Amplificador de fuente común usando mosfet: ¿Por qué mi identificación depende de mi Rd?

Question

Ya que estoy (intentando trabajar) en el modo de saturación, la siguiente fórmula debería ser válida:

Como Vto es un parámetro estático no debería cambiar, lo mismo para K. Y Vgs es 2 como lo determina el circuito divisor de voltaje. Mi simulación del punto de operación de la CC confirma esto. Esto lleva a creer que el Id debería ser estable si se cambia el resistor R1. Sin embargo, de acuerdo con las simulaciones, este no es el caso. (A pesar de que Vgs es 2, y Vds es mayor que 2. Mi Vto debería ser 0, así que debería trabajar en la región de saturación) Si hago que R1 sea más alto, Vds se vuelve más bajo y el Id también se vuelve más bajo. ¿Alguien puede explicarme esto?

Answer 1

Tu Rd es 150 k ohm, eso significa que el Id nunca puede ser más de 10 V / 150 kohm = 67 uA.

Ahora supongamos que el NMOS quiere (según la fórmula del Id) 100 uA para fluir.

¿Quién "ganaría"? ¿La Resistor Rd o la NMOS?

Sugiero que hagas una simulación de DC en la que varíes el valor de Rd de 0 (cero) a 150 kohm y observes lo que pasa con el Id.

Sólo en la parte plana (horizontal) de Id vs Rd estará el NMOS en modo de saturación y esa fórmula para Id será válida.

Answer 2

El NMOS estará en saturación mientras: $$(V_{GS} - V_{TH}) < (V_{DD} - I_D R_D)$$ tu fórmula para \$I_{DS}\$ será válido sólo en esta región. Si aumenta \$R_D\$ es obvio que en algún momento el NMOS saldrá de la región de saturación y su fórmula para \$I_{DS}\$ ya no es válido.