ứng dụng của điện tử công suất, chương 9

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

179
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

sự liên hệ giữa ngõ vào và ngõ ra không tuyến tính như ở BJT. Một sự khác biệt nữa là ở BJT người ta dùng sự biến thiên của dòng điện ngõ vào (IB) làm công việc điều khiển, còn ở FET, việc điều khiển là sự biến thiên của điện thế ngõ vào VGS. Với FET các phương trình liên hệ dùng để phân giải mạch là: IG = 0A (dòng điện cực cổng) ID = IS (dòng điện cực phát = dòng điện cực nguồn). FET có thể được dùng như một linh kiện tuyến tính trong mạch...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ứng dụng của điện tử công suất, chương 9

Chương 9: MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG FET Ở FET, sự liên hệ giữa ngõ vào và ngõ ra không tuyến tính như ở BJT. Một sự khác biệt nữa là ở BJT người ta dùng sự biến thiên của dòng ñiện ngõ vào (IB) làm công việc ñiều khiển, còn ở FET, việc ñiều khiển là sự biến thiên của ñiện thế ngõ vào VGS. Với FET các phương trình liên hệ dùng ñể phân giải mạch là: IG = 0A (dòng ñiện cực cổng) ID = IS (dòng ñiện cực phát = dòng ñiện cực nguồn). FET có thể ñược dùng như một linh kiện tuyến tính trong mạch khuếch ñại hay như một linh kiện số trong mạch logic. E-MOSFET thông dụng trong mạch số hơn, ñặc biệt là trong cấu trúc CMOS. 3.1 PHÂN CỰC JFET VÀ DE-MOSFET ÐIỀU HÀNH THEO KIỂU HIẾM: 3.1.1 Phân cực cố ñịnh. 3.1.2 Phân cực tự ñộng. 3.1.3 Phân cực bằng cầu chia ñiện thế. Vì khi ñiều hành theo kiểu hiếm, 2 loại FET này ñều hoạt ñộng ở ñiện thế cực thoát dương so với cực nguồn và ñiện thế cực cổng âm so với cực nguồn (thí dụ ở kênh N), nên có cùng cách phân cực. Ðể tiện việc phân giải, ở ñây ta khảo sát trên JFET kênh N. Việc DE-MOSFET ñiều hành theo kiểu tăng (ñiện thế cực cổng dương so với ñiện thế cực nguồn) sẽ ñược phân tích ở phần sau của chương này. 3.1.1 Phân cực cố ñịnh: Dạng mạch như hình 3.1
Ta có: IG = 0; VGS = -RGIG - VGG ⇒ RGIG = 0 ⇒ VGS = -VGG (3.1) Ðường thẳng VGS=-VGG ñược gọi là ñường phân cực. Ta cũng có thể xác ñịnh ñược ID từ ñặc tuyến truyền. Ðiểm ñiều hành Q chính là giao ñiểm của ñặc tuyến truyền với ñường phân cực. Từ mạch ngõ ra ta có: VDS = VDD - RDID (3.2 ) Ðây là phương trình ñường thẳng lấy ñiện. Ngoài ra: VS = 0 VD = VDS = VDD - RDID VG = VGS = -VGG 3.1.2 Phân cực tự ñộng: Ðây là dạng phân cực thông dụng nhất cho JFET. Trong kiểu phân cực này ta chỉ dùng một nguồn ñiện một chiều VDD và có thêm một ñiện trở RS mắc ở cực nguồn như hình 3.3 Vì IG = 0 nên VG = 0 và ID = IS ⇒ VGS = VG - VS = -RSID (3.3) Ðây là phương trình ñường phân cực. Trong trường hợp này VGS là một hàm số của dòng ñiện thoát ID và không cố ñịnh như trong mạch phân cực cố ñịnh. - Thay VGS vào phương trình schockley ta tìm ñược dòng ñiện thoát ID. - Dòng ID cũng có thể ñược xác ñịnh bằng ñiểm ñiều
hành Q. Ðó là giao ñiểm của ñường phân cực với ñặc tuyến truyền.
Mạch ngõ ra ta có: VDS = VDD-RDID-RSIS = VDD-(RD + RS)ID (3.5 ) Ðây là phương trình ñường thẳng lấy ñiện. Ngoài ra: VS=RSID ; VG = 0; VD = VDD-RDID 3.1.3 Phân cực bằng cầu chia ñiện thế: Dạng mạch như hình 3.5 Ta có: VGS = VG - VS VS = RSIS = RSID ⇒ VGS = VG - RSID (3.7) Ðây là phương trình ñường phân cực. VGS < 0 Do JFET ñiều hành theo kiểu hiếm nên phải chọn R1, R2 tức và RS sao cho IDQ và VGSQ chính là tọa ñộ giao ñiểm của ñường truyề phân cực và ñặc tuyến n. Ta thấy khi RS tăng, ñường phân cực nằm ngang hơn, tức VGS âm hơn và dòng ID nhỏ hơn. Từ ñiểm ñiều hành Q, ta xác ñịnh ñược VGSQ và IDQ. Mặt khác: VDS = VDD - (RD + RS)ID (3.8) VD = VDD - RDID (3.9) VS = RSID (3.10) 3.2 DE-MOSFET ÐIỀU HÀNH KIỂU TĂNG: 3.2.1Phân cực bằng cầu chia ñiện thế.
3.2.2 Phân cực bằng hồi tiếp ñiện thế. Ta xét ở DE-MOSFET kênh N.
Ðể ñiều hành theo kiểu tăng, ta phải phân cực sao cho VGS >0 nên ID >IDSS, do ñó ta phải chú ý ñến dòng thoát tối ña IDmax mà DE-MOSFET có thể chịu ñựng ñược. 3.2.1 Phân cực bằng cầu chia ñiện thế: Ðây là dạng mạch phân cực thông dụng nhất. Nên chú ý là do ñiều hành theo kiểu tăng nên không thể dùng cách phân cực tự ñộng. Các ñiện trở R1, R2 , RS phải ñược chọn sao cho VG>VS tức VGS >0. Thí dụ ta xem mạch phân cực hình 3.7. - Ðặc tuyến truyền ñược xác ñịnh bởi: IDSS = 6mA VGS(o ff) =- 3v
- Ðường phân cực ñược xác ñịnh bởi: VGS = VG-RSID Vậy VGS(off) = 1.5volt - ID(mA). 0,15 (kΩ) Từ ñồ thị hình 3.8 ta suy ra: IDQ =7.6m A VGSQ = 0.35v VDS = VDD - (RS+RD)ID = 3.18v