›
›

Bài giảng Mạch điện tử - Chương 3: Mạch khuyếch đại FET

Download
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
1
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
2
• Nguyên lý hoạt động  
• Đặc điểm - Phân loại - Ký hiệu  
• Cấu tạo và hoạt động phân cực  
• Mạch phân cực (DC)  
• Mạch phân cực cho JFET  
• Mạch phân cực cho MOSFET  
• Mạch tín hiệu nhỏ (AC)  
• Mô hình tương đương của FET: dạng S chung  
• Phân tích mạch tín hiệu nhỏ (CS – CD – CG)  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
3
• Đặc điểm - Phân loại - Ký hiệu  
• FET kênh n  
• FET kênh p  
• Cấu tạo và hoạt động phân cực  
• JFET  
• MOSFET (IGFET)  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
4
• Kênh bán dẫn được điều khiển bởi điện áp.  
• FET là nguồn dòng phụ thuộc áp  
• FET kênh p  
• FET kênh n  
• Gồm 3 cực  
• Cực cổng G ~ cực Base  
• Cực nguồn S ~ cực Emitter  
P
N
• Cực máng D ~ cực Collector  
• Phần tử phi tuyến  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
5
• VGS = 0: dòng bão hòa IDSS  
ꢀ Điểm nghẽn kênh  
• Tăng VGS= -1  
ꢀ điểm nghẽn tại iD thấp hơn  
• VGS = -2 = -Vp0 : điện thế nghẽn với iD=0  
Vùng ñiꢀn trꢁ (iD thay ñꢂi theo vDS)  
Vùng khuꢃch ñꢄi  
(bão hòa)  
Vùng tꢅt (iD=0)  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
6
• Họ đặc tuyến JFET kênh n và điều kiện hoạt động ở vùng dẫn  
khuếch đại (bão hòa).  
• - Vpo ≤ VGS ≤ 0  
• Vp = Vpo + VGS ≤ VDS  
•
0 ≤
 
