Khuếch đại tín hiệu nhỏ sử dụng MOSFET pps

1
Khuếch đại tín hiệu nhỏ sử dụng
MOSFET
Nguyễn Quốc Cường – 3I
2
Giới thiệu
• MOSFET có 3 chế độ làm việc:
– cutoff
– triode
– satuaration (hay tích cực)
3
Phân 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 v
gs
= 0:
• Để cho MOSFET làm việc ở
chế độ bão hòa thì
4
• Khi có tín hiệu v
GS
, ta có:
• Khi đó dòng i
D
sẽ được tính
• Nếu giá trị v
gs
được giữ đủ nhỏ sao cho
5
thì

với
Quan hệ giữa v
gs
và i
d
được thể hiện thông qua hệ số
điện dẫn
6
Hoạt động tín hiệu nhỏ của khuếch đại MOSFET kênh n
7
Khuếch đại áp
• Ta có
Dưới điều kiện tín hiệu nhỏ thì
Thành phần tín hiệu được khuếch đại bởi tín hiệu v
gs
là
Hệ số khuếch đại tín hiệu nhỏ
8
Điện áp tức thời của v
D
và v
GS
9
Mô hình tín hiệu nhỏ của MOS
10
Mô hình tín hiệu nhỏ của MOSFET kênh n (a) bỏ qua ảnh hưởng của
điện áp v
DS
lên dòng điện i
D

(b) tính đến hiệu ứng thay đổi chiều dài
kênh dẫn, mô hình bởi r
0
= V
A
/ I
D
11
12
Điện dẫn g
m
• Có
– điện dẫn phụ thuộc vào tham số k’
n
, kích thước của kênh dẫn (W/L) và
giá trị điện áp tác dùng (V
GS
-V
t
).
– Ta lại có giá trị dòng I
D
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: V
t
= 1.5V, k’
n
(W/L) =
0.25mA/V
2
, V
A
= 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 i
G
coi như bằng
0, như vậy V
D
= V
G
(giải phương trình bậc 2 của V
D
, một nghiệm có
giá trị âm  loại)
15
Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ
16
Giá trị R

G
lớn (cỡ 10MΩ), do đó có thể bỏ qua dòng điện
qua R
G
, như vậy
Ta có hệ số khuếch đại điện áp
17
Để tính giá trị R
in
, 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