencia de salida. Entonces, si este es muy grande, mi ganancia es diez. Si este es muy pequeño, de un kilo, mi ganancia es cinco. Interesante. ¿Cómo podemos aislar esto? A ver. Yo podría decir que esto se parece a un modelo como el que está acá, con R in, GM y R out. Entonces, me pasé. Entonces vamos a convertir esto en un modelo que tenga R in, Vi, GMVi, y luego R out. Y aquí está mi carga. Entonces, aquí me dicen que la ganancia es diez cuando la carga es muy alta, o sea, ahí mi ganancia es diez. Entonces, tengo Vi, GM por Vi, yo sé que Vo, en este caso cuánto es Vo. Vo es menos GM, Vi, Ro. Entonces Vo partido por Vi, que es mi ganancia, es menos GM, Ro. Y me dicen que esa ganancia es diez. Pero también me dicen que cuando le aplico una carga de un kilo, esa ganancia baja a cinco. Entonces yo que tengo que un segundo caso, Vo partido por Vi igual menos GM, Ro, paralelo un kilo, también paralelo. Y eso es cinco. Bajo la mitad cuando. Entonces Ro es un kilo. Para que Ro, que es un kilo, multiplicado por GM sea diez, entonces GM es 10.000. Perfecto. Entonces you tengo que Ro igual un kilo, GM igual 10.000. Y un kilo. Muy bien. you, pues tengo esos dos valores. Y me preguntan por un tercer valor. Si la impedancia de la fuente crece a 100 kilos, o sea, si esta llega a crecer a 100 kilos, la ganancia baja a la mitad. Por ese divisor de voltaje, entonces R in, R in. Para que ese divisor baje a la mitad cuando este sube a 100 kilos, la única opción es que R in sea igual a 100 kilos. Perfecto. Entonces, fácilmente, haciendo un par de cálculos y un par de pruebas, podemos tener un modelo interno de un amplificador que se comporta de esta forma. No digo que el amplificador sea eso. El amplificador se comporta como si estuviera formado por eso. ¿Cómo hacemos amplificadores con MOSFET? Existen tres configuraciones, solo tres configuraciones elementales, you sea con NMOS o PMOS. Está el amplificador de fuente común, que tiene un caso más general que es amplificador de fuente común o CS con resistencia en la fuente. Existe el amplificador de compuerta común y el amplificador de dren común y no hay más, esos son los tres. No hay más. Todos requieren polarización, que you aprendimos, todos requieren una carga circuital activa o pasiva, por ejemplo, un RL, pero también podría haber un CL o también podría ser que la polarización y R estén en el mismo circuito. Entonces como que todos se mezclan. En la práctica es posible diseñar diversos amplificadores basados en combinaciones de estas tres. Entonces cada uno de estos es como un ladrillito de un amplificador más grande. Si nosotros nos esforzamos en entender cada uno de estos ladrillos, podemos hacer amplificadores más complicados. Por eso dominar bien sus ganancias e impedancias de puerto, de estos tres casos, facilita el diseño y el análisis de amplificadores mucho más complicados. Vamos a empezar con CS la próxima cápsula, pero les dejo esta síntesis, que es algo que vamos a ver durante las próximas cápsulas. CS o fuente común, fuente común con degeneración de fuente, compuerta común y dren común. Y aquí habla de las diferentes ganancias de voltajes y ganancias de corriente, resistencias de entrada, GM efectivo, que es esta transconductancia, este es el GM efectivo. Si modelamos nuestro amplificador de esta forma, GM efectivo sería la trasconductancia que me relaciona voltaje de entrada con corriente de cortocircuito de salida. Aquí tengo un cortocircuito a la salida, la corriente aquí va a ser GM, Vi. Entonces, GM efectivo es esa trasconductancia. Y esa aparece, por supuesto, aquí. Resistencia de salida y para qué se usa. Muy bien. Eso acaba esta cápsula. Nos vemos en la próxima.
