Giáo trình mạch điện tử - Chương 6-2

Chia sẻ: Chu Văn Thắng Doremon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

329
lượt xem 129
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình mạch điện tử - chương 6-2', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình mạch điện tử - Chương 6-2

6.6 Giaûi tích tín hieäu nhoû 6.6.1 Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû: Maïch töông ñöông tìn hieäu nhoû (taàn soá daûi giöõa): Ñieän trôû gate-source: ∂v hi = rgs = GS → ∞ : Hôû maïch ∂iG Q Heä soá khueách ñaïi aùp ngöôïc: hr ≈ 0 Chöông 6 14
Ñoä xuyeân daãn (transconductance): ∂i gm = DS (S) ∂vGS Q 2 ⎛ v ⎞ Töø coâng thöùc: i DS = k n [vGS − VTN ]2 = I po ⎜1 + GS ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ V po ⎠ ⇒ gm = 2 k n I DSQ Ñieän trôû drain-source: ⎛ ∂v ⎞ rds = ⎜ DS ⎟ ⎜ ∂i ⎟ ⎝ DS ⎠ Q Lyù thuyeát: rds → ∞ Thöïc teá: rds ≈ 20 – 500 KΩ; rds ∼ 1/IDQ Heä soá khueách ñaïi: ∂v µ = − DS = gmrds ∂vGS Q 6.6.2 Maïch khueách ñaïi aùp cöïc nguoàn chung (CS): Maïch CS: Chöông 6 15
Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû: Trôû khaùng vaøo nhìn töø nguoàn: Zi = R3 + (R1 // R2) Trôû khaùng ra nhìn töø taûi: Zo = Rd // rds v Zi Heä soá khueách ñaïi aùp: Av = L = − g m ( R L // Z o ) vi Z i + ri Chöông 6 16
Ví duï: Xaùc ñònh Av, Zi, Zo cuûa maïch KÑ duøng MOSFET sau: Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû: v gs − v ds v ds Taïi D: i = = g m v gs + Rf rds // R L Chöông 6 17
−1 v ⎛ 1 1 ⎟⎞ Vôùi vgs = vi ⇒ Av = ds = −( g m − 1 / R f )⎜ + ≈ − g m (rds // R L ) = - 12 vi ⎜ r // R Rf ⎟ ⎝ ds L ⎠ vi vi Rf Zi = = = = 7,7 KΩ i (vi − v ds ) / R f 1 − Av v ds Zo = = R f // rds = 13 KΩ io vi =0 6.6.3 Maïch theo nguoàn (Source follower – CD): Maïch CD: DCLL: VDD = vDS + iDS (Rs1 + Rs2) Ñieän aùp phaân cöïc: VGSQ = - IDSQ Rs1 Thoâng thöôøng, ñeå Q naèm giöõa DCLL: vDS ≈ (VDD / 2) >> VGSQ ⇒ Rs1
Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû: (Giaû söû boû qua R1 raát lôùn) vs Trôû khaùng ngoõ ra (nhìn töø Rs): Z o = io vi =0 Ngoõ ra: vs = µvgs + iords Do vi = 0 → vgs = - vs ⇒ vs = - µvs + iords r 1 ⇒ Zo = ds ≈ (Giaû söû µ >> 1) µ +1 gm vs Ñoä lôïi aùp hôû maïch (khoâng coù Rs): Av ' = Rs →∞ vg Ngoõ ra: vs = µvgs = µ (vg – vs) µ ⇒ Av = ' ≈ 1 (Giaû söû µ >> 1) µ +1 Chöông 6 19
vg Trôû khaùng ngoõ vaøo: Z i = ii Ñeå xaùc ñònh Zi, söû duïng nguoàn töông ñöông Thevenin ngoõ ra: vs vs ' Av Rs µ g R ⇒ Av = = = = × m s vi v g 1 / g m + Rs µ + 1 1 + g m Rs Rs 2 Rs 2 Vôùi giaû söû R1 >> Rs2: iiR1 = vg – va ≈ vg - v s = vg - Av v g Rs 2 + Rs1 Rs 2 + Rs1 vg R1 ⇒ Zi = ≈ ≈ (µ + 1)R1 (Giaû söû Rs2 >> Rs1) ii µ Rs 2 1− × µ + 1 Rs1 + Rs 2 Nhaän xeùt: Gioáng nhö maïch Emitter Follower (BJT): Zi lôùn; Zo nhoû; Av ≈ 1 Chöông 6 20
