Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Nghề: Sửa chữa lắp ráp máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Nghề: Sửa chữa lắp ráp máy tính - Cao đẳng) được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/môn học của chương trình đào tạo nghề Sửa chữa, lắp ráp máy tính ở cấp trình độ Cao đẳng. Giáo trình kết cấu gồm 9 bài và chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: tranzitor hiệu ứng trường; một số linh kiện đặc biệt; mạch nguồn một chiều; các mạch khuếch đại tín hiệu dùng BJT; khuếch đại thuật toán;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Nghề: Sửa chữa lắp ráp máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô Bài 5: Tranzitor hiệu ứng trƣờng Mục tiêu: - Trình bày đƣợc đặc điểm cấu tạo và đặc tính làm việc của các loại Tranzitor trƣờng cũng nhƣ phạm vi ứng dụng của chúng; - Nhận dạng, phân loại đƣợc các loại JFET,MOSFET; - Xác định đƣợc các cực và kiểm tra đƣợc tình trạng kỹ thuật của JFET, MOSFET. Nội dung: Transistor trình bày trƣớc đƣợc gọi là transistor mối nối lƣỡng cực (BJT = Bipolar Junction Transistor). BJT có điện trở ngõ vào nhỏ ở cách mắc thông thƣờng CE, dòng IC =  IB, muốn cho IC càng lớn ta phải tăng IB (thúc dòng lối vào). Đối với transistor hiệu ứng trƣờng có tổng trở vào rất lớn. Dòng điện ở lối ra đƣợc Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 70 tăng bằng cách tăng điện áp ở lối vào mà không đòi hỏi dòng điện. Vậy ở loại này điện áp sẽ tạo ra một trƣờng và trƣờng này tạo ra một dòng điện ở lối ra. Field Effect Transistor (FET) FET có hai loại: JFET v à MOSFET. 1.JFET 1.1.Cấu tạo – kí hiệu JFET (Junction Field Effect Transistor) đƣợc gọi là FET nối. JFET có cấu tạo nhƣ (hình vẽ) Cấu tạo của JFET kênh N (a), JFET kênh P (b). Trên thanh bán dẫn hình trụ có điện trở suất khá lớn (nồng độ tạp chất tƣơng đối thấp), đáy trên và đáy dƣới lần lƣợt cho tiếp xúc kim loại đƣa ra hai cực tƣơng ứng là cực máng (cực thoát) và cực nguồn. Vòng theo chu vi của thanh bán dẫn ngƣời ta tạo một mối nối P – N. Kim loại tiếp xúc với mẫu bán dẫn mới, đƣa ra ngoài cực cổng (cửa). D: Drain: cực máng (cực thoát). G: Gate: cực cổng (cực cửa). S: Source: cực nguồn. Vùng bán dẫn giữa D và S đƣợc gọi là thông lộ (kênh). Tùy theo loại bán dẫn giữa D và S mà ta phân biệt JFET thành hai loại: JFET kênh N, JFET kênh P. Nó có kí hiệu nhƣ (hình 3-45) Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 71 Kí hiệu của JFET kênh N (a), JFET kênh P (b). 1.2. Nguyên lí hoạt động Giữa D và S đặt một điện áp VDS tạo ra một điện trƣờng có tác dụng đẩy hạt tải đa số của bán dẫn kênh chạy từ S sang D hình thành dòng điện I D. Dòng ID tăng theo điện áp VDS đến khi đạt giá trị bão hòa IDSS (saturation) và điện áp tƣơng ứng gọi là điện áp thắt kênh VPO (pinch off), tăng VDS lớn hơn VPO thì ID vẫn không tăng. Giữa G và S đặt một điện áp VGS sao cho không phân cực hoặc phân cực nghịch mối nối P – N. Nếu không phân cực mối nối P – N ta có dòng ID đạt giá trị lớn nhất IDSS. Nếu phân cực nghịch mối nối P – N làm cho vùng tiếp xúc thay đổi diện tích. Điện áp phân cực nghịch càng lớn thì vùng tiếp xúc (vùng hiếm) càng nở rộng ra, làm cho tiết diện của kênh dẫn bị thu hẹp lại, điện trở kênh tăng lên nên dòng điện qua kênh ID giảm xuống và ngƣợc lại. VGS tăng đến giá trị VPO thì ID giảm về 0. 