Fet

TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG FIELD EFFECT TRANSISTOR – FET  -

-

Phân loại: JFET (Junction Field Effect Transistor – transistor trường đơn nối) MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor – transistor trường có cực cửa cách ly).

JFET 

Có 2 loại:  

JFET kênh N JFET kênh P

Ký hiệu G: Gate (cùc cöa) D: Drain (cùc m¸ng) S: Source (cùc nguån)

Nguyªn lý ho¹t ®éng JFET 

§Ó cho JFET kªnh N lµm viÖc ë chÕ ®é khuÕch ®¹i: + Ugs ≤ 0 (hai tiÕp xóc P-N lu«n ph©n cùc ng­îc ) + Uds > 0 (c¸c h¹t dÉn lu«n chuyÓn ®éng tõ cùc nguån S vÒ cùc m¸ng D ).

cực máng (D)

P cực cổng (G)

N

kênh N

P

Vùng nghèo

cực nguồn (S)

§Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña JFET

§Æc tuyÕn ra cña JFET

S¬ ®å cùc nguån chung

s¬ ®å cùc m¸ng chung

s¬ ®å m¾c cùc cöa chung 

s¬ ®å nµy kh«ng sö dông ®­îc lîi thÕ cña JFET do cã trë kh¸ng vµo nhá ,trë kh¸ng ra lín

MOSFET  

MOSFET kªnh liªn tôc MOSFET kªnh gi¸n ®o¹n

MOSFET kªnh liªn tôc

Ký hiÖu MOSFET Kªnh N

Kªnh P

D

D

SS

G

SS

G

S

S D

D

G

G

S

S

Đặc tuyến ra và truyền đạt của MOSFET đặt sẵn kênh N ID = IDSS( 1-UGS/UP )2

MOSFET kªnh gi¸n ®o¹n

Ký hiÖu cña MOSFET gi¸n ®o¹n

Kªnh P

Kªnh N

D

D SS

G

SS

G

S

S D

D G

G S

S

C¸c hä ®Æc tuyÕn cña MOSFET gi¸n ®o¹n kªnh N ID = k(UGS – UT)2 ID(mA) ID

UDS =10V

UGS > 10V

UGS > 8V

UGS > 6V IDSS

8

4

2

0

2

4

8

UGS> 2V

IDSS/2

IDSS/4

UGS

UDS 0

Phân cực cho FET 

IG ≈ 0 (A) và ID = IS



§èi víi JFET vµ MOSFET kªnh ®Æt s½n ID = IDSS( 1-UGS/UP )2



Đèi víi MOSFET kªnh c¶m øng: ID = k(UGS – UT)2

5.4.2. S¬ ®å ph©n cùc cè ®Þnh. IG ≈ 0

Suy ra

UDD

U RG = I G R G = 0V

RD

− U GG − U GS = 0

C2

⇒ U GS = − U GG Mà ID = IDSS( 1-UGS/UP )2

U DS = U DD − I D R D

C1 Uv RG

UGG

U S = 0V ⇒ U D = U DS

Ur

vµ U G = U GS

Bài tập U GS = − U GG = − 3V

ID = IDSS( 1-UGS/UP)

18 V 3,3 K 2

= 8[1-(-3)/(-6)]2 =8( 1-0,5 )2

C1

= 8(

Uv

C2 Ur

G

I DSS = 8mA U P = −6V

1M

3V

0,5 )2

ID(mA)

= 2 (mA) U DS = U DD − I D R D = 18− 2.3,3 = 11,4V

IDSS

7 6

U S = 0V

5 4

U D = U DS = 11,4V U G = U GS = − 3V

8

3

Q

2 1

UP= - 6 -5

-4 -3

-2

-1

0 UGS

S¬ ®å tù ph©n cùc. UDD

Vì IG = 0 A nªn U G = 0V

RD

U S = I DRS

C1

U GS = U G − U S = − U S Ph­¬ng tr×nh ®­êng t¶i tÜnh:

U GS = − I D R S

G

C2

Uv RG

Ur RS

m lµm viÖc tÜnh Q chÝnh lµ nghiÖm cña hÖ ph­¬ng tr×nh

 U GS = − I D R S  2 I = I ( 1 − U U ) GS P  D DSS

(1) (2)

U DS = U DD − I D (R D + R S )

Bài tập  I D1 = 3,16mA ⇒ U GS1 = − I D1.1 = −3,16V   I D2 = 20,24mA ⇒ U GS2 = − I D2 .1 = −20,24V

20V 4,7K

C 2

I D = 3,16mA

vµ U GS = −3,16V ID(mA)

10 8

4 Q

3,16 2

-8

-6

-3,16

-2

0

UGS

C1

Uv

Ur

G

I DSS = 10mA 1 M

1K

U P = − 8V

S¬ ®å ph©n cùc ph©n ¸p. UG

UDD

U DD = R2 R1 + R 2

RD

U GS = U G − U S = U G − I D R S

§iÓm lµm viÖc tÜnh Q chÝnh lµ nghiÖm cña hÖ ph­¬ng tr×nh U DD  U =  GS R + R R 2 − I D R S 1 2  I = I (1− U U )2 DSS GS P  D

(1) (2)

U DS = U DD − I D (R D + R S )

R1

C1

G

Uv R2

RS

C2 Ur

Bài tập I D = 3,77mA

vµ U GS = 4,4 − 1,5.3,77= −1,255V

18V 2,2K

ID(mA)

C

68K 8

C1

2

r

G

D

Uv

Q

3

-4

I DSS = 8mA U P = −4V

S

4

0 -2 UGSQ=-1,255V

22K

IDQ=3,77mA

4,4

UGS

H×nh 5.22.

U

1,5K

Ph©n cùc cho MOSFET kªnh ®Æt s½n. 16V

I D = 3,26mA

vµ U GS = −1,02V

3,3K 100M

ID(mA)

C1

6

D

I DSS = 6mA

G

Uv S

IDQ=3,26mA

Q 3

8,2M 1,2

-4

-2 UGSQ=-1,02V

0

UGS

S

U P = − 4V

0,68K

Bài tập 

Bài 1: Hãy thiết kế một mạch phân cực tự động dùng JFET có IDSS =8mA; UP =-6V và điểm điều hành Q ở IDQ = 4mA với nguồn cung cấp VDD= +14v. Chọn RD = 3RS



Bài tập 

Bài 6: Xác định giá trị của RD và RS trong mạch điện hình 3.35 khi được phân cực ở VGSQ = 1/2VGS(off) và VDSQ = 1/2VDD.

Bài tập 

Bài 2: Thiết kế một mạch phân cực bằng cầu chia điện thế dùng MOSFET kênh đặt sẵn với IDSS = 10mA, UP = -4v có điểm điều hành Q ở IDQ = 2.5mA và dùng nguồn cấp điện VDD =24v. Chọn VG=4v và RD =2.5RS với R1=22MΩ.

Mạch phân cực hồi tiếp âm điện áp UDD

Vì IG = 0 A nªn

nªn

RD

U R G = 0V

U G = U D vµ

U GS = U DS

RG

Ur D

C1 G

U GS = U DD − I D R D

Uv S

To¹ ®é cña ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q chÝnh lµ nghiÖm cña hÖ ph­¬ng trình:

 U GS = U DD − I D R D  2 I = k ( U − U ) GS T  D

(1) (2)

C2

Bài tập

15V

2,7K 12M

Ur D

UT = 5V ID(on) = 3mA UGS(on) = 10V

G

Uv S

Bài tập