Bài giảng Mạch điện tử: Chương 2 - FET giới thiệu các đặc tính dòng áp, mạch phân cực, mạch khuếch đại dùng FET, các mạch khuếch đại cơ bản. Mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Mạch điện tử: Chương 2 - Nguyễn Phước Bảo Duy
- Chương 2 - FET
1. Giới thiệu
2. Các đặc tính dòng - áp
3. Mạch phân cực
4. Mạch khuếch đại dùng FET
5. Các mạch khuếch đại cơ bản
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
FET - Field-Effect Transistor
FET gồm 2 loại chính:
- JFET: Junction FET
- MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor FET
Trong phần này chúng ta chỉ khảo sát MOSFET, trường hợp JFET có thể
áp dụng tương tự.
Một số ưu điểm của MOSFET so với BJT:
- Kích thước nhỏ hơn, chế tạo đơn giản hơn.
- Tiêu thụ ít công suất hơn
- Các mạch chức năng có thể sử dụng ít điện trở hơn.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
n-channel enhancement-type MOSFET or NMOS:
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
Khi điện áp v G S đạt tới một
ngưỡng Vt nhất định thì một kênh
dẫn được tạo ra.
Thông thường Vt ~ 0.3-1.0V.
Đặt v O V = v G S - V t : overdrive
voltage or effective voltage.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
Khi đặt điện áp nhỏ vDS vào cực
D, cố định vGS thì có dòng:
W
iD ( n C ox ) VOV v DS
L
trong đó: k n = ( n C o x )(W/L)
(A/V 2 ) là thông số phụ thuộc vào
quá trình sản xuất MOSFET.
Dẫn nạp:
W
g DS ( n C ox ) VOV k nv OV
L
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
Tiếp tục cố định vGS, nếu vDS tăng
thì dòng i D tăng, tuy nhiên không
tuyến tính:
1
iD k n VOV v DS v DS
2
Sự không tuyến tính này gây ra
do kênh dẫn n-channel bị biến dạng.
Khi vGS thay đổi:
1 2
iD k n (v GS Vt )v DS v DS
2
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
Nếu vDS tăng tới một giá trị
nào đó thì i D không tiếp tục
tăng nữa, khi đó MOSFET ở
trạng thái bão hòa.
VDSsat = VOV
Khi bão hòa thì
1
iD k n VOV
2
2
Tổng quát, nếu vGS thay đổi:
1 1
iD k nv OV k n v GS Vt 2
2
2 2
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 1. Giới thiệu
p-channel enhancement-type
MOSFET or PMOS:
Hoạt động với nguyên lý
tương tự NMOS với các chiều
dòng điện và điện áp ngược lại.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Chương 2 - FET
1. Giới thiệu
2. Các đặc tính dòng - áp
3. Mạch phân cực
4. Mạch khuếch đại dùng FET
5. Các mạch khuếch đại cơ bản
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Ký hiệu của NMOS:
Ba cực chính: G (gate), D (drain) và S (source).
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Đặc tuyến iD-vDS:
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Các vùng hoạt động của NMOS:
vGS < Vtn: cutoff, iD = 0.
vGS = Vtn + vOV: triode hoặc bão hòa
- Triode: vDS < vOV, khi đó:
1 1 2
iD k n v OV v DS v DS k n (v GS VTn )v DS v DS
2 2
- Bão hòa: vDS vOV, khi đó:
1 1
iD k nv OV k n v GS Vtn 2
2
2 2
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Đặc tuyến iD-vDS: với các giá trị vGS khác nhau:
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Tương tự như BJT, nếu phân tích kỹ thì MOSFET cũng có hiệu ứng
Early, khi đó
VA
ro
ID
là trở kháng giữa D và S.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Đặc tuyến iD-vGS:
- Khi sử dụng MOSFET làm mạch
khuếch đại, thì cần phân cực sao cho
MOSFET hoạt động ở vùng bão hòa,
khi đó iD sẽ phụ thuộc vào vGS:
1 1
iD k nv OV k n v GS Vtn 2
2
2 2
- Đây là hàm phi tuyến, tuy nhiên
nếu vGS thay đổi trong phạm vi nhỏ thì
có thể xem như tuyến tính.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Ví dụ: Một NMOS có kn = 4.3mA/V2, Vtn =0.5V:
a. Xác định VGS và VDS sao cho MOSFET hoạt động ở biên bão hòa với ID
= 100A.
b. Nếu VGS giữ không đổi (câu a), tìm VDS sao cho ID = 50A.
c. Tại VDS=0.3V, giả sử NMOS đang ở vùng bão hòa, xác định iD nếu vGS =
0.7V0.01V.
Đáp án:
a. VGS = 0.72V, VDS = VOV = 0.22V.
b. Triode, VDS = 0.06 (lưu ý chọn VDS < VOV).
c. vGS = 0.69V: 0.70V: 0.71V tương ứng iD = 77.6A: 86A: 94.8A.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Ký hiệu của PMOS:
Các đặc tính dòng áp tương tự NMOS với chiều đảo ngược.
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 2. Các đặc tính dòng - áp
Đặt tuyến iD-vSD:
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Chương 2 - FET
1. Giới thiệu
2. Các đặc tính dòng - áp
3. Mạch phân cực
4. Mạch khuếch đại dùng FET
5. Các mạch khuếch đại cơ bản
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- 3. Mạch phân cực
- Tương tự như BJT, khi khảo sát mạch phân cực DC thì ta chỉ xét
mạch với các điện áp DC, với các tụ điện là hở mạch và ngắn mạch các
nguồn áp AC (nếu có).
- Trong các ví dụ, bài tập, nếu không có ghi chú gì thêm thì xem VA =
(nghĩa là ro = ).
- Các nguồn là DC nên:
• NMOS: VOV = VGS - Vtn
• PMOS: |VOV| = VSG - |Vtp|
Nguyễn Phước Bảo Duy - HCMUT
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
