Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 6: Transistor trường FET

Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 1 
Chương 6 
TRANSISTOR TRƯỜNG 
FET 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 2 
FET 
JFET MOSFET 
N P 
D-MOSFET E-MOSFET 
N P N P 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 3 
I. JFET 
I.1 Cấu trúc cơ bản 
JFET là thiết bị có 3 cực : 
• cực máng D (drain) 
• cực nguồn S (source) 
• cực cổng G (gate). 
JFET có hai loại là JFET 
kênh n và JFET kênh p. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 4 
I.2 Nguyên tắc hoạt động 
JFET hoạt động khi được 
phân cực. 
VDD cung cấp một điện thế 
từ cực D tới S, tạo ra dòng 
từ D tới S. 
VGG tạo nên một điện thế 
phân cực nghịch từ G tới S. 
Trong chế độ hoạt động của 
JFET, VGG(VGS ) luôn được 
phân cực nghịch. 
JFET loại n được phân cực 
VDS 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 5 
I.3 Kí hiệu 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 6 
I.4 Các đại lượng đặc trưng và thông số của JFET 
I.4.1)Đặc tuyến ngõ ra ID (VDS ). 
Vùng hoạt 
động 
Vùng đánh 
thủng 
Vùng thuần 
trở 
VGS = 0 
 Vp : Khi VGS =0, giá 
trị VDS mà tại đó ID 
=0 được gọi là thế ngắt 
Vp (pinch –off voltage). 
IDSS :Giá trị ID cực đại 
ứng VGS =0 mà tại đó 
JFET vẫn chưa bị đánh 
thủng gọi là IDSS . 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 7 
Vùng thuần trở: Là vùng tại đó điện trở kênh duy trì không đổi, VDS 
và ID liên hệ với nhau theo định luật Ohm. 
Vùng hoạt động: Là vùng tại đó điện trở tăng nhanh theo VDS , dòng 
ID duy trì giá trị không đổi. 
Vùng đánh thủng:Là vùng mà dòng ID tăng rất nhanh ứng với một 
sự tăng nhẹ của VDS . Tại vùng này JFET sẽ bị hỏng nhanh, nên chỉ 
được phép để JFET hoạt động ở vùng thuần trở và vùng hoạt động. 
I.4.1)Đặc tuyến ngõ ra ID (VDS ). 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 8 
I.4.1)Đặc tuyến ngõ ra ID (VDS ). 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 9 
I.4.1)Đặc tuyến ngõ ra ID (VDS ). 
Ví dụ: 
Cho JFET như hình vẽ. VGS (off) =-4V, IDSS 
=12mA. Tìm giá trị VDD để FET hoạt động 
trong vùng bão hòa khi VGS = 0V. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 10 
I.4.2)Đặc tuyến truyền đạt ID (VGS ). 
a) Phương trình xác định đặc tuyến truyền: 
Ví dụ: 
JFET 2N5459 có VGS(off) =-8V, IDSS = 9mA. 
Xác định dòng ID khi VGS =0v, -1V, -4V. 
ĐS: 9mA, 6,89mA, 2,25mA 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 11 
I.4.2)Đặc tuyến truyền đạt ID (VGS ). 
b) Hệ số truyền dẫn gm 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 12 
I.4.2)Đặc tuyến truyền đạt ID (VGS ). 
Ví dụ: Cho JFET 2N5457 có IDSS =3mA, VGS(off) =-6V, gfs(max) 
=5000µS. Sử dụng những giá trị này, xác định hệ số truyền dẫn 
tại VGS =-4V, và tìm ID ở vị trí này. 
ĐS 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 13 
I.4.2)Đặc tuyến truyền đạt ID (VGS ). 
0
0V m
i
V
A g Z
V
b) Độ lợi thế AV 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 14 
II.1 Cấu trúc cơ bản Mosfet loại liên tục (D-Mosfet) 
II. MOSFET 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 15 
Mosfet hoạt động khi được phân cực. Mosfet loại liên tục có thể 
hoạt động ở 2 chế độ: chế độ tăng cường và chế độ hiếm 
II.2 Nguyên tắc hoạt động 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 16 
II.3 Kí hiệu D-Mosfet (Mosfet kênh liên tục) 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 17 
II.4 Các đại lượng đặc trưng và thông số của MOSFET 
kênh liên tục (D-MOSFET) 
a. Đặc tuyến truyền dẫn b. Đặc tuyến ngõ ra 
 Các đại lượng đặc trưng cho JFET và D-Mosfet hoàn toàn tương tự 
nhau. Riêng đặc tuyến truyền dẫn của D-Mosfet có thêm 2 vùng ở hai 
chế độ tăng cường và chế độ hiếm. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 18 
III. Phân cực FET 
Phân cực JFET và D-Mosfet tương tự cách tính toán, xác định công thức 
tính điện thế, dòng điện của mạch phân cực BJT. 
Điểm phân cực của FET cần xác định các đại lượng VGS , ID , VDS hay 
Q(VDS ; ID ). 
Các điểm này có thể được xác định dựa trên các công thức 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 19 
III. Phân cực FET 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 20 
III. Phân cực FET 
III.1 Phân cực cố định 
Sơ đồ phân cực cố định JFET 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 21 
III. Phân cực FET 
III.1 Phân cực cố định 
Cho JFET phân cực như hình vẽ. Xác định các giá trị sau: 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 22 
III. Phân cực FET 
III.1 Phân cực cố định 
Giải: 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 23 
III. Phân cực FET 
III.1 Phân cực cố định 
Đặc tuyến truyền đạt và điểm tĩnh Q. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 24 
III.2 Tự phân cực 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 25 
III.2 Tự phân cực 
Ví dụ: Cho JFET phân cực như hình vẽ. Xác định các giá trị sau: 
IDSS =8mA 
VP =-6V 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 26 
Giải: Áp dụng 
III.2 Tự phân cực 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 27 
III.2 Tự phân cực 
Đặc tuyến truyền đạt và điểm tĩnh Q. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 28 
III.3 Phân cực bằng cầu chia thế 
JFET phân cực bằng cầu 
chia thế 
Vẽ lại mạch phân tích 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 29 
III.3 Phân cực bằng cầu chia thế 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 30 
III.4 Phân cực bằng cầu chia thế 
Ví dụ: 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 31 
III.4 Phân cực bằng cầu chia thế 
Giải: 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 32 
III.4 Phân cực bằng cầu chia thế 
Đặc tuyến truyền đạt và đường tải một chiều. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 33 
III.4 Phân cực cho D-MOSFET 
Mạch phân cực cho D-Mosfet cũng có cách giải hoàn toàn 
tương tự như J-MOSFET, chỉ lưu ý đặc tuyến truyền đạt của 
D-Mosfet có cả vùng tăng cường và vùng hiếm, do đó: 
VGS(off) 0) 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 34 
III.4 Phân cực cho D-MOSFET 
Ví dụ: 
Cho mạch phân cực D-Mosfet như 
hình vẽ, xác định điểm tĩnh Q, VD . 
Vẽ đặc tuyến truyền và đường tải 
một chiều. 
Đáp Số 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 35 
Đặc tuyến truyền và đường tải một chiều. 
III.4 Phân cực cho D-MOSFET 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 36 
III.4 Phân cực cho D-MOSFET 
Ví dụ: 
Đáp Số 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 37 
III.4 Phân cực cho D-MOSFET 
Đặc tuyến truyền và đường tải một chiều. 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 38 
Tóm tắt 
Nhập môn Điện tử 
Chương 6: FET 39 
Tóm tắt