Chương 6 1

CHƯƠNG 6: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG FET

6.1 Giới thiệu
6.2 Lý thuyết hoạt động của JFET
6.3 Lý thuyết hoạt động của MOSFET
6.4 Giải tích đồ thò và phân cực
6.5 Giải tích tín hiệu lớn – Sự sái dạng
6.6 Giải tích tín hiệu nhỏ
6.7 Mở rộng
Chương 6 2

6.1 Giới thiệu
Transistor hiệu ứng trường (Field Effect Transistor – FET):
9 JFET: Junction FET
9 MOSFET: Metal-Oxid Semiconductor FET (Insulated-Gate – IGFET)
Tính chất (Phân biệt với BJT)
9 Nhạy với điện áp (voltage-sensitive)
9 Trở kháng vào rất cao 6.2 Lý thuyết hoạt động của JFET
6.2.1 Cấu tạo (n-channel JFET):


= I
po Chương 6 4

(c) v
DS
> V
po
: V
a
= V
po
= const → i
D
= I
po
= const

(d) v
DS
= BV
DSS
: Điện áp đánh thủng.
Đồ thò:



Lưu ý: n-JFET: Phân cực sao cho không có dòng I
Channel-Gate
(v
GS
≤ 0 hoặc v
GS
nhỏ > 0)

6.2.3 Đặc tuyến:
Điện áp v
DS
tại điểm nghẽn: v
DS-Pinch Off
= V
p
= V
po
+ v
GS

Điện áp đánh thủng: BV
DSX
≈ BV
DSS
+ v
GS

Đặc tuyến VA trong vùng bão hòa (Giữa điện áp nghẽn và đánh thủng: V
p

GS
po
GS
po
V
v
V
v
I
với v
GS
< 0
Nhận xét: v
GS
= 0: i
D
= I
po

Chương 6 6

V
GS
= - V
po
: i
D
= 0
Trong vùng bão hòa: i
D

2/3
2/3
0
2
3
1'
po
GS
po
GS
po
V
v
V
v
T
T
I

trong đó: I’
po
= i
D
khi v
GS
= 0 tại nhiệt độ T
0
.

6.3 Lý thuyết hoạt động của MOSFET

Chöông 6 8 (b) v
DS
= V
p
= v
GS
- V
TN
: Ñieän aùp ngheõn: R
n-Channel
→ ∞ (100 KΩ) Chương 6 9

(c) v
DS
> V
p
: i
D
≈ const: Vùng bão hòa

Đồ thò:

Lưu ý: enhancement mode n-MOSFET: Phân cực v
GS

TN
= V
p
):

])(2[
2
DSTNGSnDS
vVvki −−=
Đặc tuyến VA trong vùng bão hòa (v
DS
≥ v
GS
- V
TN
= V
p
):

2
2
1][
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

2
2
1][
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+=−=
po
GS
poTNGSnDS
V
v
IVvki

nh hưởng nhiệt độ:

2/3
'
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=

GS
= - i
D
R
s
(Xem i
G
≈ 0)
Nhận xét: Mạch tự phân cực (self-bias): Do v
GS
< 0 tạo ra bời R
s

Ví dụ
: Thiết kế mạch với tónh điểm Q: V
DSQ
= 15V; I
DQ
= 3,5 mA
Thay vào DCLL: R
d
+R
s
= (V
DD
– V
DSQ
) / I
DQ
= (30 – 15) / 3,5 = 4,3 KΩ

D
(R
d
+ R
s
)
9 Phương trình phân cực: v
GS
=
SDDD
RiV
RR
R
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
21
1
= V
GG
– i
D
R

, R
s
, R
d
) để cực tiểu hóa sự thay đổi Q theo t
0

Chương 6 13

Từ phương trình:
2
2/3
0
'
1
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛

⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
++
−
==
1)/(21
2/3
/
/
2/3'

Nhận xét: R
s
≠ 0 làm giảm độ nhạy i
D
theo t
0
→ Cải thiện độ ổn đònh
Để cực tiểu
D
i
T
S
:
⇒ V