Mạch điện tử-Chương 6-phần 1
lượt xem 8
download
Tài liệu tham khảo dùng cho sinh viên các trường đại học cao đẳng môn điện-điện tử
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Mạch điện tử-Chương 6-phần 1
- CHÖÔNG 6: TRANSISTOR HIEÄU ÖÙNG TRÖÔØNG FET 6.1 Giôùi thieäu 6.2 Lyù thuyeát hoaït ñoäng cuûa JFET 6.3 Lyù thuyeát hoaït ñoäng cuûa MOSFET 6.4 Giaûi tích ñoà thò vaø phaân cöïc 6.5 Giaûi tích tín hieäu lôùn – Söï saùi daïng 6.6 Giaûi tích tín hieäu nhoû 6.7 Môû roäng Chöông 6 1
- 6.1 Giôùi thieäu Transistor hieäu öùng tröôøng (Field Effect Transistor – FET): JFET: Junction FET MOSFET: Metal-Oxid Semiconductor FET (Insulated-Gate – IGFET) Tính chaát (Phaân bieät vôùi BJT) Nhaïy vôùi ñieän aùp (voltage-sensitive) Trôû khaùng vaøo raát cao 6.2 Lyù thuyeát hoaït ñoäng cuûa JFET 6.2.1 Caáu taïo (n-channel JFET): Chöông 6 2
- 6.2.2 Hoaït ñoäng: Giaû söû S vaø G noái ñaát; vDS > 0: ⇒ Doøng iD : D → S: Phuï thuoäc vaøo vDS vaø Ñieän trôû keânh n (Rn-Channel) Doøng iChannel – Gate ≈ 0: Do Diode taïo bôûi tieáp xuùc pn Channel-Gate phaân cöïc nghòch (a) Khi vDS taêng: Vuøng khuyeát (depletion region – vuøng gaïch cheùo) taêng → Rn-Channel taêng (b) vDS = Vpo (Ñieän aùp ngheõn: pinch-off voltage): Hai vuøng khuyeát chaïm nhau: iD = Ipo Chöông 6 3
- (c) vDS > Vpo: Va = Vpo = const → iD = Ipo = const (d) vDS = BVDSS: Ñieän aùp ñaùnh thuûng. Ñoà thò: Giaû söû vDS = const; vGS thay ñoåi: vGS < 0: Taêng vuøng khuyeát → i) RChannel taêng → iD giaûm ii) Vpo giaûm vGS > 0: Giaûm vuøng khuyeát → i) RChannel giaûm → iD taêng ii) Vpo taêng Chöông 6 4
- ⇒ “Voltage-Sensitive Device” Ñoà thò: Löu yù: n-JFET: Phaân cöïc sao cho khoâng coù doøng IChannel-Gate (vGS ≤ 0 hoaëc vGS nhoû > 0) 6.2.3 Ñaëc tuyeán: Ñieän aùp vDS taïi ñieåm ngheõn: vDS-Pinch Off = Vp = Vpo + vGS Ñieän aùp ñaùnh thuûng: BVDSX ≈ BVDSS + vGS Ñaëc tuyeán VA trong vuøng baõo hoøa (Giöõa ñieän aùp ngheõn vaø ñaùnh thuûng: Vp < vDS < BVDSX) ⎡ 3v ⎛ vGS ⎞ ⎤ 3/ 2 iD = I po ⎢1 + GS + 2⎜ − ⎟ ⎥ vôùi vGS < 0 ⎜V⎟ ⎥ ⎢ V po ⎝ po ⎠ ⎣ ⎦ Nhaän xeùt: vGS = 0: iD = Ipo Chöông 6 5
