La tecnologia CMOS è quella più utilizzata a livello di circuiti elettronici, sia analogici sia digitali. Il fatto di poter avere un'elevata quantità di transistori MOS su una piccola piastra di Silicio è uno dei vantaggi della suddetta tecnologia.
Avendo comunque lo stesso funzionamento di un bjt, il transistore MOS può essere impiegato a realizzare stadi amplificatori semplici. Il MOSFET funziona come amplificatore se lavora in regione di saturazione.
Source comune - common source
L'amplificatore source comune è realizzato in modo che il transistore MOS abbia il terminale di source condiviso (come riferimento). L'ingresso è posizionato sul terminale di gate e l'uscita sul terminale di drain.
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| Figura 1: modello del source comune con nMOS (a sinistra) e con pMOS (a destra). |
In figura 1, sono mostrati i modelli con i due tipi di transistore MOS. Il carico è rappresentato da un carico generico load, il quale potrà essere un semplice resistore oppure un carico attivo (generalmente un generatore di corrente DC).
La tensione in ingresso è data dal contributo di una componente continua Vin0, che rappresenta la polarizzazione a riposo e da un generatore di segnale in tensione vin(t). In assenza di segnale, la tensione in uscita è pari alla tensione a riposo Vout0. La scelta del punto di riposo (detto in gergo OP) è fondamentale a far funzionare l'amplificatore in una regione di linearità.
Drain comune - common drain
L'amplificatore a drain comune condivide con il source comune il fatto che il segnale d'ingresso sia sul gate. Tuttavia, in questa architettura, il segnale di uscita viene prelevato dal terminale di source. Il terminale di drain è condiviso (connesso a massa o all'alimentazione).
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| Figura 2: modello del drain comune con nMOS (a sinistra) e pMOS (a destra). |
Gate comune - common gate
L'ultimo modello di amplificatore CMOS a singolo transistore è il gate comune. L'architettura a gate comune è totalmente differente dalle precedenti, e viene realizzata solitamente con stadio nMOS.
In questo circuito, il terminale di gate viene polarizzato a un potenziale di bias costante. Il terminale di drain è connesso tramite un carico all'alimentazione, mentre il segnale di ingresso entra nel terminale di source. Il segnale di uscita è collocato sul terminale di drain.
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| Figura 3: modello del gate comune a nMOS. |
In generale, la polarizzazione costante di riposo, per tutti e tre gli stadi, è raramente affidata a una semplice "batteria" quindi una sorgente DC, ma si ricorre più spesso a una auto-polarizzazione, ossia la generazione di una tensione costante a partire dall'alimentazione del circuito. In prima istanza si ricorre a un partitore di tensione resistivo.
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