Đang tải... (xem toàn văn)
Transistor laø moät linh kieän baùn daãn 3 lôùp goàm 2 lôùp n vaø 1 lôùp loaïi p – ñöôïc goïi laø transistor npn hoaëc 2 lôùp loaïi p vaø 1 lôùp n – ñöôïc goïi laø transistor pnp. Caû 2 transistor ñöôïc trình baøy ôû hình 3.1. Lôùp baùn daãn beân ngoaøi daøy hôn lôùp baùn daãn chính giöõa, ñoái vôùi transistor ôû hình 31 tæ leä veà beà daøy cuûa caû transistor so vôùi ñoä daøy lôùp giöõa laø 0,1500,001 = 150:1.
I TRANSISTOR LƯỢNG CỰC (BJT – Bipolar Junction Transistor) Cấu trúc transistor: Transistor linh kiện bán dẫn lớp gồm lớp n lớp loại p – gọi transistor npn lớp loại p lớp n – gọi transistor pnp Cả transistor trình bày hình 3.1 Lớp bán dẫn bên dày lớp bán dẫn giữa, transistor hình 3-1 tỉ lệ bề dày transistor so với độ dày lớp 0,150/0,001 = 150:1 (a) (b) Hình 3-1 Cấu trúc kí hiệu transistor pnp npn Các cực ký hiệu kí tự E cho chữ Emitter (cực phát), C cho chữ Collector (cực thu) B cho chữ Base (cực nền) Nguyên lý hoạt động BJT: Do có loại transistor nên để giải thích hoạt động transistor ta dùng transistor loại pnp hình 3-1a Trong hình 3-2, transistor pnp điện áp phân cực mối nối CB có phân cực mối nối BE phân cực thuận hoạt động giống chuyển tiếp pn nói chương Vùng nghèo giảm có di chuyển hạt tải đa số từ p sang n Hình 3-2 Phân cực thuận mối nối BE Hình 3-3 Phân cực nghòch mối nối BC Điện tử Nếu mối nối BE không phân cực mối nối CB phân cực ngược hình 3-3 hoạt động giống diode phân cực ngược – vùng nghèo dày lên, dòng hạt tải đa số dòng hạt tải tiểu số Trường hợp mối nối phân cực hình 3-4 – mối nối BE phân cực thuận, mối nối BC phân cực ngược Do mối nối BE phân cực thuận nên số lượng lớn hạt tải đa số chất bán dẫn p khuếch tán qua mối nối p-n vào chất bán dẫn n, chất bán dẫn n mỏng nên có số lượng hạt tải tái hợp tạo nên dòng IB có giá trò nhỏ khoảng vài A Một số lượng lớn hạt tải lại trở thành hạt tải tiểu số mối nối BC phân ngược nên hạt tải tiếp tục di chuyển sang mối nối sang vùng chất bán dẫn p cực C tạo nên dòng IC p dụng đònh luật Kirchhoff ta có: (3-1) I E IC I B Trong dòng IC xem tổng dòng: dòng hạt tải đa số IC majority (nếu nói từ vùng E) dòng hạt tải tiểu số kí hiệu ICO minority (dòng IC mối nối BE hở mạch): I C I Cmajority I CO ority (3-2) Đối với transistor thông dụng dòng IC đo vào khoảng mA dòng ICO có giá trò nhỏ nằm khoảng từ nA đến A ICO giống dòng IS diode phân cực ngược nhạy với nhiệt độ nên cần phải khảo sát cẩn thận sử dụng ứng dụng có tầm nhiệt độ rộng Hình 3-4 Chiều hạt tải đa số tiểu số chạy transistor pnp Đặc tuyến vôn _ ampe: a Mạch cực B chung – CB (Common Base): Cấu hình mạch cực B chung cho BJT pnp npn trình bày hình 3-5 Các chiều mũi tên cho biết chiều dòng điện 46 Chương 3: Đại cương transistor Hình 3.5 Mạch mắc B chung cho BJT pnp npn Để diễn tả đầy đủ đáp ứng linh kiện cực mạch mạch khuếch đại CB đòi hỏi họ đặc tuyến: họ đặc tuyến ngõ vào họ đặc tuyến ngõ Họ đặc tuyến ngõ vào mạch khuếch đại cực