Bài giảng Cấu kiện điện tử: Chương 5 - ĐH Nha trang

Bài giảng Cấu kiện điện tử - Chương 5: Transistor hiệu ứng trường (FET) trình bày các nội dung: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của FET (Field-Effect Transistor), các tham số và đặc tính của FET, phân cực cho FET, sơ đồ tương đương của FET ở chế độ tín hiệu nhỏ, tần số thấp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

NHATRANG UNIVERSITY Chương Transistor hiệu ứng trường (FET) • Cấu tạo, nguyên lý hoạt động FET (Field-Effect Transistor) • Các tham số đặc tính FET • Phân cực cho FET • Sơ đồ tương đương FET chế độ tín hiệu nhỏ, tần số thấp NHATRANG UNIVERSITY Transistor trường (Field-Effect Transistor) • Là loại linh kiện hoạt động dựa hiệu ứng trường để điều khiển độ dẫn điện bán dẫn đơn tinh thể • Dòng điện loại hạt mang điện sinh nên gọi linh kiện đơn cực (unipolar device) • Transistor trường gồm có hai loại: – Nếu cực cửa cách ly với kênh tiếp giáp p-n transistor trường cực cửa tiếp giáp JFET – Nếu cực cửa cách ly với kênh lớp oxit kim loại transistor trường cực cửa cách ly oxit kim loại (MOSFET); MOSFET lại có hai loại MOSFET kênh đặt sẵn MOSFET kênh cảm ứng • Ưu điểm transistor trường là: mức độ tiêu hao lượng thấp, hoạt động tin cậy, nhiễu, trở kháng vào lớn, trở kháng nhỏ,… Transistor trường có cực cửa tiếp giáp (JFET) NHATRANG UNIVERSITY • Cấu tạo – Trên đế bán dẫn loại n (hoặc p) ta pha tạp hai lớp bán dẫn loại p (hoặc n) có nồng độ cao; lớp bán dẫn loại n (hoặc p) gọi kênh dẫn – Hai đầu kênh dẫn đưa hai chân cực Máng D (Drain) cực Nguồn S (Source); thường JFET có cấu trúc đối xứng, nên cực D cực S đổi lẫn cho – Hai miếng bán dẫn hai bên nối với đưa chân cực cửa G (Gate) NHATRANG UNIVERSITY Nguyên lý hoạt động JFET • Để JFET hoạt động chế độ khuếch đại phải phân cực cho theo ngun tắc tiếp giáp p-n ln phân cực ngược • Xét nguyên lý làm việc JFET kênh n: – Để tiếp giáp p-n phân cực ngược UGS0 có tác dụng tạo dòng điện qua kênh – Dòng điện qua kênh (dòng cực máng ID) phụ thuộc vào UGS UDS Nguyên lý hoạt động JFET NHATRANG UNIVERSITY • Nếu giữ UGS giá trị cố định, xét phụ thuộc dòng cực máng ID vào UDS, ta có đặc tuyến ra: ID=f(UDS)|Ugs=const Nguyên lý hoạt động JFET NHATRANG UNIVERSITY • Khi UGS=0 – Nếu UDS=0, chưa có điện trường electron từ S→D, nên ID=0 – Tăng dần UDS>0, tiếp giáp p-n bị phân cực ngược mạnh dần, khơng đồng đều: phân cực mạnh phía D giảm dần phía S Nếu chưa có “thắt” kênh, điện trở kênh khơng đổi dòng ID tăng dần – Tiếp tục tăng UDS, đến hai lơp tiếp giáp p-n gặp điểm, “thắt” kênh→UDS=UDSS (pinch off) – Tiếp tục tăng UDS điểm “thắt” dịch chuyển phía S, điện trở kênh tăng dần, nên ID=IDSS≈const – Tiếp tục tăng UDS tiếp giáp p-n bị đánh thủng, JFET không hoạt động • Khi UGS0 – Nếu UGS=0, lúc tiếp giáp p-n bị phân cực ngược yếu nhất, nên độ rộng kênh lớn nhất, dòng ID lớn – Nếu giảm UGS0, kênh dẫn hình thành điện trường UGS gây kéo electron từ đế kênh; điện áp UGS bắt đầu hình thành kênh gọi điện áp ngưỡng UGSth – Người ta tính dòng ID: I D  K U GS  U GSth  K: số, đơn vị A/V2; thường xác định nhờ thông số datasheet nhà sản xuất NHATRANG UNIVERSITY Nguyên lý hoạt động EMOSFET ... tụ tiếp xúc cực r’gs: điện trở hai cực G-S r’ds: điện trở hai cực D-S r’gs r’ds lớn nên coi hở mạch Transistor trường có cực cửa cách ly (MOS-FET) NHATRANG UNIVERSITY • Cấu tạo: – Trên đế bán... cho JFET điện trở phân áp Tính dòng điện điện áp chiều cực JFET? Biết UD=7V Các tham số JFET chế độ tín hiệu nhỏ Độ hỗ dẫn: Biểu thị khả điều khiển dòng điện cực NHATRANG UNIVERSITY máng điện áp...NHATRANG UNIVERSITY Transistor trường (Field-Effect Transistor) • Là loại linh kiện hoạt động dựa hiệu ứng trường để điều khiển độ dẫn điện bán dẫn đơn tinh thể • Dòng điện loại hạt mang điện