I
DS
= I
p
≤ I
po  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
7
• VGS = 0  
• -Vp0 < VGS < 0  
• VGS > 0  
Vùng ñiꢀn trꢁ.  
Vùng khuꢃch ñꢄi  
(bão hòa).  
Vùng tꢅt.  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
8
• Họ đặc tuyến MOSFET kênh n và điều kiện hoạt động ở vùng  
dẫn khuếch đại (bão hòa).  
• ꢀ Vpo ≤ VGS  
• Vp = Vpo + VGS ≤ VDS  
• 0 ≤ IDS = Ip ≤ Ipo  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
9
Ví dụ: Cho FET có phương trình ñꢀc tính dòng áp là  
IDS = 2.10ꢁ4 (1+0.25 VGS )2 (A)  
a. Tìm dòng và áp nghꢂn khi VGS =0.  
b. Tìm dòng và áp nghꢂn khi VGS = ꢁ1, ꢁ2, ꢁ4 (V).  
c. Tìm dòng và áp nghꢂn khi VGS =1, 2, 4 (V).  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
10  
VGS = 0 thì I = 2.10ꢀ4 (1+0.25 . 0 )2 = 2.10ꢀ4 (A) = Ipo.  
IDS = 0 thì 2.10ꢀ4 (1+0.25 . VGS )2 = 0  
giꢁi PT ta ñưꢂc VGS = ꢀ4 (V)  
ꢀ Vpo = 4 (V).  
JFET  
VGS  
ꢀ4 ꢀ2 ꢀ1  
0
1
2
4
Ip= IDS  
0 0.5 1.125 2.10ꢀ4 3.125 4.5 8  
Vp= VDS  
0
2
3
4
5
6
8
MOSFET  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
11  
• Mạch phân cực cho JFET  
• Mạch phân cực cho MOSFET  
• Chế độ nghèo  
• Chế độ tăng cường  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
12  
Ta có:  
0 = RG IG + VGS + RS ID  
= 0 + VGS + RS ID  
ꢀ ðưꢀng phân cꢁc: VGS = ꢀ RS ID (1)  
ðꢂc tuyꢃn truyꢄn:  
IDS =ID = Ipo  
(2)  
Tꢃ (1) và (2) cho ta hꢄ PT hai ꢅn  
IDSQ và VGSQ. Giꢁi hꢄ ta có ñiꢆm Q.  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
13  
Ví dụ: Cho mꢃch như hình vꢂ: Ipo = 0.1 mA , Vpo = 4 V. Tìm Q?  
Ta có: VGS = VG ꢀ VS = ꢀ VS = ꢀ RS IDQ (IG =0)  
ꢀ VGSQ = ꢀ RS IDQ (1)  
Mꢇt khác:  
IDQ = Ipo  
(2)  
Tꢃ (1) và (2) ta có :  
6.25x10ꢀ3 (VGSQ)2 + 1.05 VGSQ + 0.1 = 0  
VGSQ = ꢀ0.095V  
VGSQ= ꢀ 168V ( Lꢈai vì < ꢀVpo)  
ꢀ VDS = VDD ꢀ IDQ (RS + RD )= 19.81 (V)  
Nhꢅn xét: RG không ꢄnh hưꢅng ñꢆn sꢇ phân cꢇc do IG =0.  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
14  
VDS = VDD - ID (RS + RD )  
VG = VDD R2 / (R1 + R2)  
VG = RG IG + VGS + RS ID = 0 + VGS + RS ID  
ꢀ VGS = VG - RS ID (Đường phân cực )  
Đặc tuyến truyền:  
IDS =ID = Ipo  
Điểm tĩnh Q:  
IDQ = Ipo và VGSQ = VG - RS IDQ  
Giải hệ trên tìm được Q (IDQ , VGSQ )  
4/2/2013  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
15  
VDS = VDD - ID RD  
Ðường phân cực :  
VGS = VDS = VDD –RDID (1)  
Đặc tuyến truyền đạt:  
IDS =ID = Ipo  
(2)  
Từ (1) và (2) ta có hệ PT hai  
ẩn IDSQ và VGSQ. Giải hệ ta có  
điểm Q  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
16  
Ví dụ: Cho mꢃch như hình vꢂ: Ipo = 6mA , Vpo = 3V. Tìm Q?  
Ta có :  
VG = VDD R2 / (R1 + R2) = 1.5 V  
VGSQ = VG ꢀ RS IDQ (1)  
Mꢇt khác:  
IDQ = Ipo  
(2)  
Tꢃ (1) và (2) ta có :  
0.1 (VGSQ)2 + 1.6 VGSQ ꢀ0.6 = 0  
VGSQ = 0.366 V  
VGSQ= ꢀ 16.366 V (Lꢈai vì < ꢀVpo)  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
17  
Ví dụ: Cho mꢃch như hình vꢂ : Ipo = 4mA, Vpo = 4V. Tìm Q?  
Ta có:  
VGS = VDD –RDID – RGIG = VDD –RDID (IG =0)  
ꢀ V
GSQ
= V
DD
–R
D
I
DQ
(1)  
Mꢇt khác:  
IDQ = Ipo  
(2)  
Tꢃ (1) và (2) ta có :  
0.5(VGSQ)2 + 5 VGSQ – 10 = 0  
VGSQ = 1.7 V  
VGSQ= ꢀ 11.7 V ( Lꢈai vì < ꢀVpo)  
Nhꢅn xét: RG không ꢄnh hưꢅng ñꢆn sꢇ phân cꢇc do IG =0.  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
18  
• Mô hình tương đương của FET: dạng S chung  
• Các thông số AC của FET  
• Mô hình nguồn dòng phụ thuộc áp  
• Mô hình nguồn áp phụ thuộc áp  
•
Phân tích mạch tín hiệu nhỏ (CS – CD – CG)  
• Tính toán độ lợi dòng-áp và trở kháng vào-ra  
• Kỹ thuật phản ánh trong FET: bảo toàn dòng iDS  
• Mô hình tương đương của mạch khuếch đại  
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
19  
: Tꢉng trꢊ ra cꢋa FET  
rds  
• Mô hình nguồn dòng phụ thuộc áp  
∂vds  
∂ids  
rds =  
g
m: hꢌ dꢍn  
V
∂ids  
∂vgs  
1
P0   
GSQ   
gm = |  
Q
=2I 1+  
VP0 VP0  
: Hꢄ sꢎ khuꢏch ñꢐi cꢋa FET  
• Mô hình nguồn áp phụ thuộc áp  
ꢀ
4/2/2013  
Khoa ðiꢀn – ðiꢀn tꢁ ꢂ ðHBK Tp.HCM  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 49 trang baolam 49280 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạch điện tử - Chương 3: Mạch khuyếch đại FET", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_mach_dien_tu_chuong_3_mach_khuyech_dai_fet.pdf