B chung trình bày hình vẽ 3-6 diễn tả liên hệ dòng điện ngõ vào IE với điện áp ngõ vào VBE tương ứng với điện áp khác VCB Hình 3-6 Họ đặc tuyến ngõ vào mạch khuếch đại cực B chung Họ đặc tuyến ngõ diễn tả liên hệ dòng điện IC với điện áp VCB tương ứng với dòng điện ngõ vào IE khác trình bày hình 3-7 47 Điện tử Hình 3-7 Họ đặc tuyến ngõ mạch khuếch đại cực B chung Đặc tuyến chia thành vùng: vùng tích cực (active); vùng ngưng dẫn (cutoff) vùng bảo hòa (saturation) Vùng tích cực thường sử dụng mạch khuếch đại tuyến tính Trong vùng tích cực mối nối CB phân cực ngược mối nối BE phân cực thuận Chú ý họ đặc tuyến hình 3-7 vùng tích cực, dòng điện IC tăng gần dòng điện IE: (3-3) IC I E Trong vùng ngưng dẫn, dòng IE = dòng điện cực C xem phụ thuộc vào dòng bảo hòa ngược ICO có giá trò nhỏ khoảng vài A xem dòng IC = 0, mạch điện vẽ lại hình 3-8 Hình 3.8: Khi dòng IE = Trong vùng ngưng dẫn mối nối CB BE phân cực ngược Trong vùng bảo hòa điện áp VCB 0V Trong vùng bảo hòa mối nối CB BE phân cực thuận Trong họ đặc tuyến ngõ vào hình 3-6 với điện áp VCB cố đònh điện áp VBE tăng dòng điện IE tăng đặc tuyến giống diode Qua khảo sát đặc tuyến ta thấy để transistor làm việc vùng khuếch đại điện áp phân cực mối nối BE: VBE = 0,7V (3-4) Hệ số : Trong cấu hình dc dòng điện IC IE phụ thuộc vào hạt tải đa số có mối liên hệ với hệ số alpha hay gọi hệ số truyền đạt xác đònh phương trình: 48 Chương 3: Đại cương transistor dc IC IE (3-5) Trong IE IC dòng điện điểm làm việc Đối với linh kiện thực tế hệ số alpha nằm khoảng từ 0,9 đến 0,998 Hệ số alpha dc hay gọi alpha (), phương trình (3-2) viết lại sau: (3-6) I C I E I CBO Đối với trường hợp tín hiệu ac điểm làm việc di chuyển đường cong đặc tính hệ số alpha ac xác đònh với VCB= số sau: I (3-7) ac C I E Hoạt động khuếch đại transistor: Mối quan hệ dòng IC IE thiết lập trên, hoạt động khuếch đại transistor trình bày mạch điện hình 3.9 Điện áp phân cực không xuất cấu hình quan tâm đến đáp ứng tín hiệu ac Hình 3.9 Hoạt động khuếch đại điện áp mạch B chung Đối với mạch CB, điện trở ac xác đònh đường cong đặc tính hình 3-6 có giá trò nhỏ nằm khoảng từ 10 đến 100 Điện trở ngõ xác đònh đường cong đặc tính hình 3-7 có giá trò lớn nằm khoảng từ 50 k đến 1M Sự khác điện trở mối nối EB phân cực thuận mối CB phân cực ngược Ta chọn điện trở ngõ vào 20 dòng điện vào xác đònh: Ii Vi 200mV 10mA Ri 20 Nếu giả sử hệ số ac = (IE IC) , đó: I L I i 10mA Và VL I L R (10mA) (5k) 50V Khi hệ số khuếch đại điện áp Av VL 50V 250 Vi 200mV Hệ số khuếch đại đại điện áp mạch cực B chung thường nằm khoảng từ 50 đến 300 Hệ số khuếch đại dòng điện (IC/IE) luôn nhỏ b Mạch cực E chung – CE (Common Emitter): 49 Điện tử Mạch cực E chung có dạng hình 3-10 transistor pnp npn Gọi cực E chung cực tín hiệu vào cực tín hiệu Hình 3-10 Mạch khuếch đại mắc cực E chung Hai họ đặc tính vào đặc tính trình bày hình 3-11 Hình 3.11: Mạch mắc CE a đặc tuyến ngõ ra; b đặc tuyến ngõ vào Mặc dù cấu hình mạch bò thay đổi mối liên hệ dòng điện thiết lập mạch B chung không thay đổi Có nghóa IE = IC + IB IC = IE Đối với mạch cực E chung, đặc tuyến ngõ diễn tả mối quan hệ dòng điện IC điện áp VCE dãy dòng điện ngõ vào IB khác Đặc tuyến ngõ vào diễn tả mối quan hệ dòng điện vào IB điện áp vào VBE dãy điện áp VCE khác Giá trò dòng điện IB vào khoảng A giá trò dòng điện IC vào khoảng mA 50 Chương 3: Đại cương transistor Trong vùng tích cực mạch khuếch đại cực E chung mối nối CB phân cực ngược mối nối BE phân cực thuận Trong vùng tích cực mạch cực E chung có chức khuếch đại điện áp dòng điện Trong vùng ngưng dẫn, cho thấy dòng điện IB dòng điện IC khác Đối với mạch cực B chung, dòng điện IE = dòng điện IC dòng điện bảo hòa ngược ICBO Lý khác chứng minh từ phương trình (3-3) (3-6) sau: I C I E I CBO Thay 3.1 vào, ta có: I C ( I C I B ) I CBO Suy dòng IC: I I I C B CBO 1 1 Đặt: I I CEO CBO 1 IB (3-8) (3-9) Đối với mục đích khuếch đại tuyến tính, vùng ngưng dẫn cấu hình cực E chung xác đònh IC = ICEO Và minh họa hình 3-12 Hình 3-12: Dòng rỉ ICEO Đối với đặc tuyến ngõ vào mạch cực E chung giống mạch cực B chung tính gần điện áp VBE = 0,7V BJT hoạt động vùng khuếch đại bão hòa Hệ số : Trong cấu hình dc, dòng điện IC IB có mối liên hệ với hệ số beta, hay gọi hệ số khuếch đại dòng điện dc, xác đònh phương trình: I (3-10) C IB Trong IB IC dòng điện điểm làm việc đường đặc tuyến Đối với linh kiện thực tế hệ số nằm khoảng từ 50 đến 400 Nếu linh kiện có hệ số = 200 điều có nghóa dòng điện IC lớn gấp 200 lần dòng điện IB Khi tra thông số transistor, hệ số dc thường xem hFE Đối với tín hiệu ac hệ số ac xác đònh sau: I ac C (3-11) I B VCEconstan t Khi tra thông số transistor hệ số ac hệ số hfe Chú ý khác thông số ac dc, hFE hfe 51 Điện tử Mối quan hệ hệ số alpha beta: Ta có I E IC I B Từ phương trình (3-5) suy IE = IC/ từ phường trình (3-10) ta suy IB = IC/, vào phương trình được: 1 1 Suy Hay 1 1 (3-12a) (3-12b) Từ phương trình ta suy 1 1 Phương trình (3-9) viết lại theo hệ số sau: I CEO ( 1) I CBO I CBO (3-13) Từ phương trình (3-10) suy I C I B (3-14) Và I E I C I B I B I B ( 1) I B (3-15) c Mạch cực C chung – CC (Common Collector): Cấu hình mạch cực C chung trình bày hình 3-13 Hình 3.13: Mạch mắc CC Mạch cực C chung có tính chất tổng trở vào lớn tổng trở nhỏ ngược với cấu hình mạch cực B chung cực E chung Đặc tuyến ngõ cấu hình mạch cực C chung giống mạch cực E chung IE = IC dùng chung đường đặc tuyến với mạch CE 52 Các thông số giới hạn BJT: Chương 3: Đại cương transistor Đối với transistor có vùng hoạt động đặc tuyến, phải đảm bảo độ dao động cực đại không vượt vùng giới hạn này, lúc tín hiệu ngõ có độ méo dạng nhỏ vùng xác đònh đặc tính transistor hình 3-14 Hình 3.14: Đặc tuyến ngõ BJT npn vùng giới hạn Các giới hoạt động dòng điện IC cực đại điện áp cực C E (thường ký hiệu VCEO) Đối với hình 3-14, dòng điện Icmax xác đònh 50mA điện áp VCEO 20V Điện áp bảo hòa VCEsat