.Mạch điện tử cơ bản là giáo trình được biên soạn theo đề cương do Sở Giáo dục và Đào tạo thành phố Hà Nội xây dựng và thông qua. Đây là giáo trình dành cho chuyên ngành đào tạo hệ kỹ thuật v
6.6 Giải tích tín hiệu nhỏ 6.6.1 Mạch tương đương tín hiệu nhỏ: Mạch tương đương tìn hiệu nhỏ (tần số dải giữa): Điện trở gate-source: ∂v hi = rgs = GS → ∞ : Hở mạch ∂iG Q Hệ số khuếch đại áp ngược: hr ≈ Chương 14 Độ xuyên dẫn (transconductance): ∂i gm = DS (S) ∂vGS Q Từ công thức: i DS = k n [vGS ⇒ gm = k n I DSQ ⎛ v ⎞ − VTN ]2 = I po ⎜1 + GS ⎟ ⎟ ⎜ ⎝ V po ⎠ Điện trở drain-source: ⎛ ∂v ⎞ rds = ⎜⎜ DS ⎟⎟ ⎝ ∂i DS ⎠ Q Lyù thuyết: rds → ∞ Thực tế: rds ≈ 20 – 500 KΩ; rds ∼ 1/IDQ Hệ số khuếch đại: ∂v µ = − DS = gmrds ∂vGS Q 6.6.2 Mạch khuếch đại áp cực nguồn chung (CS): Mạch CS: Chương 15 Mạch tương đương tín hiệu nhỏ: Trở kháng vào nhìn từ nguồn: Zi = R3 + (R1 // R2) Trở kháng nhìn từ tải: Zo = Rd // rds Zi v Hệ số khuếch đại áp: Av = L = − g m ( R L // Z o ) vi Z i + ri Chương 16 Ví dụ: Xác định Av, Zi, Zo mạch KĐ dùng MOSFET sau: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ: Tại D: i = Chương v gs − v ds Rf = g m v gs + v ds rds // R L 17 v Với vgs = vi ⇒ Av = ds = −( g m − / R f vi ⎛ 1 ⎟⎞ ⎜ ) + ⎜ r // R R f ⎟⎠ ds L ⎝ Zi = Rf vi vi = = = 7,7 KΩ i (vi − v ds ) / R f − Av Zo = v ds io −1 ≈ − g m (rds // R L ) = - 12 = R f // rds = 13 KΩ vi =0 6.6.3 Mạch theo nguồn (Source follower – CD): Maïch CD: DCLL: VDD = vDS + iDS (Rs1 + Rs2) Điện áp phân cực: VGSQ = - IDSQ Rs1 Thông thường, để Q nằm DCLL: vDS ≈ (VDD / 2) >> VGSQ ⇒ Rs1 > 1) µ +1 gm Độ lợi áp hở mạch (không có Rs): Av' Rs →∞ = vs vg Ngõ ra: vs = µvgs = µ (vg – vs) ⇒ Av' = Chương µ µ +1 ≈ (Giả sử µ >> 1) 19 Trở kháng ngõ vào: Z i = vg ii Để xác định Zi, sử dụng nguồn tương đương Thevenin ngõ ra: vs vs Av' Rs g R µ ⇒ Av = = = = × m s vi v g / g m + Rs µ + 1 + g m Rs Với giả sử R1 >> Rs2: iiR1 = vg – va ≈ vg ⇒ Zi = vg ii R1 Rs ì + Rs1 + Rs Rs Rs v s = vg Av v g Rs + Rs1 Rs + Rs1 ≈ (µ + 1)R1 (Giả sử Rs2 >> Rs1) Nhận xét: Giống mạch Emitter Follower (BJT): Zi lớn; Zo nhỏ; Av ≈ Chương 20 6.6.4 Phản ánh trở kháng: Xét mạch sau: Mạch tương đương tin hiệu nhỏ: Chương 21 ⇒ ids = µv gs + v3 − v Rs + rds + Rd đó: vgs = v1 – v2 – ids Rs µv + v − ( µ + 1)v ⇒ ids = ⇒ Mạch tương đương phản ánh vào cực D: ( µ + 1) Rs + rds + Rd Chương 22 Viết lại: