Activity: Zero-Gain Amplifier (MOS)

Objective

As a continuation of the November StudentZone, this activity introduces a current mirror, which has an output that has been desensitized to variations in input current. Therefore, it is helpful to examine the behavior of a zero-gain amplifier from another perspective, using MOS transistors.

Materials

  • ADALM2000 Active Learning Module
  • Solderless breadboard
  • One 2.2 kΩ resistor (or any similar value)
  • One 168 Ω resistor (use a 100 Ω in series with a 68 Ω)
  • One small signal NMOS transistor (enhancement mode CD4007 or ZVN2110A)

Directions

The schematic of an NMOS zero-gain amplifier is presented in Figure 1.

Figure 1. NMOS zero-gain amplifier.

Hardware Setup

The breadboard connections are as shown in Figure 2. The arbitrary waveform generator 1 output drives one end of resistor R1. Resistor R2 is connected between the gate and drain of transistor M1 with the other end of resistor R1 connected to the gate as well. The source of M1 is grounded; thus, M1 is in a common source configuration.

Figure 2. NMOS zero-gain amplifier breadboard circuit.

Procedure

The waveform generator 1 should be configured for a 1 kHz triangle wave with 4 V amplitude peak-to-peak and 2 V offset. Connect Scope Channel 1 to display output W1 of the AWG. The single-ended input of Scope Channel 2 (2+) is used to measure alternately the gate and drain voltage of M1.

Configure the oscilloscope instrument to capture several periods of the two signals measured. Make sure to enable the XY feature.

Plot examples using the oscilloscope are provided in Figure 3 through Figure 5.

Figure 3. Scopy VGATE plot.

Figure 4. Scopy VDRAIN plot.

Figure 5. An example comparing VGATE and VDRAIN.

Question:

  • What would be the main purpose of introducing a zero-gain amplifier in your circuit designs?

You can find the answer at the StudentZone blog.

Doug Mercer

Doug Mercer

Doug Mercerは、1977年にレンセラー工科大学で電気電子工学の学士号を取得しました。同年にアナログ・デバイセズに入社して以来、直接または間接的に30種以上のデータ・コンバータ製品の開発に携わりました。また、13件の特許を保有しています。1995年にはアナログ・デバイセズのフェローに任命されました。2009年にフルタイム勤務からは退きましたが、名誉フェローとして仕事を続けており、Active Learning Programにもかかわっています。2016年に、レンセラー工科大学 電気/コンピュータ/システム・エンジニアリング学部のEngineer in Residenceに指名されました。

Antoniu Miclaus

Antoniu Miclaus

Antoniu Miclausは、アナログ・デバイセズのシステム・アプリケーション・エンジニアです。アカデミック・プログラムや、Circuits from the Lab®向けの組み込みソフトウェア、QAプロセス・マネジメントなどに携わっています。2017年2月から、ルーマニアのクルジュナポカで勤務しています。現在、バベシュボヨイ大学においてソフトウェア・エンジニアリングに関する修士課程にも取り組んでいます。また、クルジュナポカ技術大学で電子工学と通信工学の学士号を取得しています。