thường 0,3V Công suất tiêu tán cực đại xác đònh phương trình: (3-16) PC max VCE I C Đối với transistor hình 3.14 công suất tiêu tán là: PC max VCE I C 10 30 300mW Trong hình 3-14, điểm đường đặc tuyến có công suất tiêu tán 300mW Nếu ta chọn IC = 50mA ta suy điện áp VCE = 6V ta chọn điện áp VCE = 20V dòng IC = 15mA Nếu ta chọn dòng điện IC nằm 25mA điện áp VCE = 12V Vùng ngưng dẫn xác đònh bên dòng điện IC = ICEO Vùng ngưng dẫn cần phải tránh không tín hiệu bò méo dạng Tóm lại hoạt động transistor vùng xác dònh hình 3.19 đảm bảo độ méo dạng tín hiệu nhỏ dòng điện điện áp không làm hư transistor Nếu đường cong đặc tuyến không cho bảng thông số phải ý đến thông số IC, VCE công suất tiêu tán phải thỏa mãn phương trình (3-17): ICEO IC ICmax VCesat VCE VCemax (3-17) VCE IC PCmax Đối với mạch cực B chung đường cong công suất tiêu tán xác đònh phương trình: 53 Điện tử PC max VCB I C II (3-18) TRANSISTOR TRƯỜNG – FET (Filed Effect Transistor) Có loại FET trình bày chương JFET (transistor trường chuyển tiếp Junction FET) MOSFET (Metal oxide semiconductor FET) MOSFET lại chia làm loại MOSFET: E-MOSFET D-MOSFET Transistor MOSFET linh kiện quan trọng sử dụng thiết kế xây dựng mạch điện tích hợp cho máy tính JFET: JFET linh kiện bán dẫn cực, cấu trúc kí hiệu JFET kênh n JFET kênh p hình 3.15 Hình 3.15: Cấu trúc kí hiệu JFET kênh n JFET kênh p Do có loại JFET nên để giải thích hoạt động transistor ta dùng JFET kênh n Chú ý thành phần chủ yếu cấu trúc chất bán dẫn n hình thành kênh nằm chất bán dẫn loại p Đỉnh kênh chất bán dẫn n nối với Ohmic đưa tạo thành cực có tên D (drain: cực máng), phía bên tạo thành cực có tên S (source: cực nguồn) Hai chất bán dẫn loại p nối chung với tạo thành cực có tên G (gate: cực cổng) Trường hợp VGS = 0, VDS có giá trò dương: 54 Chương 3: Đại cương transistor Hình 3.16: Mạch phân cực cho JFET kênh n với VGS = Ngay điện áp VDD (=VDS) áp đặt tới, điện tử di chuyển từ cực nguồn S đến cực máng D thiết lập nên dòng điện ID với chiều dòng điện xác đònh hình 3.16 Dòng điện chạy vào cực D dòng điện chạy khỏi cực S kết ID = IS Điều cần phải quan tâm vùng nghèo rộng nằm gần đỉnh chất bán dẫn p mối nối pn bò phân cực ngược suốt chiều dài kênh kết qủa dòng điện IG = 0A Khi điện áp VDS tăng từ Volt đến vài Volt, dòng điện tăng xác đònh theo đònh luật Ohm kết vẽ dòng điện ID theo VD hình 3.17 Khi VDS tăng chưa đạt đến giá trò VP hình 3.16, vùng nghèo hình 3.16 rộng làm giảm độ rộng của kênh dẫn Việc giảm kênh dẫn làm cho điện trở tăng kết đường cong hình vẽ 3.17 Hình 3.17 Hình 3.18 Nếu VDS tăng đến giá trò Vp làm vùng nghèo đụng vào hình 3.18 – điểm đụng gọi điểm thắt kênh Giá trò điện áp VDS thiết lập nên điểm thắt gọi điện áp thắt kí hiệu VP hình vẽ 3.18 Khi VDS tăng vượt qua giá trò VP , điểm thắt rộng dòng ID không đổi Do nói điện áp VDS > VP JFET có đặc tính nguồn dòng hình vẽ 3.19 trình bày nguồn dòng cố đònh ID = IDSS điện áp VDS xác đònh điện áp tải