ids = Chương µv1 /( µ + 1) + v3 /( µ + 1) − v ⇒ Mạch tương đương phản ánh vào cực S: Rs + rds /( µ + 1) + Rd /( µ + 1) 23 Các bước thực phản ánh trở kháng: 1) Tương đương đoạn DS FET điện trở rds nối tiếp nguồn áp (µv1) [cực dương S] Xem đoạn mạch gắn liền với phần mạch cực D 2) Phản ánh vào D: Giữ nguyên phần mạch cực D đoạn tương đương DS Phan maùch cửùc S ì (à + 1) 3) Phản ánh vào S: Giữ nguyên phần mạch cực S Phần mạch cực D đoạn tương đương DS : (µ + 1) Ví dụ: Phân tích lại mạch CD cách phản ánh trở kháng vào phần mạch cực S Mạch tương đương: Chương 24 Phân tích mạch: KVL, KCL Chương 25 6.6.5 Mạch tách pha (phase-splitting circuit): Tín hiệu nhỏ: ids = − R vo1 vo = ⇒ vo = − s vo1 Rd Rd Rs Neáu Rs = Rd ⇒ vo2 = - vo1 : Mạch tách pha Để xác định Av1, Av2, Zo1, Zo2: Sử dụng pp phản ánh trở kháng với v2 = v3 = v µR d Av1 = o1 = − ⇒ ( µ + 1) Rs + rds + Rd vi v µR s Av = o = − ( µ + 1) Rs + rds + Rd vi Z o1 = Rd //[rds + ( µ + 1) Rs ] r R Z o = Rs //[ ds + d ] µ +1 µ +1 Chương 26 6.6.6 Mạch khuếch đại cực cổng chung (CG): Mạch CG: Trở kháng ngõ vào: Phản ánh vào mạch cực S: rds + Rd µ +1 Trở kháng ngõ ra: Phản ánh vào mạch cực D: ⇒ Chương Zi = Rsg = 27 ⇒ Chương Zo = rds + (µ + 1)ri Hệ số khuếch đại: vd ( µ + 1) R d Av = = vi R d + rds + ( µ + 1)ri 28 6.7 Mở rộng 6.7.1 FET kênh p: p-channel JFET Cấu tạo: Đặc tuyến VA: Chương 29 p-channel MOSFET Cấu tạo: Đặc tuyến VA: Chương 30 Nhận xét: p-channel FET (iSD, vSD, vSG) tương tự n-channel FET (iDS, vDS, vGS) 6.7.2 Depletion-mode MOSFET: So saùnh: Khi vGS = 0: Enhancement-mode: Không có kênh dẫn D S Depletion-mode: Có kênh dẫn D S ⇒ Enhancement-mode: VTN > 0: Điện áp ngưỡng hình thành kênh dẫn Depletion-mode: VTN < 0: Điện áp ngưỡng tắt kênh dẫn Đặc tuyến: Chương 31 ... phần mạch cực S Phần mạch cực D đoạn tương đương DS : (µ + 1) Ví dụ: Phân tích lại mạch CD cách phản ánh trở kháng vào phần mạch cực S Mạch tương đương: Chương 24 Phân tích mạch: KVL, KCL Chương. .. ] µ +1 µ +1 Chương 26 6.6.6 Mạch khuếch đại cực cổng chung (CG): Mạch CG: Trở kháng ngõ vào: Phản ánh vào mạch cực S: rds + Rd µ +1 Trở kháng ngõ ra: Phản ánh vào mạch cực D: ⇒ Chương Zi =... kênh dẫn D S Depletion-mode: Có kênh dẫn D S ⇒ Enhancement-mode: VTN > 0: Điện áp ngưỡng hình thành kênh dẫn Depletion-mode: VTN < 0: Điện áp ngưỡng tắt kênh dẫn Đặc tuyến: Chương 31