- VGS = - Vpo: iD = 0 Trong vuøng baõo hoøa: iD khoâng phuï thuoäc vDS Aûnh höôûng nhieät ñoä: 3/ 2 ⎡ ⎛ vGS ⎞ ⎤ 3/ 2 ⎛T ⎞ 3v iD = I ' po ⎜ 0 ⎟ ⎢1 + GS + 2⎜ − ⎟⎥ ⎜V⎟ ⎥ ⎝T ⎠ ⎢ V po ⎝ po ⎠ ⎣ ⎦ trong ñoù: I’po = iD khi vGS = 0 taïi nhieät ñoä T0. 6.3 Lyù thuyeát hoaït ñoäng cuûa MOSFET 6.3.1 Caáu taïo (n-channel MOSFET): Ban ñaàu chöa coù keânh daãn giöõa D vaø S (enhancement mode) Nhaän xeùt: Cöïc coång Gate: Metal – Oxide – Semiconductor (MOS) Chöông 6 6
- 6.3.2 Hoaït ñoäng: Hoaït ñoäng loaïi taêng (enhancement mode): vGS > 0: Hình thaønh keânh daãn caûm öùng: vGS > VTN : Ñieän aùp ngöôõng ⇒ Taïo keânh daãn n caûm öùng giöõa S vaø D vGS taêng → Beà roäng vaø ñieän daãn (conductivity) keânh daãn taêng Thay ñoåi vDS: Töông töï JFET: (a) Khi vDS taêng → Taêng vuøng khuyeát → Rn-Channel taêng: Vuøng tuyeán tính Chöông 6 7
- (b) vDS = Vp = vGS - VTN: Ñieän aùp ngheõn: Rn-Channel → ∞ (100 KΩ) Chöông 6 8
- (c) vDS > Vp: iD ≈ const: Vuøng baõo hoøa Ñoà thò: Löu yù: enhancement mode n-MOSFET: Phaân cöïc vGS ≥ VTN Chöông 6 9
- 6.3.3 Ñaëc tuyeán: Ñieän aùp vDS taïi ñieåm ngheõn: vDS – Pinch Off = Vp = vGS – VTN = vGS + Vpo (Vôùi Vpo = - VTN < 0) Ñaëc tuyeán VA trong vuøng tuyeán tính (vDS < vGS - VTN = Vp): i DS = k n [2(vGS − VTN ) − v DS ] 2 Ñaëc tuyeán VA trong vuøng baõo hoøa (vDS ≥ vGS - VTN = Vp): 2 ⎛v⎞ = k n [vGS − VTN ] 2 = I po ⎜1 + GS ⎟ vôùi Ipo = knVTN2 vaø Vpo = - VTN i DS ⎜ ⎟ ⎝ V po ⎠ Nhaän xeùt: n-JFET: vGS ≤ 0, Vpo > 0; Enhancement mode n-MOSFET: vGS > 0, Vpo < 0 Ñaëc tuyeán VA: JFET: Baäc 3/2 ≈ MOSFET: Baäc 2 2 ⎛v⎞ − VTN ] 2 = I po ⎜1 + GS ⎟ ⇒ Xem gaàn ñuùng cho caû hai loaïi FET: i DS = k n [vGS ⎜ ⎟ ⎝ V po ⎠ Aûnh höôûng nhieät ñoä: 3/ 2 ' ⎛ To ⎞ I po = I po ⎜ ⎟ ⎝T ⎠ Chöông 6 10
- 6.4 Giaûi tích ñoà thò vaø phaân cöïc 6.4.1 Phaân cöïc JFET: DCLL: VDD = vDS + iD (Rd + Rs) Phöông trình phaân cöïc: vGS = - iD Rs (Xem iG ≈ 0) Nhaän xeùt: Maïch töï phaân cöïc (self-bias): Do vGS < 0 taïo ra bôøi Rs Ví duï: Thieát keá maïch vôùi tónh ñieåm Q: VDSQ = 15V; IDQ = 3,5 mA Thay vaøo DCLL: Rd +Rs = (VDD – VDSQ) / IDQ = (30 – 15) / 3,5 = 4,3 KΩ Töø ñaëc tuyeán VA: VGSQ = -1 V ⇒ Rs = - VDSQ / IDQ = 1V / 3,5 mA = 286 Ω ⇒ Rd ≈ 4 KΩ Choïn Rs = 270 Ω vaø Rd = 3,9 KΩ Chöông 6 11
