<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Sự thay đổi dòng điện thoát iD(t) sẽ làm thay đổi hiệu số điện thế giữa cực thoát và cực nguồn.

Ta có vDS(t) = VDD – iD(t).RD. Khi iD(t) có trị số tối đa, thì vDS(t) có trị số tối thiểu và ngược lại. Điều này có nghĩa là sự thay đổi của vDS(t) ngược chiều với sự thay đổi của dòng iD(t) tức ngược chiều với sự thay đổi của hiệu thế ngõ vào vGS(t), người ta bảo điện thế ngõ ra ngược pha - lệch pha 180o so với điện thế tín hiệu ngõ vào.

Người ta định nghĩa độ lợi của mạch khuếch đại là tỉ số đỉnh đối đỉnh của hiệu thế tín hiệu ngõ ra và trị số đỉnh đối đỉnh của hiệu thế tín hiệu ngõ vào:

A V = v o ( t ) v S ( t ) size 12{A rSub { size 8{V} } = { {v rSub { size 8{o} } \( t \) } over {v rSub { size 8{S} } \( t \) } } } {}

Trong trường hợp của thí dụ trên:

A V = v o ( t ) v S ( t ) = 0, 0574 V P P 180 o 0, 02 V P P size 12{A rSub { size 8{V} } = { {v rSub { size 8{o} } \( t \) } over {v rSub { size 8{S} } \( t \) } } = { {0,"0574"V rSub { size 8{P - P} } \langle - "180" rSup { size 8{o} } } over {0,"02"V rSub { size 8{P - P} } } } } {}

AV=2,87 -180o

Người ta dùng dấu - để biểu diễn độ lệch pha 180o

VGS0ID(mA)Q-1V-1,01V-0.99VVGS(off)12,285mA12,215mARD = 820v0(t) = vds(t)VDD = +20ViD(t)C2vDS(t)vS(t)t0,01V-0,01V0t0-0,99V-1,01V-1vGS(t)t012,285iD(t) (mA)12,21512,250t09,9837vDS(t) (V)9,92639,9550v0(t)t0,0287V-0,0287V0Hình 38

* Mạch tương đương của FET với tín hiệu nhỏ:

igvgsvdsidHình 39Người ta có thể coi FET như một tứ cực có dòng điện và điện thế ngõ vào là vgs và ig. Dòng điện và điện thế ngõ ra là vds và id

Do dòng ig rất nhỏ nên FET có tổng trở ngõ vào là:

r π = v gs i g size 12{r rSub { size 8{π} } = { {v rSub { size 8{ ital "gs"} } } over {i rSub { size 8{g} } } } } {} rất lớn

Dòng thoát id là một hàm số theo vgs và vds. Với tín hiệu nhỏ (dòng điện và điện thế chỉ biến thiên quanh điểm điều hành), ta sẽ có:

i D = i D v GS v gs Q + i D v DS v DS Q size 12{i rSub { size 8{D} } = { { partial i rSub { size 8{D} } } over { partial v rSub { size 8{ ital "GS"} } } } alignl { stack { \lline v rSub { size 8{ ital "gs"} } {} #\lline rSub { size 8{Q} } {} } } + { { partial i rSub { size 8{D} } } over { partial v rSub { size 8{ ital "DS"} } } } alignl { stack {\lline v rSub { size 8{ ital "DS"} } {} # \lline rSub { size 8{Q} } {}} } } {}

Người ta đặt:

g m = i D v GS Q size 12{g rSub { size 8{m} } = { { partial i rSub { size 8{D} } } over { partial v rSub { size 8{ ital "GS"} } } } alignl { stack { \lline {} #\lline rSub { size 8{Q} } {} } } " "} {} 1 r o = i D v DS Q size 12{ { {1} over {r rSub { size 8{o} } } } = { { partial i rSub { size 8{D} } } over { partial v rSub { size 8{ ital "DS"} } } } alignl { stack { \lline {} #\lline rSub { size 8{Q} } {} } } " "} {}

Ta có: i d = g m v gs + 1 r o v ds ( coù theå ñaët 1 r o = g o ) size 12{i rSub { size 8{d} } =g rSub { size 8{m} } v rSub { size 8{"gs"} } + { {1} over {r rSub { size 8{o} } } } v rSub { size 8{ ital "ds"} } " " \( "coù theå ñaët " { {1} over {r rSub { size 8{o} } } } =g rSub { size 8{o} } \) } {}

vgs = r.ig

vgsGDSrgmvgsr0vdsidHình 40Các phương trình này được diễn tả bằng giản đồ sau đây gọi là mạch tương đương xoay chiều của FET.

vgsGDSgmvgsr0vdsidHình 41Riêng đối với E-MOSFET, do tổng trở vào r rất lớn, nên trong mạch tương đương người ta có thể bỏ r

Điện dẫn truyền (transconductance) của jfet và demosfet.

