Chương 6 FET transistor Trường

Điện tử Ch 6.Transistor trường ứng( FET) I Đại cương phân loại • FET ( Field Effect Transistor)-Transistor hiệu ứng trường – Transistor trường • Có loại: - Transistor trường nối (JFET-Junction FET - Transistor có cổng cách điện ( IGFETInsulated Gate FET hay MOSFET – Metal Oxide Semiconductor : Kim loại- oxid-bán dẫn) I JFET 1.Cấu tạo D D D G G p D G p G n n p S S kênh n n S S kênh p • JFET                                                                              • JFET kênh n Cách hoạt động(xem hình ) • VGS >0 nối pn phân cực thuận có dòng điện từ cực nguồn S đến cực D lớn khơng điều khiển a.VGS = V VDS >0 : Nối pn phân cực nghịch tạo thành vùng bên mối nối , VDS lớn vùng rộng làm thắt chặt đường điện tử tự bị hút cực thoát Kết : VDS nhỏ dòng ID tăng nhanh, VDS lớn dòng thoát tăng chậm, VDS đủ lớn vùng làm nghẽn kênh ,dòng bão hòa IDSS( dòng ID có trị lớn khơng thay đổi),và điện nghẽn Vpo ( Phân cực • Khi VDS lớn enhancement MOSFET circuit and drain characteristic for Example 9.8 iD (mA) v GS = 2.8 V 100 80 2.6 V Q 60 2.4 V 2.2 V 40 2.0 V 20 0 1.8 V V GG 1.6 V 1.4 V 10 v DS (V) D G + v GS – iD + v DS – S RD VON • Biểu thức điện dòng điện a.Biểu thức điện Dựa vào lý thuyết đặc tuyến, quỉ tích điểm có VDSbh cho bởi: VDSbh = VGS – VTH (1) b Biểu thức dòng điện thoát ID - Trong vùng điện trở : VGS < VTH hay VDS < VGS – VTH ta có : ID = k[ 2( VGS-VTH)VDS – (VDS)2] (2) - Trong vùng bão hoà :VGS >VTH hay VDS > VGS-VTH ta có : ID = k(VGS – VTH )2 (3) k số tuỳ thuộc linh kiên B MOSFET loại ( nghèo) Cấu tạo Tương tự EMOSFET có tạo kênh n pha lợt giửa cực S cực D ( H.10) Cách hoạt động • Khi cho VGS = 0V thay đổi VDS  Lý luận tương tự EMOSFET ,nhưng DMOSFET có kênh cho sẳn nên cho VDS nhõ VGS=0V điện tử tự dễ dàng di chuyển từ S đến D qua kênh n có sẳn, MOSFET dẫn  Khi VDS tăng đến trị số lớn định vùng cực D lan rộng làm nghẽn kênh cho sẳn  dòng ID tăng đến trị bão hồ IDSS , điện thoát nguồn gọi điện nghẽn Vp JFET Ta xét cụ thể trường hợp sau: • Khi VGS Do số điện tử cảm ứng kênh điện tử tự nên dòng tăng lên Và tăng VDS lên ,do vùng cực D lan rộng nên kênh bị nghẽn cho dòng bão hồ lớn dòng IDSS VGS = 0V Khi VGS dương dòng ID tăng lớn  DMOSFET hoạt động theo kiểu tăng Nhưng tránh sử dụng có ID lớn làm hỏng linh kiện Tóm lại: DMOSFET có kiểu hoạt động kiểu tăng kiểu tuỳ theo cách phân cực Ở kiểu hoạt động ta áp Đăc tuyến DMOSFET a Đặc tuyến ID = f ( VDS) b Đặc tuyến truyền ID = f ( VGS) So sánh đặc tuyến EMOSFET DMOSFET kênh n Mạch phân cực MOSFET  DMOSFET ( kênh n) hoạt động phân cực VGS < O nên mạch phân cực giống mạch phân cực JFET , VGS > phân cực giống EMOSFET  EMOSFET (kênh n) hoạt dộng VGS >VTH dương, nên áp dụng cách phân cực : -bằng cầu chia -hồi tiếp thoát - cổng Dưới ta xét cách phân cực nói trên, cách khác xem lại JFET a Phân cực cầu chia RS • Xác định điểm tĩnh điều hành Q: VG  R2 V DD R1  R + VDD V S  RS I D V GSQ  V G  V S  I DQ  k  V GSQ  V TH   1 R1  2 V DS  V DD   R D  R S  I D • Đường tải tĩnh: RD Q +  3 V DS V DD   ID RD  RS RD  RS R2  4 VGS RS ID + VDS ID • Mạch bỏ điện trở RS FET ổn định nhiệt độ Các phép tính giống cho Rs = b.Phân cực điện trở hồi tiếp RG • Xác định điểm tĩnh điều hành Q: V GSQ  V ds  V TH  1 I DQ  k  V GSQ  V TH  V DS  V DD  R D I D + VDD  2  3 RD RG + ID Q • Đường tải tĩnh: V DS V DD  ID  RD RD +  4 VGS VDS - Phân cực mạch khuếch đại theo SF-CD - Cách tính giống cách phân cực CS