PHÂN TÍCH MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ TẦN SỐ THẤP SỬ DỤNG FET.. 3.1.[r]
(1)CHƯƠNG
PHÂN TÍCH MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ TẦN SỐ THẤP SỬ DỤNG FET
3.1 Transistor hiệu ứng trường
3.2 Phân cực ổn định phân cực
(2)• Giới thiệu
3.1 Transistor hiệu ứng trường (FET)
(3)(4)(5)(6)1 JFET (Junction Field Effect Transistor)
(7)1 JFET (Junction Field Effect Transistor)
• Vùng bán dẫn D S gọi thông lộ (kênh) Tùy theo loại bán dẫn D S mà ta phân biệt JFET thành hai loại: JFET kênh N, JFET kênh P
• Trên bán dẫn hình trụ có điện trở suất lớn (nồng độ tạp chất tương đối thấp), đáy đáy cho tiếp xúc kim loại đưa hai cực tương ứng cực máng (cực thốt) cực nguồn Vịng theo chu vi bán dẫn người ta tạo mối nối P – N Kim loại tiếp xúc với mẫu bán dẫn mới, đưa cực cổng (cửa)
(8)1 JFET (Junction Field Effect Transistor) Nguyên lí hoạt động
• Giữa D S đặt điện áp VDS tạo điện trường có tác dụng đẩy hạt tải đa số bán dẫn kênh chạy từ S sang D hình thành dịng điện ID Dịng ID tăng theo điện áp VDS đến đạt giá trị bão hòa IDSS (saturation) điện áp tương ứng gọi điện áp thắt kênh VPO (pinch off), tăng VDS lớn VPO ID khơng tăng
(9)1 JFET (Junction Field Effect Transistor)
Ngun lí hoạt động
• Giữa G S đặt điện áp VGS cho không phân cực phân cực nghịch mối nối P – N Nếu khơng phân cực mối nối P – N ta có dòng ID đạt giá trị lớn IDSS Nếu phân cực nghịch mối nối P – N làm cho vùng tiếp xúc thay đổi diện tích Điện áp phân cực nghịch lớn vùng tiếp xúc (vùng hiếm) nở rộng ra, làm cho tiết diện kênh dẫn bị thu hẹp lại, điện trở kênh tăng lên nên dòng điện qua kênh ID giảm xuống ngược lại VGS tăng đến giá trị VPO ID giảm
(10)2 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
MOSFET chia làm hai loại: MOSFET kênh liên tục MOSFET kênh gián đoạn
a) D-MOSFET (MOSFET kênh liên tục)
(11)2 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
a) D-MOSFET (MOSFET kênh liên tục)
(12)2 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
a) D-MOSFET (MOSFET kênh liên tục)
(13)b) E-MOSFET (MOSFET kênh gián đoạn)
2 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
(14)b) E-MOSFET (MOSFET kênh gián đoạn)
2 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
(15)3.1.2 CÁC LOẠI ĐẶC TUYẾN CỦA FET
(16)1 Đặc tuyến JFET
(17)2 Đặc tuyến MOSFET
MOSFET kênh liên tục loại N
(18)2 Đặc tuyến MOSFET
MOSFET kênh liên tục loại N
(19)2 Đặc tuyến MOSFET
MOSFET kênh gián đoạn loại N
(20)2 Đặc tuyến MOSFET
MOSFET kênh gián đoạn loại N
(21)1 Phân cực cố định
Phân cực hai nguồn độc lập
(22)Mạch vòng cổng nguồn
(23)Đặc tuyến truyền đạt tĩnh
Đặc tuyến truyền đạt JFET hàm phụ thuộc dòng máng ID vào cực cổng VGS cố định VDS theo phương trình Shockley
(24)Tìm điểm làm việc Q:
Q giao điểm đường thẳng đứng qua
điểm VGSQ = - VGG và đường đặc tuyến truyền đạt
(25)Mạch vòng máng nguồn
Ta có: nên:
(26)Ví dụ 1: Xác định đại lượng sơ đồ sau
(27)Ví dụ 1: Xác định đại lượng sơ đồ sau
(28)PP đồ thị:
Ví dụ 1: Xác định đại lượng sơ đồ sau
(29)2 Mạch tự phân cực S chung (N-JFET)
Mạch tự phân cực
(30)Vòng cổng nguồn
(31)Mạch tự phân cực
Thay Vào pt Shockley, ta có:
Đây pt bậc ID có dạng tổng quát:
Giải pt ta nghiệm ID; giá trị tương ứng VGS
Dòng tĩnh IDQ cần chọn ứng với VGS VP
(32)Đặc tuyến truyền đạt:
Đặc tuyến truyền đạt tĩnh
(33)Đường tải tĩnh qua điểm sau: S SS SS S 0 2
D G D S
D D S
D G
I V I R
I I R
I V
Điểm làm việc tĩnh Q giao đặc tuyến truyền đạt đường tải tĩnh
Phương trình đường tải tĩnh:
S D G S I V R
Có tọa độ : ( ; S )
Q Q
D G
Q I V
(34)Vòng máng nguồn
(35)2 Mạch tự phân cực
(36)3.2 PHÂN CỰC VÀ ỔN ĐỊNH PHÂN CỰC FET
(37)(38)Xác định điểm phân cực tĩnh
(39)Áp dụng D/l Kiecshop cho Mạch vòng máng nguồn:
Điểm Q phụ thuộc vào RS
(40)Ví dụ 3: Xác định đại lượng sơ đồ sau: JFET kênh N
(41)3 Phân cực cầu phân áp
(42)3.2 PHÂN CỰC VÀ ỔN ĐỊNH PHÂN CỰC FET
(43)3.3.1.Mô hình mạch tương đương FET
Mơ hình mạch tương đương FET dạng nguồn dịng Mơ hình mạch tương đương FET dạng nguồn áp
(44)3.3.1.Mơ hình mạch tương đương FET
(45)(46)(47)3.3 PHÂN TÍCH MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ TẦN SỐ THẤP SỬ DỤNG FET
(48)3.3.1.Mạch khuếch đại kiểu S chung
(49)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung m d i o v g r Z Z A
Ví dụ 6:
Xác định:
20
os
(50)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung
(51)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung
(52)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung (có RS)
(53)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung (có RL)
(54)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung (có RL)
(55)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung (có RL)
(56)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung –hồi tiếp điện áp (E-MOSFET)
(57)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung –hồi tiếp điện áp (E-MOSFET)
(58)(59)(60)(61)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung (phân áp D-MOSFET)
(62)Ví dụ 9:
(63)3.3.2.Mạch khuếch đại kiểu S chung (phân áp)
(64)(65)(66)Ví dụ 10:
(67)(68)(69)(70)3.3.4.Mạch khuếch đại kiểu G chung
(71)Ví dụ 11:
(72)Ví dụ 11:
(73)Ví dụ 11: