Giáo trình CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ - phần 3

3.7 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG. a) Các mạch khuyếch đại bằng FET. FET được dùng rộng rãi trong các bộ khuyếch đại yêu cầu tạp âm thấp và có điện trở vào cao. Cả hai loại FET kênh-n và kênh-p đều được dùng nhưng để đơn giản, ta xét các mạch dùng các mạch khuyếch đại dùng FET kênh-n. Việc thiết kế các bộ khuyếch đại dựa vào FET phải thỏa mãn cả điều kiện dc và điều kiện tín hiệu nhỏ. Hình 3.42 là mạch khuyếch đại đơn giản dùng MOSFET và JFET,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ - phần 3CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 88 VoQ 5V I DQ = = = 2 mA 2 ,5 kΩ RL Từ phương trình Shockley’s (3.47): ) = −3 V. ( 2 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ID V VGS = VP ⎜ 1 − ⎟ = −6 1 − I D = I DSS ⎜ 1 − GS ⎟ suy ra: 2 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 8 ⎝ ⎠ VP I DSS ⎝ ⎠ Và tìm được giá trị của RS = 1,5 kΩ Như đã xác định theo phương pháp đồ thị.3.7 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG.a) Các mạch khuyếch đại bằng FET.FET được dùng rộng rãi trong các bộ khuyếch đại yêu cầu tạp âm thấp và có điện trở vào cao.Cả hai loại FET kênh-n và kênh-p đều được dùng nhưng để đơn giản, ta xét các mạch dùng cácmạch khuyếch đại dùng FET kênh-n.Việc thiết kế các bộ khuyếch đại dựa vào FET phải thỏa mãn cả điều kiện dc và điều kiện tínhiệu nhỏ. Hình 3.42 là mạch khuyếch đại đơn giản dùng MOSFET và JFET, trong đó mạch chỉđơn giản gồm một transistor, một tải điện trở và một mạch phân cực. Sự khác nhau giữa cácmạch trên xuất phát từ yêu cầu phân cực khác nhau của mỗi loại transistor.Tất cả các kiểu phân cực cho mạch khuyếnch đại dùng FET trên, có thể mô tả phù hợp bởi mạchcho ở hình 3.30 đã xét ở mục 3.6a, chỉ cần chọn lựa các giá trị điện áp cung cấp VGG thích hợpcho cổng. Khi sử dụng các dụng cụ kênh-n, thì điện áp này phải dương đối với các MOSFETtăng cường, âm đối với các JFET, và thường bằng 0 đối với các MOSFET nghèo [DEMOSFET]. Đối với các dụng cụ kênh-p, thì cực tính của các điện áp trên là ngược lại.Trở lại với mạch hình 3.30, tín hiệu vào được đặt giữa cực cổng và cực nguồn của FET, và tínhiệu ra là được lấy giữa cực máng và cực nguồn, vì vậy cực nguồn là cực chung giữa mạch vàovà mạch ra, nên các bộ khuyếch đại có dạng thông dụng này được gọi là bộ khuyếch đại nguồnchung [common-source amplifiers]. Ví dụ, các mạch ở hình 3.42 trên là các mạch khuyếch đạinguồn chung.Mặc dù mạch hình 3.30 có thể thực hiện được, nhưng nó thường bất tiện khi phải dùng riêng rẽnguồn cung cấp cho cổng. Thông thường, điện áp phân cực nhận được chỉ từ một nguồn cungcấp chung cho cả mạch phân cực cổng và mạch máng-nguồn. Đối với DE MOSFET, điện ápphân cực thường bằng 0 Volt, có thể nhận được đơn giản bằng cách nối điện trở RG xuống đất[ground] như ở hình 3.42a. Mạch phân cực đối với MOSFET tăng cường phức tạp hơn một chút,do đòi hỏi điện áp phân cực khác 0V. Tuy vậy, do điện áp phân cực yêu cầu nằm trong khoảnggiữa điện áp cung cấp ở cực máng VDD và điện áp cung cấp ở cực nguồn VSS, nên điện áp phâncực có thể nhận được một cách dễ dàng bằng cách dùng mạch điện trở dưới dạng cầu phân ápnhư ở hình 3.42b. Đối với JFET, điện áp phân cực sẽ được trích ra ở đường nguồn cung cấp vàocực máng và cực nguồn. Trong trường hợp này, mạch phân cực thường sử dụng điện trở nối vàocực nguồn (gọi là điện trở nguồn) như ở hình 3.42c. Dòng điện ra cực nguồn sẽ chảy qua điệntrở nguồn tạo ra sụt áp trên điện trở nguồn, làm cho điện áp trên cực nguồn cao hơn VSS, nếu nốimột điện trở cổng với VSS thì cực cổng sẽ được phân cực với điện áp bằng sụt áp trên điện trở RS,và cực tính điện áp ngược lại đối với cực nguồn. Kỹ thuật phân cực này được gọi là phân cực tựđộng.BIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 3: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNGCẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 89Mạch tương đương tín hiệu nhỏ cho một bộ khuyếch đại bằng FET ở hình 3.30 được mô tả ởhình 3.43. Khi có mạch tương đương tín hiệu nhỏ của bộ khuyếch đại bằng FET, ta có thể xácđịnh được hệ số khuyếch đại điện áp tín hiệu nhỏ. Từ hình 3.43, rõ ràng là, nếu bỏ qua ảnhhưởng của điện dung vào C, thì điện áp trên cực cổng của FET cũng chính là điện áp tại lối vàovi.Điện áp ra được xác định bởi nguồn phát dòng và điện trở tương đương của hai nhánh mắc song ≅song là điện trở ...