Điện điện tử - Khuếch đại tín hiệu nhỏ sử dụng Mosfet

1Khuếch đại tín hiệu nhỏ sử dụng MOSFET Nguyễn Quốc Cường – 3I 2Giới thiệu • MOSFET có 3 chế độ làm việc: – cutoff – triode – satuaration (hay tích cực) 3Phân cực Mạch nguyên lý sử dụng MOSFET như là một bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ • Để xem xét chế độ phân cực dc, thiết lập vgs = 0: • Để cho MOSFET làm việc ở chế độ bão hòa thì 4• Khi có tín hiệu vGS, ta có: • Khi đó dòng iD sẽ được tính • Nếu giá trị vgs được giữ đủ nhỏ sao cho 5thì với Quan hệ giữa vgs và id được thể hiện thông qua hệ số điện dẫn 6Hoạt động tín hiệu nhỏ của khuếch đại MOSFET kênh n 7Khuếch đại áp • Ta có Dưới điều kiện tín hiệu nhỏ thì Thành phần tín hiệu được khuếch đại bởi tín hiệu vgs là Hệ số khuếch đại tín hiệu nhỏ 8Điện áp tức thời của vD và vGS 9Mô hình tín hiệu nhỏ của MOS 10 Mô hình tín hiệu nhỏ của MOSFET kênh n (a) bỏ qua ảnh hưởng của điện áp vDS lên dòng điện iD (b) tính đến hiệu ứng thay đổi chiều dài kênh dẫn, mô hình bởi r0 = VA / ID 11 12 Điện dẫn gm • Có – điện dẫn phụ thuộc vào tham số k’n , kích thước của kênh dẫn (W/L) và giá trị điện áp tác dùng (VGS-Vt). – Ta lại có giá trị dòng ID trong vùng bão hòa có thể tính bởi công thức Như vậy; 13 ví dụ • Cho mạch điện như hình vẽ. Tính: – hệ số khuếch đại điện áp – điện trở vào • Biết: Vt = 1.5V, k’n(W/L) = 0.25mA/V2, VA = 50V • Giả thiết tụ nối tầng là đủ lớn: ngắn mạch đối với tín hiệu 14 Giải: Bỏ qua hiệu ứng thay đổi chiều dài kênh dẫn và dòng iG coi như bằng 0, như vậy VD = VG (giải phương trình bậc 2 của VD, một nghiệm có giá trị âm
loại) 15 Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ 16 Giá trị RG lớn (cỡ 10MΩ), do đó có thể bỏ qua dòng điện qua RG, như vậy Ta có hệ số khuếch đại điện áp 17 Để tính giá trị Rin, chúng ta có Do đó: 18 Mô hình T 19 Mô hình T có tính đến hiệu ứng thay đổi chiều dài kênh dẫn 20 Một số kiểu phân cực cho MOSFET Phân cực sử dụng nguồn dòng 21 Dùng địa chỉ phản hồi 22 Mạch khuếch đại nguồn chung 23 Sơ đồ tương đương 24