cung cấp 55 Điện tử Hình 3.19 Mạch tương đương nguồn dòng VGS = 0; VDS> VP Kí hiệu IDSS dòng điện từ cực máng D đến cực S trường hợp ngắn mạch (Short) G-S quan sát đường cong đặc tính cho thấy: IDSS dòng điện cực máng cực đại JFET xác đònh điều kiện VGS= VDS>VP Chú ý hình 3.17, điện áp VGS = toàn đường cong Trường hợp VGS < 0, VDS có giá trò dương: Điện áp từ cực G đến cực S kí hiệu VGS điện áp điều khiển JFET Cũng giống giá trò khác đường cong dòng điện IC theo VCE thiết lập từ giá trò khác dòng IB BJT, đường cong dòng điện ID theo VDS thiết lập từ giá trò khác của điện áp VGS JFET Trong hình 3.20, điện áp âm –1V cung cấp cho cực G cực S nh hưởng điện áp phân cực âm VGS để thiết lập vùng nghèo giống VGS = 0V giá trò VDS để xảy tượng cắt kênh nhỏ Vp Hình 3.20 VGS=-1V Hình 3.21.Đặc tuyến Vôn- Ampe JFET kênh n Kết việc cung cấp điện áp phân cực âm đến cực G để đạt giá trò bảo hòa mức thấp điện áp VDS trình bày hình 3.21 với giá VGS = -1V Dòng điện bảo hòa ID giảm tiếp tục giảm VGS âm Chú ý hình 3.21 điện áp điểm thắt giảm theo đường cong parabol VGS âm âm Tóm lại: Giá trò điện áp VGS làm cho dòng ID = 0mA xác đònh VGS = VP, với VP có giá trò điện áp âm JFET kênh n có giá trò điện áp dương JFET kênh p Điện trở điều khiển điện áp: Vùng bên trái điểm thắt hình 3.21 xem vùng ohmic vùng điện trở điều khiển điện áp Trong vùng JFET thực có vai trò biến trở (có thể sử dụng cho hệ thống tự động điều khiển độ lợi) mà giá trò điện trở điều khiển điện 56 Chương 3: Đại cương transistor áp cung cấp VGS Chú ý hình độ dốc đường cong điện trở JFET cực D S VDS < VP hàm VGS Khi VGS trở nên âm âm độ dốc đường cong trở nên nằm ngang tương ứng với mức điện trở tăng Phương trình sau cung cấp tính giá trò điện trở theo điện áp VGS: r0 rd V (1 GS ) VP Trong r0 điện trở VGS = 0V rd điện trở giá trò đặc biệt VGS Đối với transistor BJT dòng điện ngõ IC dòng điện điều khiển ngõ vào IB có mối liên hệ vớinhau theo hệ số xem số việc phân tích thực Phương trình: I C f I B I B (3-19) số IB biến điều khiển Phương trình (3.19) diễn tả mối quan hệ tuyến tính dòng điện IB IC Còn JFET mối quan hệ dòng điện ID VGS xác đònh phương trình Shockley: V I D I DSS 1 GS (3-20) VP Dấu mũ phương trình cho thấy mối liên hệ ID VGS không tuyến tính, tạo đường cong tăng theo hàm mũ tăng giá trò VGS Các đường cong chuyển có cách dùng phương trình Shockley từ đặc tuyến ngõ hình 3.22 Hình 3.22: đặc tuyến truyền đạt đặc tuyến ngõ JFET kênh n Các thông số JFET: - Điện áp cực đại - Dòng điện cực đại - Công suất tiêu tán cực đại PD VDS I D - Các thông số VDS VDG Bảng thông số đường cong xác đònh giá trò điểm thắt ứng với giá trò VGS xác đònh vùng hoạt động khuếch đại tuyến tính trình bày hình 3.23 57 Điện tử Hình 3.23: Vùng hoạt động cho phép JFET So Sánh BJT JFET: Sự khác loại transistor là: transistor BJT linh kiện điều khiển dòng hình 3.24b transistor JFET linh kiện điều khiển áp hình 3.24a Ngoài dòng điện IC hàm dòng