Cũng tương tự như ở BJT, một cách tổng quát người ta định nghĩa điện dẫn truyền của FET là tỉ số: g m = i d ( t ) v gs ( t ) size 12{g rSub { size 8{m} } = { {i rSub { size 8{d} } \( t \) } over {v rSub { size 8{ ital "gs"} } \( t \) } } } {}

QVGS (volt)ID(mA)VGSIDVGS(off)IDSS

Độ dốc tại điểm ID = IDSS là gmoĐộ dốc tại điểm Q là:Hình 42Điện dẫn truyền có thể được suy ra từ đặc tuyến truyền, đó chính là độ dốc của tiếp tuyến với đặc tuyến truyền tại điểm điều hành Q

Về mặt toán học, từ phương trình truyền:

I D = I DSS 1 V GS V GS ( off ) 2 size 12{I rSub { size 8{D} } =I rSub { size 8{ ital "DSS"} } left [1 - { {V rSub { size 8{ ital "GS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } right ] rSup { size 8{2} } } {}

Ta suy ra: g m = dI D dV GS = I DSS 1 V GS V GS ( off ) 2 size 12{g rSub { size 8{m} } = { { ital "dI" rSub { size 8{D} } } over { ital "dV" rSub { size 8{ ital "GS"} } } } =I rSub { size 8{ ital "DSS"} } left [1 - { {V rSub { size 8{ ital "GS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } right ]rSup { size 8{2} } } {}

g m = 2I DSS V GS ( off ) = 1 V GS V GS ( off ) size 12{g rSub { size 8{m} } = - { {2I rSub { size 8{ ital "DSS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } = left [1 - { {V rSub { size 8{ ital "GS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } right ]} {}

Trị số của gm khi VGS = 0volt (tức khi ID=IDSS) được gọi là gmo.

Vậy: g mo = 2I DSS V GS ( off ) size 12{g rSub { size 8{ ital "mo"} } = - { {2I rSub { size 8{ ital "DSS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } } {}

Từ đó ta thấy: g m = g mo 1 V GS V GS ( off ) size 12{g rSub { size 8{m} } =g rSub { size 8{ ital "mo"} } left [1 - { {V rSub { size 8{ ital "GS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } right ]} {}

Trong đó: gm: là điện dẫn truyền của JFET hay DE-MOSFET với tín hiệu nhỏ

gmo: là gm khi VGS= 0V

VGS: Điện thế phân cực cổng - nguồn

VGS(off): Điện thế phân cực cổng - nguồn làm JFET hay DE-MOSFET ngưng.

Ngoài ra từ công thức: I D = I DSS 1 V GS V GS ( off ) 2 size 12{I rSub { size 8{D} } =I rSub { size 8{ ital "DSS"} } left [1 - { {V rSub { size 8{ ital "GS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } right ] rSup { size 8{2} } } {} Ta suy ra: I D I DSS = 1 V GS V GS ( off ) size 12{ sqrt { { {I rSub { size 8{D} } } over {I rSub { size 8{ ital "DSS"} } } } } = left [1 - { {V rSub { size 8{ ital "GS"} } } over {V rSub { size 8{ ital "GS" \( ital "off" \) } } } } right ]} {}

Vậy: g m = g mo I D I DSS size 12{g rSub { size 8{m} } =g rSub { size 8{ ital "mo"} } sqrt { { {I rSub { size 8{D} } } over {I rSub { size 8{ ital "DSS"} } } } } } {}

Phương trình trên cho ta thấy sự liên hệ giữa điện dẫn truyền gm với dòng điện thoát ID tại điểm điều hành Q. gmo được xác định từ các thông số IDSS và VGS(off) do nhà sản xuất cung cấp.

Điện dẫn truyền của e-mosfet.

Do công thức tính dòng điện thoát ID theo VGS của E-MOSFET khác với JFET và DE-MOSFET nên điện dẫn truyền của nó cũng khác.

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Mạch điện tử. OpenStax CNX. Aug 07, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10892/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Mạch điện tử' conversation and receive update notifications?

Ask