6.6.4 Phaûn aùnh trôû khaùng: Xeùt maïch sau: Maïch töông ñöông tin hieäu nhoû: Chöông 6 21
µv gs + v3 − v 2 ⇒ ids = Rs + rds + Rd trong ñoù: vgs = v1 – v2 – ids Rs µv + v − ( µ + 1)v 2 ⇒ ids = 1 3 ⇒ Maïch töông ñöông khi phaûn aùnh vaøo cöïc D: ( µ + 1) Rs + rds + Rd Chöông 6 22
µv1 /( µ + 1) + v3 /( µ + 1) − v 2 Vieát laïi: ids = ⇒ Maïch töông ñöông khi phaûn aùnh vaøo cöïc S: Rs + rds /( µ + 1) + Rd /( µ + 1) Chöông 6 23
Caùc böôùc thöïc hieän phaûn aùnh trôû khaùng: 1) Töông ñöông ñoaïn DS cuûa FET baèng ñieän trôû rds noái tieáp nguoàn aùp (µv1) [cöïc döông ôû S]. Xem ñoaïn maïch naøy gaén lieàn vôùi phaàn maïch cöïc D 2) Phaûn aùnh vaøo D: Giöõ nguyeân phaàn maïch cöïc D vaø ñoaïn töông ñöông DS Phaàn maïch cöïc S × (µ + 1) 3) Phaûn aùnh vaøo S: Giöõ nguyeân phaàn maïch cöïc S Phaàn maïch cöïc D vaø ñoaïn töông ñöông DS : (µ + 1) Ví duï: Phaân tích laïi maïch CD baèng caùch phaûn aùnh trôû khaùng vaøo phaàn maïch cöïc S Maïch töông ñöông: Chöông 6 24
Phaân tích maïch: KVL, KCL Chöông 6 25
6.6.5 Maïch taùch pha (phase-splitting circuit): vo1 vo 2 R Tín hieäu nhoû: ids = − = ⇒ vo 2 = − s vo1 Rd Rs Rd Neáu Rs = Rd ⇒ vo2 = - vo1 : Maïch taùch pha Ñeå xaùc ñònh Av1, Av2, Zo1, Zo2: Söû duïng pp phaûn aùnh trôû khaùng vôùi v2 = v3 = 0 v µR d ⇒ Av1 = o1 = − vi ( µ + 1) Rs + rds + Rd v µR s Av 2 = o 2 = − vi ( µ + 1) Rs + rds + Rd Z o1 = Rd //[rds + ( µ + 1) Rs ] r R Z o 2 = Rs //[ ds + d ] µ +1 µ +1 Chöông 6 26
6.6.6 Maïch khueách ñaïi cöïc coång chung (CG): Maïch CG: Trôû khaùng ngoõ vaøo: Phaûn aùnh vaøo maïch cöïc S: rds + Rd ⇒ Zi = Rsg = µ +1 Trôû khaùng ngoõ ra: Phaûn aùnh vaøo maïch cöïc D: Chöông 6 27
⇒ Zo = rds + (µ + 1)ri Heä soá khueách ñaïi: vd ( µ + 1) R d Av = = vi R d + rds + ( µ + 1)ri Chöông 6 28
6.7 Môû roäng 6.7.1 FET keânh p: p-channel JFET Caáu taïo: Ñaëc tuyeán VA: Chöông 6 29
p-channel MOSFET Caáu taïo: Ñaëc tuyeán VA: Chöông 6 30
Nhaän xeùt: p-channel FET (iSD, vSD, vSG) töông töï n-channel FET (iDS, vDS, vGS) 6.7.2 Depletion-mode MOSFET: So saùnh: Khi vGS = 0: Enhancement-mode: Khoâng coù keânh daãn giöõa D vaø S Depletion-mode: Coù keânh daãn giöõa D vaø S ⇒ Enhancement-mode: VTN > 0: Ñieän aùp ngöôõng hình thaønh keânh daãn. Depletion-mode: VTN < 0: Ñieän aùp ngöôõng taét keânh daãn. Ñaëc tuyeán: Chöông 6 31