Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 6: Transistor hiệu ứng trường (FET - Field Effect Transistor) - Phần 2 - Hồ Trung Mỹ

Nội dung text: Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 6: Transistor hiệu ứng trường (FET - Field Effect Transistor) - Phần 2 - Hồ Trung Mỹ

1. ĐHBK Tp HCM-Khoa Đ-ĐT BMĐT GVPT: Hồ Trung Mỹ Môn học: Dụng cụ bán dẫn Chương 6 FET (Field Effect Transistor) Transistor hiệu ứng trường 1
2. 6.5 Mạch tương đương tín hiệu nhỏ 3
3. Equivalent circuit of intrinsic and extrinsic FET 5
4. Hỗ dẫn • Cho biết tác động của điện áp cổng lên dòng máng: gm = id/vgs • Đơn vị của hỗ dẫn là micromho (mho) hay microsiemen (S). • gm là độ dốc của đường cong hỗ dẫn. • gm0 là giá trị tối đa và xảy ra ở VGS = 0. 7
5. Đặc tuyến gm I D I DSS gm gm0 I g I DSS g m0 0,707g D 2 m 2 m0 I g I DSS g m0 D 4 m 2 9
6. Mạch KĐ dùng JFET 11
7. Tóm tắt các công thức trong mạch KĐ dùng JFET 13
8. Phân cực bằng cầu chia áp +VDD Phân cực cổng không thích hợp cho miền tích cực. RD R1 VDD ID(sat) = RD + RS VS = VG - VGS R2 VG - VGS RS IDQ = RS 15
9. Phân cực bằng nguồn dòng 17
10. Tóm tắt phân cực JFET kênh N 19
11. FET high-frequency small-signal model Depletion capacitances and Miller effect D RD Depletion region “Pinch off” D C channel gd C G + G ds V p+ p+ DD n - Depletion regions C have capacitances gs S Cgs, Cgd, Cds S In active region E.g. Cgs = 3pF, Cds = 1pF, Cgd = 2.8pF. Cgs is generally the biggest in all FET devices BUT CA = Cgd(1 - AV) gives the largest effect (CA >> Cgs) Hence, this is called Miller capacitance effect or Miller effect. 21
12. FET common source amplifier at high frequency AC equivalent circuit VDD RD RD V V D o D o G G Vi Vi RL RL RG S RG S VGG Short-circuit capacitors and DC voltage CS amplifier circuit sources AC equivalent circuit 23
13. Mô hình JFET tín hiệu nhỏ (được đơn giản hóa) ở tần số cao • ro là điện trở ra do sự điều chế chiều dài kênh dẫn (nghĩa là sự phụ thuộc của ID vào VDS), trị tiêu biểu của ro = 10K 1000K • Cgs : điện dung giữa G và S • Cgd: điện dung giữa G và D 25
14. Tóm tắt JFET 29
15. Tóm tắt công thức JFET 31
16. Một số đặc tính của JFET kênh P thực tế Cgs Cgd 33
17. JFET làm công tắc analog (Analog switch) 35
18. Analog Switch 37
19. Chopper • Chopper có thể dùng công tắc song song hoặc nối tiếp • Mạch chopper có thể xây dụng mạch KĐ DC 41
20. Mạch KĐ 43
21. Mạch KĐ/trộn âm thanh 49
22. Điện trở được điều khiển bằng áp 51
23. . Automatic Gain Control (AGC) * Vout (tăng) → Vgs (tăng) → rds (tăng) → áp vào mạch KĐ nhỏ đi (âm hơn) 53
24. JFET - variable resistor (2) Now lets analyze the circuit. In the linear region VDD we had a relationship between ID and VDS. V 2 I 2k V V V DS R D GS T DS D 2 To find the effective resistance this is the voltage R V G across the channel divided by the current through GS the channel. 1 I D VDS  2k VGS VT RDS VDS 2 If it wasn’t for the last term, we would have a value of 1/RDS that was proportional to VGS, the control voltage and didn’t depend on VDS (remember VT is a constant of the FET, the pinch off voltage). This is like a resistor, and it forms a VOLTAGE DIVIDER with RD. 55
25. Bộ suy giảm được điều khiển bằng áp • A voltage controlled attenuator – for small drain-to-source voltages FETs resemble voltage-controlled resistors – the gate voltage VG is used to control this resistance and hence the gain of the potential divider – used, for example, in automatic gain control in radio receivers 57
26. Nguyên tắc cơ bản tạo nguồn dòng bằng JFET Miền dòng hằng hoặc Nguồn dòng cơ bản (JFET hoạt động ở miền bão hòa) Hãy tìm điều kiện cho JFET và tải để mạch vẫn là nguồn dòng? 59
27. Nguồn dòng hằng đơn giản 61
28. Precision Current Source 63
29. Current limiting (giới hạn dòng) hay I DSS 10mA RDS 200 VDS I DS  RDS 1mA 200 0.2V (I DS 1mA) * Khi có ngắn mạch ở tải → JFET sẽ giới hạn dòng tối đa là IDSS= 10mA 65
30. Các ứng dụng khác của JFET 67
31. A precision DC voltmeter • The voltage ranges for this meter are as follows: 0.1 volts, 0.2 volts, 1.0 volts, 2.0 volts, 10 volts. 20 volts. • The JFET is being used in the common drain configuration. A reasonable value for the capacitor would be 0.01 μF 71
32. Điều chỉnh ánh sáng 77