Bài giảng Điện tử 1: Phần 2 - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn

Bài giảng môn "Điện tử 1" trang bị cho sinh viên các kiến thức về nguyên tắc hoạt động và mạch áp dụng các linh kiện bán dẫn như: Diode, Transistor, FET, UJT, PUT SCR TRIAC. Phần 2 của bài giảng có nội dung trình bày về: transistor hiệu ứng trường – FET; thyristor và các linh kiện khác; mạch khuếch đại biên độ nhỏ dùng transistor. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện tử 1: Phần 2 - Trường ĐH Công nghệ Sài GònBÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 1 – CHƯƠNG 3 – TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG - FET 97CHƯƠNG 03 TRANSISTORHIỆUỨNGTRƯỜNG‐FET Trong chương 3 chúng ta khảo sát một dạng thứ hai của transistor áp dụng hiệu ứngtrường, FET(Fiel-Effect Transistor). Không như transistor, FET là linh kiện đơn cực (unipolar);khi giải thích nguyên tắc hoạt động chúng ta không dùng đến dòng lổ trống và electron tự domà chỉ sử dụng duy nhất một loại điện tích tải (charge carrier). FET bao gồm hai loại chính: JFET (Junction Field-Effect Transistor) và MOSFET (MetalOxide Semiconductor Fiel-Effect Transistor). Transistor là loại linh kiện kiểm soát dòng điện, dùng dòng cực nền để điều khiển haykiểm soát dòng cực thu. Với FET thì khác, đây là linh kiện được điều khiển bằng điện áp;dùng áp giữa hai đầu cực cổng (Gate) và nguồn (source) để kiểm soát hay điều khiển đượcdòng qua linh kiện. Đặc điểm chính của FET là loại linh kiện có giá trị tổng trở nhập rất lớn.3.1 JFET (JUNCTION FIELD-EFFECT TRANSISTOR): JFET được tạo thành từ thanh bán dẫn n hay p được gọi là kinh n (n channel) hay kinh p (p channel). Tại khoảng giữa của JFET kinh n được khuếch tán các vùng bán dẫn p ; tương tự với JFET kinh p tại khoảng giữa chúng ta khuếch tán các lớp bán dẫn n, xem hình H3.1 JFET có 3 đầu ra; đầu trên của kinh là cực Drain (cực D còn được gọi là cực Máng hay cực Thoát); đầu dưới của kinh là cực Source (cực S hay cực Nguồn). Phần bán dẫn khác loại với kinh được khuếch tán vào linh kiện được gọi là cực Gate (cực G hay cực Cổng) Hình H 3.13.1.1.NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG: Trong hình H3.2 trình bày phương pháp cấpnguồn áp DC phân cực cho JFET kinh n. Áp VDD đượccấp giữa hai đầu cực D và cực S (điện thế cực D caohơn điện thế cực S). Áp VGG dùng phân cực ngược cáccực G và S (điện thế cực S cao hơn điện thế cực G). JFET luôn luôn hoạt động với mối nối pn giữacực G và cực S phân cực ngược. Điện áp phân cực ngược giữa cực G và cực S tạothành vùng nghèo dọc theo mối nối pn. Vùng nghèotrải rộng trong kinh n làm giảm độ rộng của kinh (xéttại cực G) dẫn đến điện trở nội của kinh gia tăng. Độ rộng của kinh tại cực G và nội trở của kinhđược điều khiển bằng cách điều chỉnh thay đổi áp phâncực VGG. Tóm lại cường độ dòng điện ID từ cực D đếncực G được điều chỉnh thay đổi bằng áp VGG, xem kết Hình H3.2quả tóm tắt trong hình H3.3.STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN: NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 98 BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 1 – CHƯƠNG 3 – TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG - FET a./ Phân cực để JFET dẫn b./ Giảm áp phân cực VGG dòng ID tăng b./ Tăng áp phân cực VGG dòng ID giảmHÌNH H3.3: Ảnh hưởng của áp phân cực VGG đối với tính dẫn và dòng ID của JFET.3.1.2.ĐẶC TÍNH VÀ THÔNG SỐ CỦA JFET: Ký hiệu của JFET áp dụng trong các sơđồ nguyên lý được trình bày trong hình H3.3.3.1.2.1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠBẢN : Trong mạch hình H3.5, cho áp giữa cựcG và cực S bằng 0 ( VGS = 0 V), hay tạo sựngắn mạch giữa cực G và cực S. Khi thay đổi áp VDD từ 0 V, dòng ID giatăng tỉ lệ thuận với áp VDD , đoạn đặc tuyến AB HÌNH H3.4: Ký hiệu của JFETtrong hình H3.5 b. Trong vùng chứa đoạn AB, điện trở nội của kinh xem như không đổi vì vùng nghèo khôngđủ rộng để ảnh hưởng. Vùng chứa đoạn AB được gọi là vùng có tính điện trở (Ohmic area) vìquan hệ giữa áp VDS với dòng ID tuân theo định luật Ohm. Tại vị trí B đặc tuyến bắt đầu chuyển hướng không tăng, duy trì dòng ID không đổi trongkhi áp VDS tiếp tục gia tăng. Tại đoạn BC, áp phân cực ngược giữa cực G và cực D làm tăngvùng nghèp đủ lớn để khống chế sự gia tăng của áp VDS duy trì dòng ID bằng hằng số . JFET xemnhư tương đương nguồn dòng khi làm việc trong vùng này. a./ JFET với VGS = 0V và thay đổi VDD b./ Đặc tuyến ID theo áp VDD khi VGS = 0VHÌNH H3.5: Đặ ...