thuyết trình đề tài project FET 1

thuyết trình đề tài project FET 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC TẾ MIỀN ĐÔNG KHOA KĨ THUẬT MƠN: MẠCH ĐIỆN TỬ  PROJECT: FET Giảng Viên: Ngơ Thị Kim Linh Sinh Viên Thực Hiện: I Đại cương phân loại * FET ( Field Effect Transistor) -Transistor hiệu ứng trường – Transistor trường * Có loại: - Junction field-effect transistor (JFET) điều khiển tiếp xúc P-N - Insulated gate field effect transistor (IGFET) transistor có cực cửa cách điện hay gọi metal oxide semiconductor transistor dùng lớp cách điện lớp oxit (MOSFET) Ký hiệu: Cấu tạo chung JFET: Sơ đồ mạch JFET: Ưu nhược điểm FET: Giống FET BJT: • • - Giống nhau: Sử dụng làm khuếch đại Làm thiết bị đóng ngắt bán dẫn Thích ứng với mạch trở kháng Khác nhau: BJT phân cực dòng, FET phân cực điện áp BJT có hệ số khuếch đại cao, FET có trở kháng vào lớn FET nhạy cảm với nhiệt độ, nên thường sử dụng IC tích hợp Trạng thái ngắt FET tốt so với BJT II MOSFET Giới thiệu MOSFET: Cấu tạo nguyên lý hoạt động MOSFET kênh sẵn: Cấu tạo nguyên lý hoạt động MOSFET kênh cảm ứng: MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) - Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa hiệu ứng từ trường để tạo dòng điện, linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuyếch đại nguồn tín hiệu yếu Transitor hiệu ứng trường Mosfet Tính tốn giá trị , Av, Zi, Zo cực nguồn khơng mắc với điện trở RS: Hình 4.5 • • vo=gm.Vgs(rd//RD) id=gm.Vgs Hình 4.6 • • • Zi = R G Zo= rd//RD Av= vo/vi= -gm(RD//rd) Độ lợi điện cực nguồn chung với điện trở R S: Hình 4.7 Độ lợi điện có rd: Độ lợi điện khơng có rd: Av = v0 g m RD =− R + RS vi + g m RS + D rd Av = v0 g R =− m D vi + g m RS Hình 4.8 VD1: Tìm Av khuếch đại cho hình Điểm Q VDSQ=12V; IDQ=7mA; Các thông số JFET cho sau: gm=3.0 mS; rD=200kΩ vo Av = vin −id ( RD / / rDS ) Av = = − g m ( RD / / rDS ) vgs ⇒ Av = −52 Hình 4.9 V PHÂN TÍCH KHUẾCH ĐẠI CD (COMMON DRAIN) d Hình 5.1 • • Hình 5.1: Dùng mạch phân cực tự động Hình 5.2: Dùng mạch phân cực cầu chia áp Hình 5.2 Hình 5.4 Hình 5.3 • Zi = R G • Zi = R1//R2 Hình 5.5 Mạch tương đương xoay chiều • • vgs = vi – gm vgs(rd//RS) Vo = vgsgm(rD//RS)] Ai = Av Av = • • Zo= rd//RD//1/gm Zi = R i Rin g (R / / r ) R = m S D in rD + g m ( RS / / rD ) rD Vo g m (R S / / rD ) (R S / / rD ) = = Vi + g m (R S / / rD ) R S / / rD + 1/ g m VI PHÂN TÍCH KHUẾCH ĐẠI CG (COMMON GATE) Mạch khuếch đại CG: Hình 6.1 Hình 6.2 Từ mạch tương đương xoay chiều ta thấy: VGS = −Vi V0 = − g m vgs RD = g m RD vi ⇒ Av = v0 = g m RD vi Ngoài ra: ii = Hình 6.3 Và Z0 = RD Nếu đưa rd vào mạch tương đương thì: vi v − g m vgs = i − g m vi = vi (g m + ) RS RS RS ⇒ Zi = vi RS = = RS / / v0 + g m RS gm Av = g m (R D / / rd ) Zi = RS / / gm Z = rd / / RD Ví dụ phân tích khuếch đại CG: IDSS= 12mA Vp= - 6V RD= 1,5kΩ VDD=12V RS=680 Ω VSS= V ID = 3.85mA VD, VS, VDS = ?? Hình 6.4 VGS= VSS – ID.RS VDS= VDD + VSS – ID(RD + RS)= 3,607 V VD=VDD – ID.RD= 6,225 V VS= - VSS – IDRS= 2,618 V VII THIẾT KẾ KHUẾCH ĐẠI DÙNG FET • • Việc thiết kế mạch phân cực dùng FET không giới hạn điều kiện phân cực Từ thông số linh kiện, dạng mạch, ta dùng định luật Kirchoff, Ohm…và phương trình Schokley đặc tuyến truyền, đường phân cực…để tìm thơng số chưa biết • Trị số tốt chọn là: I DSS VP ID = ;VGS = 2 VD: Thiết kế mạch khuếch đại phân cực tự động dùng JFET cho độ lợi điện 10 Vì mạch phân cực VGS= 0V nên: gm = gm0 2.I DSS =− = 5mA VGS (off ) Và: Hình 7.1 V0 AV = = − g m RD = −10 Vin AV ⇒ RD = − = 2k Ω gm KHUẾCH ĐẠI BOOSTRAP SF * Đây trường hợp đặc biệt khuếch đại SF (CD) Phân cực đặt qua phần điện trở cực nguồn, nhận điện trở đầu vào lớn phương pháp thông thường Thiết kế cho phép sử dụng ưu điểm đặc tính trở kháng cao FET mà không cần dùng giá trị lớn điện trở R G • Độ lợi dòng điện: • Độ lợi điện áp: io vo RG RS Ai = = = iin RLiin RL RS + (R S + R L ) / g m Av = Ai RL RG RS RL = Rin Rin [RL RS +(RS + RL )/g m ] VI TRANSISTOR MỐI NỐI RÀO THẾ KIM LOẠI BÁN DẪN (MESFET) • MESFET giống FET, ngoại trừ mối nối rào kim loại bán dẫn, giống trường hợp DIODE SCHOTTKY (Diode Schottky là loại diode bán dẫn với điện áp rơi phân cực thuận thấp ngắt nhanh) • Những MESFET có độ lợi cao, nhiễu thấp, hiệu suất cao trở kháng đầu vào cao, chống nhiễu nhiệt tốt Thường sử dụng dùng làm dao động cao tần, khuếch đại, trộn chuyển mạch tốc độ cao The end ... trường Mosfet - Cấu tạo ký hiệu Mosfet: G: Gate gọi cực cổng S: Source gọi cực nguồn D: Drain goi cực máng 1. 1.Cấu tạo nguyên lý hoạt động MOSFET kênh sẵn: 1. 1 .1. Cấu tạo: Tranzito trường MOSFET kênh... phương trình bậc được:  I D = 48,6  I = 1, 17 D   Chọn cho : (nhận) VGS < VG VDS = VDD − I D ( RD + RS ) = 11 .437V VS = I D RS = 1, 755V VDD I R1 = I R2 = = 0.06 A R1 + R2 Phân cực cho MOSFET kênh... RThevenin R1 R2 = RG = = 2, 083K Ω R1 + R2 R2 VDD VThevenin = VG = = 15 ,88V R1 + R2 Ta có: VGS = VG − VS = VG − I D RS mà: VGS = − I D RS = 1, 755V < VP  VGS   I D RS  I D = I DSS 1 − ÷ = 1 −