- 6.4.2 Phaân cöïc MOSFET: Coång phaân cöïc thuaän (forward-biased gate) söû duïng maïch phaân cöïc ngoaøi (töông töï BJT): DCLL: VDD = vDS + iD (Rd + Rs) ⎛ R1 ⎞ Phöông trình phaân cöïc: vGS = ⎜ ⎜ R + R ⎟V DD − i D RS = VGG – iD Rs ⎟ ⎝1 2⎠ ⎛ R1 ⎞ trong ñoù: VGG = ⎜ ⎜ R + R ⎟V DD : Ñieän aùp cung caáp cho cöïc coång ⎟ ⎝1 2⎠ Nhaän xeùt: Rs: Caûi thieän söï oån ñònh tónh ñieåm Q baèng doøng DC hoài tieáp. R3: Khoâng coù taùc duïng DC, duøng ñeå taêng trôû khaùng ngoõ vaøo AC. Baøi toaùn: Xaøc ñònh maïch phaân cöïc (VGG, Rs, Rd) ñeå cöïc tieåu hoùa söï thay ñoåi Q theo t0 Chöông 6 12
- 2 ⎛ ⎞ 3/ 2 ' ⎛ T0 ⎞ ⎜1 + vGS ⎟ Töø phöông trình: i D = I po ⎜ ⎟ ⎝ T ⎠ ⎜ V po ⎟ ⎝ ⎠ − 3/ 2 di / i ⇒ Ñoä nhaïy: S TD = D D = i ⎛ V − RS i D ⎞ RS dT / T 1 + 2 I 'po (To / T ) 3 / 2 ⎜1 + GG ⎟ ⎜ ⎟V V po ⎝ ⎠ po Nhaän xeùt: Rs ≠ 0 laøm giaûm ñoä nhaïy iD theo t0 → Caûi thieän ñoä oån ñònh Ñeå cöïc tieåu S TD : i ⇒ VGG = 2VGSQ + Vpo VGSQ + V po Rs = I DQ 6.5 Giaûi tích tín hieäu lôùn – Söï saùi daïng Chöông 6 13
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Cách đọc sơ đồ mạch điện: Phần 1
55 p | 3490 | 1236
-
Cách đọc sơ đồ mạch điện: Phần 2
79 p | 1373 | 705
-
Mạch điện tử 2
198 p | 669 | 278
-
Giáo trình mạch điện tử Phần 6
20 p | 325 | 168
-
Giáo trình mạch điện tử - Chương 6-1
13 p | 356 | 145
-
Bài giảng mạch điện tử : MẠCH KHUẾCH ÐẠI HỒI TIẾP (Feedback Amplifier) part 1
5 p | 492 | 87
-
Điện tử căn bản - Chương 6
11 p | 156 | 64
-
Bài giảng Điện tử công suất _ Chương 6
2 p | 258 | 52
-
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ISIS - PHẦN 6
12 p | 191 | 44
-
Giáo trình trang bị điện - Phần I Khí cụ điện và trang bị điện - Chương 6
9 p | 155 | 36
-
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ISIS - PHẦN 4
38 p | 143 | 33
-
GIÁO TRÌNH MẠCH ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA NỘI TRỞ NGUỒN TÍN HIỆU (RS) VÀ TỔNG TRỞ TẢI (RL) LÊN MẠCH KHUẾCH ÐẠI
0 p | 164 | 14
-
Lý thuyết mạch điện tử 1: Phần 2 - Lê Tiến Thường
122 p | 31 | 14
-
Bài giảng Kỹ thuật Điện đại cương-Chương 6-Phần bài tập
6 p | 104 | 11
-
Bài giảng môn Điện tử số - ThS. Trần Thúy Hà
273 p | 38 | 7
-
Bài giảng Điện tử số: Phần 1 - ĐH Phạm Văn Đồng
57 p | 62 | 3
-
Giáo trình Kỹ thuật xung: Phần 1 - Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn Đình Phú
85 p | 13 | 3
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn