¿Cuál es una respuesta más completa a la siguiente pregunta (con una solución)?

Answer 1

Esto parece un problema bastante estándar en la tarea de EE. Acercarse a él requiere comprender exactamente qué es lo que hace MOSFET y cómo encajarlo en el resto del circuito.

Como está diseñando para lograr un resultado particular, comience con el resultado y trabaje hacia atrás.

Sabes que I_ds debe ser igual a 0.5mA. También conoces la ley de Ohm y las leyes de Kirchoff. Puede usar esto para calcular los voltajes en la fuente y drenar de inmediato.

5V – 10ko * 0.5mA = Vd = 0V
Vs = -5V – 2k0 * 0.5mA = -4V

Para esto, no necesitábamos nada excepto el conocimiento de que I_ds es 0.5 mA, y que la corriente a través de la fuente y el drenaje debe ser la misma (ninguna a través de la puerta).

A continuación, solo consideramos lo que hace el MOSFET .

La forma más fácil de pensar en lo que hace un MOSFET es que es una fuente de corriente controlada por un voltaje de entrada.

La relación es bastante simple: I_ds = k * W / L * (V_gs – Vt) ^ 2 cuando estás en pinchoff. (Es una suposición segura ahora, con 4V entre la fuente y el drenaje, y dado que el problema asume que la corriente se puede arreglar bien, pero en un diseño real siempre es mejor verificarlo dos veces).
(Hay una razón física por la cual es así, y tiene mucho sentido después de que realmente te sientas y estudias la física [tiene que ver con la flexión de la banda], pero por ahora solo acepta la fórmula porque funciona).

Te dan todos los parámetros: k, W / L y Vt. Plug and chug y resuelve V_gs.

V_gs es el voltaje de la puerta a la fuente. Piense en la puerta como un condensador (porque en realidad es uno). V_gs es el voltaje en ese condensador. Será la diferencia entre el voltaje que aplica a la puerta y el voltaje aplicado al drenaje.

Entonces, V_g (el voltaje que necesita salir de la red de polarización) es solo V_gs – V_s. Y ya resolvimos V_s sin tener que saber mucho sobre cómo funciona el transistor.

Eso nos dará V_g, el voltaje que proviene de la red de polarización.

Vamos a extraer la malla con la red de polarización y analizarla por separado, ya que ese MOSFET tiene una impedancia de entrada muy, muy alta.

Esto nos da lo que parece una fuente de 10 V que controla un divisor de voltaje. Tenga en cuenta que la referencia de “tierra” en el diagrama del circuito está realmente entre las dos fuentes de 5V, así que no cometa el error de producir una respuesta que esté apagada por 5V. (Puede revertir todo el problema para ver cuál sería la salida actual, y su placa de pruebas le agradecerá de una manera no melosa por no estar apagado en 5V).

Entonces es solo una cuestión de encontrar la relación R1 / R2 que produce el Vg que calculó antes.

Si los números en esa hoja de solución son correctos (no me molesté en verificar), entonces la relación del divisor de voltaje debería ser R1 / (R1 + R2) = 0.477

Parece que hay algunos valores estándar que pueden acercarte muchísimo a esa relación.
Página en colorado.edu

Answer 2

Jacob VanWagoner tiene un recorrido detallado del problema, por lo que le daré algunos consejos generales sobre este tipo de problemas.

• Primero, mire el circuito y reconozca de qué tipo es. Esto lo pondrá en sintonía con los supuestos que puede hacer y qué preguntas son probables.
• A menudo vuelvo a dibujar el circuito, en parte porque te da tiempo para pensar. Dibujar el circuito también desencadenará un poco de memoria muscular y pondrá su cerebro un poco más en contexto.
• Busque la información dada en el texto del problema y úsela para completar el circuito. Por ejemplo, declarar que desea [matemáticas] I_ {D} = 0.5 mA [/ matemáticas] significa que puede escribir eso.
• Ahora, piense en las suposiciones que ha aprendido que puede hacer sobre el circuito. Probablemente habrá algunos parámetros que puede completar porque sabe todo lo demás. Saber que las corrientes de drenaje y fuente son las mismas en un MOSFET significa que puede agregar caídas de voltaje y descubrir [matemática] V_ {S} [/ matemática] y [matemática] V_ {DS} [/ matemática] sin ningún trabajo real.
• Este es el momento en el que tienes que responder las preguntas. Piense en las ecuaciones que involucran el circuito y los elementos del circuito y vea qué puede usar para resolver las variables que se le preguntan.
• Una vez que tenga sus respuestas, verifíquelas dos veces. Si alguna de las suposiciones que hiciste queda invalidada por las respuestas que obtuviste, es una buena señal de que algo está mal.

El resumen es que comienzas escribiendo lo que te acaban de decir. Luego continúa agregando detalles, comenzando con lo que requiere menos trabajo. Detente cuando descubras qué es lo que pide la pregunta. La familiaridad con el problema (que es de lo que se trata la tarea) le enseñará qué detalles son relevantes y cuáles puede omitir en el camino.

Answer 3

Es un circuito de drenaje común NMOS simple con polarización de doble voltaje y dos resistencias en la terminal de la puerta.
Primero debe calcular el voltaje a través de R2, mediante una simple regla divisoria de voltaje. El voltaje total en R1 + R2 es de 10 voltios, por lo que el voltaje en R2 es R2 * 10 / (R1 + R2).
Debe tener esto en cuenta que la corriente a través de la puerta siempre es cero. Como se proporciona corriente a través de Rd, puede calcular el voltaje a través de él.
Al usar la ecuación de bucle y la ecuación del divisor de voltaje y también los datos proporcionados, finalmente puede calcular los valores de resistencia.