Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu về Transistor hiệu ứng trường FET phần 2.
6.6 Giải tích tín hiệu nhỏ 6.6.1 Mạch tương đương tín hiệu nhỏ: Mạch tương đương tìn hiệu nhỏ (tần số dải giữa): Điện trở gate-source: ∂v hi = rgs = GS → ∞ : Hở mạch ∂iG Q Hệ số khuếch đại áp ngược: hr ≈ Chương 14 Độ xuyên dẫn (transconductance): ∂i gm = DS (S) ∂vGS Q Từ công thức: i DS = k n [vGS ⇒ gm = k n I DSQ ⎛ v ⎞ − VTN ]2 = I po ⎜1 + GS ⎟ ⎟ ⎜ ⎝ V po ⎠ Điện trở drain-source: ⎛ ∂v ⎞ rds = ⎜ DS ⎟ ⎜ ∂i ⎟ ⎝ DS ⎠ Q Lý thuyết: rds → ∞ Thực tế: rds ≈ 20 – 500 KΩ; rds ∼ 1/IDQ Hệ số khuếch đại: ∂v µ = − DS = gmrds ∂vGS Q 6.6.2 Mạch khuếch đại áp cực nguồn chung (CS): Mạch CS: Chương 15 Mạch tương đương tín hiệu nhỏ: Trở kháng vào nhìn từ nguồn: Zi = R3 + (R1 // R2) Trở kháng nhìn từ tải: Zo = Rd // rds Zi v Hệ số khuếch đại áp: Av = L = − g m ( R L // Z o ) vi Z i + ri Chương 16 Ví dụ: Xác định Av, Zi, Zo mạch KĐ dùng MOSFET sau: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ: Tại D: i = Chương v gs − v ds Rf = g m v gs + v ds rds // R L 17 v Với vgs = vi ⇒ Av = ds = −( g m − / R f vi ⎛ ⎞ 1 ⎟ ⎜ ) + ⎜ r // R Rf ⎟ ds L ⎝ ⎠ Zi = v ds io ≈ − g m (rds // R L ) = - 12 Rf vi vi = = = 7,7 KΩ i (vi − v ds ) / R f − Av Zo = −1 = R f // rds = 13 KΩ vi =0 6.6.3 Mạch theo nguồn (Source follower – CD): Mạch CD: DCLL: VDD = vDS + iDS (Rs1 + Rs2) Điện áp phân cực: VGSQ = - IDSQ Rs1 Thông thường, để Q nằm DCLL: vDS ≈ (VDD / 2) >> VGSQ ⇒ Rs1 > 1) µ +1 gm ' Độ lợi áp hở mạch (không có Rs): Av Rs →∞ = vs vg Ngõ ra: vs = µvgs = µ (vg – vs) ' ⇒ Av = Chương µ µ +1 ≈ (Giả sử µ >> 1) 19 Trở kháng ngõ vào: Z i = vg ii Để xác định Zi, sử dụng nguồn tương đương Thevenin ngõ ra: ' vs vs Av Rs g R µ ⇒ Av = = = = × m s vi v g / g m + Rs µ + 1 + g m Rs Với giả sử R1 >> Rs2: iiR1 = vg – va ≈ vg ⇒ Zi = vg ii ≈ µ R1 Rs 1− × µ + Rs1 + Rs Rs Rs v s = vg Av v g Rs + Rs1 Rs + Rs1 ≈ (µ + 1)R1 (Giả sử Rs2 >> Rs1) Nhận xét: Giống mạch Emitter Follower (BJT): Zi lớn; Zo nhỏ; Av ≈ Chương 20 6.6.4 Phản ánh trở kháng: Xét mạch sau: Mạch tương đương tin hiệu nhỏ: Chương 21 ⇒ ids = µv gs + v3 − v Rs + rds + Rd đó: vgs = v1 – v2 – ids Rs µv + v − ( µ + 1)v ⇒ ids = ⇒ Mạch tương đương phản ánh vào cực D: ( µ + 1) Rs + rds + Rd Chương 22 Viết lại: ids = Chương µv1 /( µ + 1) + v3 /( µ + 1) − v ⇒ Mạch tương đương phản ánh vào cực S: Rs + rds /( µ + 1) + Rd /( µ + 1) 23 Các bước thực phản ánh trở kháng: 1) Tương đương đoạn DS FET điện trở rds nối tiếp nguồn áp (µv1) [cực dương S] Xem đoạn mạch gắn liền với phần mạch cực D 2) Phản ánh vào D: Giữ nguyên phần mạch cực D đoạn tương đương DS Phần mạch cực S × (µ + 1) 3) Phản ánh vào S: Giữ nguyên phần mạch cực S Phần mạch cực D đoạn tương đương DS : (µ + 1) Ví dụ: Phân tích lại mạch CD cách phản ánh trở kháng vào phần mạch cực S Mạch tương đương: Chương 24 Phân tích mạch: KVL, KCL Chương 25 6.6.5 Mạch tách pha (phase-splitting circuit): Tín hiệu nhỏ: ids = − R vo1 vo = ⇒ vo = − s vo1 Rd Rd Rs Neáu Rs = Rd ⇒ vo2 = - vo1 : Mạch tách pha Để xác định Av1, Av2, Zo1, Zo2: Sử dụng pp phản ánh trở kháng với v2 = v3 = v µR d Av1 = o1 = − ⇒ ( µ + 1) Rs + rds + Rd vi v µR s Av = o = − ( µ + 1) Rs + rds + Rd vi Z o1 = Rd //[rds + ( µ + 1) Rs ] r R Z o = Rs //[ ds + d ] µ +1 µ +1 Chương 26 6.6.6 Mạch khuếch đại cực cổng chung (CG): Mạch CG: Trở kháng ngõ vào: Phản ánh vào mạch cực S: rds + Rd µ +1 Trở kháng ngõ ra: Phản ánh vào mạch cực D: ⇒ Chương Zi = Rsg = 27 ⇒ Chương Zo = rds + (µ + 1)ri Hệ số khuếch đại: vd ( µ + 1) R d Av = = vi R d + rds + ( µ + 1)ri 28 6.7 Mở rộng 6.7.1 FET kênh p: p-channel JFET Cấu tạo: Đặc tuyến VA: Chương 29 p-channel MOSFET Cấu tạo: Đặc tuyến VA: Chương 30 Nhận xét: p-channel FET (iSD, vSD, vSG) tương tự n-channel FET (iDS, vDS, vGS) 6.7.2 Depletion-mode MOSFET: So sánh: Khi vGS = 0: Enhancement-mode: Không có kênh dẫn D S Depletion-mode: Có kênh dẫn D S ⇒ Enhancement-mode: VTN > 0: Điện áp ngưỡng hình thành kênh dẫn Depletion-mode: VTN < 0: Điện áp ngưỡng tắt kênh dẫn Đặc tuyến: Chương 31 ... rộng 6.7.1 FET kênh p: p-channel JFET Cấu tạo: Đặc tuyến VA: Chương 29 p-channel MOSFET Cấu tạo: Đặc tuyến VA: Chương 30 Nhận xét: p-channel FET (iSD, vSD, vSG) tương tự n-channel FET (iDS, vDS,... đương đoạn DS FET điện trở rds nối tiếp nguồn áp (µv1) [cực dương S] Xem đoạn mạch gắn liền với phần mạch cực D 2) Phản ánh vào D: Giữ nguyên phần mạch cực D đoạn tương đương DS Phần mạch cực... (µ + 1) 3) Phản ánh vào S: Giữ nguyên phần mạch cực S Phần mạch cực D đoạn tương đương DS : (µ + 1) Ví dụ: Phân tích lại mạch CD cách phản ánh trở kháng vào phần mạch cực S Mạch tương đương: Chương