IB, dòng ngõ JFET hàm VGS cung cấp ngõ vào mạch điện hình 3.24a Cũng giống BJT có loại: npn pnp JFET có loại JFET kênh n JFET kênh p Tuy nhiên điều quan trọng cần phải nhớ BJT linh kiện có cực tính (bipolar) – kí tự bi cho biết dòng điện dòng hạt tải đa số: điện tử lỗ trống Còn JFET linh kiện cực tính (unipolar) phụ thuộc vào điện tử (kênh n) lỗ trống (kênh p) Một đặc tính quan trọng FET tổng trở vào cao Tổng trở vào FET đạt tới vài trăm M - lớn nhiều điện trở vào BJT – đặc tính quan trọng FET thiết kế hệ thống khuếch đại ac tuyến tính Ngược lại BJT có độ nhạy cao thay đổi tín hiệu cung cấp ngõ vào Sự thay đổi dòng điện ngõ BJT thường lớn nhiều so với FET với điện áp tín hiệu vào Chính lý mà độ lợi điện áp trung bình mạch khuếch đại transistor BJT lớn FET Thường FET ổn đònh nhiệt độ BJT FET có cấu trúc nhỏ BJT thích hợp cho việc chế tạo IC Các phương trình JFET xác đònh cấu hình mạch điện hình 3.24 phương trình BJT xác đònh cấu hình mạch điện hình 3.24: (a) (b) Hình 3.24: So sánh JFET BJT JFET BJT 58 V I D I DSS 1 GS VP I C I B Chương 3: Đại cương transistor ID IS IC I E IG 0A VBE 0,7V MOSFET a MOSFET kênh có sẳn (D_MOSFET – Deleption MOSFET): Cấu trúc: Cấu trúc kí hiệu MOSFET loại cảm ứng kênh n trình bày hình 3.25 Hình 3.25: Cấu trúc kí hòêu D_MOSFET kênh n p Chất bán dẫn loại p hay n nối tạo thành cực tính có tên SS (Substrate) , cực D cực S kết nối đến chất bán dẫn loại n hay p Cực G nối đến bề mặt tiếp xúc kim loại ngăn cách với chất bán dẫn kênh n hay p lớp dioxide Silicon (SiO2) SiO2 vật liệu đặc biệt cách điện xem chất điện môi Không có kết nối điện trực tiếp cực G kênh dẫn MOSFET Lớp cách điện SiO2 cấu trúc MOSFET làm thay đổi tổng trở vào MOSFET theo ý muốn Nguyên lý hoạt động vàø đặc tính vôn - ampe: Trong hình 3.26 điện áp GS 0V điện áp cung cấp VDD đưa đến cực D S Kết điện tử tự kênh n di chuyển dòng điện dòng điện thiết lập giống JFET 59 Điện tử Hình 3.26: trường hợp VGS = 0V Thay đổi giá trò khác VGS ta họ đặc tuyến hình 3.27 Hình 3.27.Đặc tuyến truyền đạt ngõ D_MOSFET kênh n Tuỳ thuộc vào biên độ điện áp âm thiết lập điện áp VGS mà mức độ tái hợp điện tử lỗ trống xảy tái hợp làm giảm điện tử tự di chuyển kênh dẫn làm ảnh hưởng đến dòng điện chạy kênh dẫn Điện áp phân cực âm tốc độ tái hợp tăng Kết dòng điện cực máng giảm trình bày hình 3.27 với giá trò điện áp VGS –1V, -2V cho đạt giá trò điện áp thắt -6V cuối ta thấy đặc tuyến chuyển giống JFET Hình 3.28: VGS < 60 Chương 3: Đại cương transistor Khi giá trò điện áp VGS dương làm tăng thêm số lượng điện tử lấy từ chất bán dẫn loại p tùy thuộc vào dòng ngược Khi điện áp VGS tiếp tục tăng theo chiều dương hình 3.27 làm cho dòng điện cực máng tăng Trong hình 3.27 ta thấy áp đặt điện áp VGS dương đến cực G S làm tăng hạt tải tự kênh dẫn so sánh với điện áp VGS = 0V Chính lí vùng điện áp dương cực máng đặc tuyến chuyển thường xem vùng tăng (enhancement region), với vùng ngưng dẫn vùng bảo hòa IDSS xem