1.3.Cách mắc JFET - Cũng tƣơng tự nhƣ BJT, JFET cũng có 3 cách mắc chủ yếu là: Chung cực nguồn(CS), chung cực máng (DC), và chung cực cửa(CG) - Trong đó kiểu CS thƣờng đƣợc dùng nhiều hơn cả vì kiểu mắc này cho hệ số khuếch đại điện áp cao, trở kháng vào cao. Còn các kiểu mắc CD, CG thƣờng đƣợc dùng trong tầng khuếch đại đệm và khuếch đại tần số cao. (hình 3-46) Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 72 Các cách mắc của JFET - CS: Tín hiệu vào G so với S, tín hiệu ra D so với S. - CG: Tín hiệu vào S so với G, tín hiệu ra D so với G. - CD: Tín hiệu vào G so với D, tín hiệu ra S so với D. 1.4. Đặc tuyến của JFET. Mạch khảo sát đặc tuyến của JFET. Khảo sát sự thay đổi dòng thoát ID theo hiệu điện thế VDS và VGS, từ đó ngƣời ta đƣa ra hai dạng đặc tuyến của JFET. a. Đặc tuyến truyền dẫn ID(VGS) ứng với VDS = const. Giữ VDS = const, thay đổi VGS bằng cách thay đổi nguồn VDC, khảo sát sự biến thiên của dòng thoát ID theo VGS. Ta có: VGS 2 I D  I DSS (1  ) VP 0 - Khi VGS = 0V, dòng điện ID lớn nhất và đạt giá trị bão hòa, kí hiệu: IDSS. Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 73 - Khi VGS âm thì dòng ID giảm, VGS càng âm thì dòng ID càng giảm. Khi VGS = VPO thì dòng ID = 0. VPO lúc này đƣợc gọi là điện thế thắt kênh (nghẽn kênh). b. Đặc tuyến ngõ ra ID(VDS) ứng với VGS = const. Giữ nguyên VGS ở một trị số không đổi (nhất định). Thay đổi VCC và khảo sát sự biến thiên của dòng thoát ID theo VDS. .(hình 3-48) - Giả sử chỉnh nguồn VDC về 0v, không thay đổi nguồn VDC, ta có VGS = 0V = const. Thay đổi nguồn VCC → VDS thay đổi → ID thay đổi. Đo dòng ID và VDS. Ta thấy lúc đầu ID tăng nhanh theo VDS, sau đó ID đạt giá trị bão hòa, ID không tăng mặc dù VDS cứ tăng. - Chỉnh nguồn VDC để có VGS = 1v. Không thay đổi nguồn VDC, ta có VGS = 1V = const. Thay đổi nguồn VCC → VDS thay đổi → ID thay đổi. Đo dòng ID và VDS tƣơng ứng. Ta thấy lúc đầu ID tăng nhanh theo VDS, sau đó ID đạt giá trị bão hòa, ID không tăng mặc dù VDS cứ tăng. - Lặp lại tƣơng tự nhƣ trên ta vẽ đƣợc họ đặc tuyến ngõ ra I D(VDS) ứng với VGS = const. Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 74 Họ đặc tuyến ngõ ra của JFET. 2. MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) MOSFET hay còn đƣợc gọi IGFET (Insulated Gate FET) là FET có cực cổng cách li. MOSFET chia làm hai loại: MOSFET kênh liên tục (MOSFET loại hiếm) và MOSFET kênh gián đoạn (MOSFET loại tăng). Mỗi loại có phân biệt theo chất bán dẫn: kênh N hoặc kênh P. 2.1.MOSFET kênh liên tục a. Cấu tạo – kí hiệu Cấu tạo – kí hiệu MOSFET kênh liên tục loại N. Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 75 Cấu t ...