vùng vùng giảm Phương trình Shockley (3.20) áp dụng họ đặc tuyến D_MOSFET vùng giảm vùng tăng b MOSFET kênh cảm ứng (E_MOSFET – Enhancement MOSFET): Cấu trúc bản: Cấu trúc MOSFET cảm ứng kênh n p trình bày hình 3.29 Chú ý cực D cực S không kết nối với Do nói ngắn gọn MOSFET kênh cảm ứng giống MOSFET kênh có sẵn ngoại trừ thiếu kênh dẫn nối cực D S Hình 3.29: Cấu trúc kí hòêu E_MOSFET a kênh n; b kênh p Nguyên lý hoạt động đặc tuyến Vôn – Ampe Nếu điện áp VGS = 0V điện áp cung cấp đến cực D S, kết thiếu kênh dẫn cực D S nên dòng điện – kết khác với JFET ID = IDSS Khi điện áp VGS VDS thiết lập giá trò dương lớn 0V hình 3.30 – dẫn đến có lệch điện áp cực G , D so với cực S Điện áp dương cực G tác động lên lỗ trống chất bán dẫn loại p nằm dọc theo lớp oxid SiO2 để rời khỏi vùng vào vùng sâu chất loại p trình bày hình 3.30 61 Điện tử Hình 3.30: Hình thành kênh dẫn E_MOSFET kênh n (VGS > 0) Kết tạo nên vùng nghèo nằm gần lớp ngăn cách SiO2 lỗ trống Tuy nhiên điện tử chất p (thuộc hạt tải thiểu số) bò hút cực G tích lũy tạo thành vùng gần bề mặt lớp SiO2 Lớp SiO2 đặc tính cách điện ngăn chặn hạt tải mang điện tích âm di chuyển cực G Khi điện áp VGS tăng số lượng điện tử tập trung gần mặt phẳng lớp SiO2 tăng tạo thành kênh dẫn cực D S – điện áp VGS đạt đến giá trò gọi làđiện áp ngưỡng VT Do kênh dẫn không tồn điện áp VGS = 0V dẫn cung cấp điện áp dương VGS ta gọi MOSFET loại tăng Khi điện áp VGS tăng vượt qua điện áp ngưỡng mật độ hạt tải tự chứa kênh dẫn tăng dẫn đến dòng điện cực máng tăng Tuy nhiên VGS số tăng điện áp VDS, dòng điện cực máng tăng đến giá trò bảo hòa giống xảy JFET MOSFET kênh có sẵn Dòng điện ID dần vào vùng thắt kênh dẫn hẹp đầu cực máng hình 3.31 Hình 3.31: Sự thay đổi bề rộng kênh dẫn VDS tăng VGS cố đònh 62 Chương 3: Đại cương transistor Tương tự JFET D_MOSFET ứng với giá trò VGS khác ta họ đặc tuyến E_MOSFET Hình 3.32: Đặc tuyến truyền đạt ngõ E_MOSFET kênh n Khi giá trò điện áp VGS nhỏ điện áp ngưỡng (VT) dòng điện cực máng MOSFET loại kênh chưa có sẳn Khi giá trò điện áp VGS lớn VT dòng điện cực máng quan hệ không tuyến tính với điện áp VGS phương trình: (3-21) I D k VGS VT Trong k số suy giá trò k từ phương trình (3.21) với ID(on) vàVGS(on) giá trò điểm đặc biệt đường cong đặc tuyến E_MOSFET hình 3.32: k I D ( on) (VGS ( on) VT ) (3-22) 63 Điện tử 64 ... cương transistor Đối với transistor có vùng hoạt động đặc tuyến, phải đảm bảo độ dao động cực đại không vượt vùng giới hạn này, lúc tín hiệu ngõ có độ méo dạng nhỏ vùng xác đònh đặc tính transistor. .. đònh phương trình: 53 Điện tử PC max VCB I C II (3-18) TRANSISTOR TRƯỜNG – FET (Filed Effect Transistor) Có loại FET trình bày chương JFET (transistor trường chuyển tiếp Junction FET) MOSFET (Metal... 3.23: Vùng hoạt động cho phép JFET So Sánh BJT JFET: Sự khác loại transistor là: transistor BJT linh kiện điều khiển dòng hình 3.24b transistor JFET linh kiện điều khiển áp hình 3.24a Ngoài dòng