Checking your browser before accessing xn----7sbba0ae5aoeygxfi.xn--p1ai.This process is automatic. Your browser will redirect to your requested content shortly. Please allow up to 3 seconds... Bad Bot protection by AntiBot.Cloud Your IP: 168.138.10.127 Định thiên bằng dòng cố định 1. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 16V ; VGG = 2V ; RG = 1MΩ; RD = 2kΩ; I DSS = 10mA; VGS 0 = −8V ; Hãy xác định: Hình vẽ bài 1
V DD
RD Lời giải: Vi
C2 C1 V0 RG 2 ⎛ V ⎞ ⎛ − 2V ⎞ I DQ = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎟⎟ = 10mA⎜1 − ⎟ = 5,625mA ⎝ − 8V ⎠ ⎝ VGS 0 ⎠ V DS = VDD − I D RD = 16V − (5,625 mA)(2kΩ ) = 4,75V V GG
2. Cho mạch điện như hình vẽ bài 1. Biết VDD = 14V ;VD = 9V ; RG = 1MΩ; RD = 1,6kΩ; I DSS = 8mA; VGS 0 = −4V ; Hãy xác định: I D ; VDS ; VGG . 3. Cho mạch điện như hình vẽ bài 1. Biết V DD = 20V ; VGG = 0V ; RG = 1MΩ; RD = 2,2kΩ; I DSS = 5mA; VGS 0 = −5V ; Hãy xác định: VD . Tự định thiên 4. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết V DD = 20V ; RG = 1MΩ; R D = 3,3kΩ; RS = 1kΩ; I DSS = 8mA; VGS 0 = −6V ; Hãy xác định: V DD
RD Vi Lời giải: a) VGS = − I D RS (1) Phương trình Shockley: ID ⎛ V = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎝ VGS 0 ⎞ ⎟⎟ ⎠ C2 C1 V0 RG RS 2 (2) Hình vẽ bài 4 ⎛ −I R Thay (1) vào (2) ta có: I D = I DSS ⎜⎜1 − D S VGS 0 ⎝ ⎛ R với I D : ⎜⎜ S ⎝ VGS 0 2 ⎞ 2 ⎛ 2 RS 1 ⎟⎟ I D + ⎜⎜ − ⎠ ⎝ VGS 0 I DSS 2 ⎞ ⎟⎟ . Khai triển thành phương trình bậc 2 đối ⎠ ⎞ ⎟⎟ I D + 1 = 0 . Giải phương trình bậc 2 này ta thu được 2 ⎠ nghiệm: I D1 = 13,9 mA > I DSS = 8 mA (vô lý → loại) 0 < I D 2 = 2,6 mA < I DSS = 8 mA (thoả mãn) Vậy I D = I D = 2,6 mA Q2 Q Thay I D = 2,6 mA vào phương trình (1) ta có: VGS = − I D RS = −2,6mA.1kΩ = −2,6V Q Q Q VDS = VDD − I D (RS + RD ) = 8,82 V
VG = 0 V VD = VDS + VS = 11,42 V hoặc VD = VDD − I D RD = 11,42V 5. Cho mạch điện như V DD hình vẽ. Biết RD VDD = 12V ; RD = 1,5kΩ; RS = 680Ω; Vi I DSS = 12mA; VGS 0 = −6V ; Hãy xác định: C2 C1 V0
RS
6. Cho mạch điện như hình vẽ bài 4. Biết Hình vẽ bài 5 VDD = 18V ; RD = 2kΩ; RS = 510Ω; RG = 1MΩ; VS = 1,7 V ; VGS 0 = −4V ; Hãy xác định: V DD
RD
7. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết V DD = 20V ; RD = 2,2kΩ; RS = 680Ω; I DSS = 4,5mA; VGS 0 = −5V ; Hãy xác định: I D ; VDS ; V D ; VS ; Định thiên tự cấp (Định thiên bằng mạch phân áp) RS Hình vẽ bài 7 8. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 16V ; RD = 2,4kΩ; RS = 1,5kΩ; R1 = 2,1MΩ; R2 = 270kΩ; I DSS = 8mA; VGS 0 = −4V ; Hãy xác định: a) VGS ; I D ; Q Q
Lời giải: VG = RD R2VDD = 1,82V R1 + R2 VGS = VG − I D RS (1) Vi Phương trình Shockley: ⎛ V I D = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎝ VGS 0 ⎞ ⎟⎟ ⎠ V0 T1 C1 10uF 5uF 2 RS R2 (2) ⎛ V −I R Thay (1) vào (2) ta có: I D = I DSS ⎜⎜1 − G D S VGS 0 ⎝ ⎛ R đối với I D : ⎜⎜ S ⎝ VGS 0 C2 R1 2 ⎞ 2 ⎡ 2 RS ⎟⎟ I D + ⎢ ⎠ ⎣VGS 0 ⎛ V ⎜⎜1 − G ⎝ VGS 0 CS = 20uF Hình vẽ bài 8 2 ⎞ ⎟⎟ . Khai triển thành phương trình bậc 2 ⎠ ⎞ ⎛ VG 1 ⎤ ⎟⎟ − ⎥ I D + ⎜⎜1 − ⎠ I DSS ⎦ ⎝ VGS 0 2 ⎞ ⎟⎟ = 0 . Giải phương trình ⎠ bậc 2 này ta thu được 2 nghiệm: I D1 = 6,2 mA ⇒ VGS 1 = VG − I D RS = 1,82V − (6,2mA)(1,5kΩ ) = −7,48V < VGS 0 = −4V (vô lý → loại) I D 2 = 2,4 mA ⇒ VGS 2 = −1,8V (thoả mãn) Vậy I D = I D 2 = 2,4 mA ; VGS = VGS 2 = −1,8V Q Q VDS = VDD − I D (RS + R D ) = 6,64V VS = I D RS = 3,6 V VDG = V D − VG = 8,42 V V DD VD = VDD − I D RD = 10,24V RD 9. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 16V ; RD = 2,2kΩ; RS = 2,2kΩ;VSS = −4V ; I DSS = 6mA; VGS 0 = −6V ; Hãy xác định:
RS
V SS Q Q Hình vẽ bài 9 D-MOSFET 10. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 110MΩ; R2 = 10MΩ ; V DD = 18V ; RD = 1,8kΩ; RS = 750Ω; I DSS = 6mA; VGS 0 = −3V ; Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VDS . Gợi ý: Cách giải giống như đối với bài 8 (mạch định thiên tự cấp cho JFET). Chú ý: VGS 0 < VGS < VGS max ; với VGS max > 0 Q Đáp số: I D = 3,1 mA; VGS = −0,8V ; VDS ≅ 10,1V . Q Q V DD V DD RD R1 Vi RD C2 V0 Vi C2 V0 C1 C1 RG R2 RS RS CS Hình vẽ bài 10 Hình vẽ bài 11 11. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết RG = 1MΩ ; VDD = 20V ; RD = 6,2kΩ; RS = 2,4kΩ; I DSS = 8 mA; VGS 0 = −8V ; Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VD . 12. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 20V ; RD = 1,5kΩ ; I DSS = 10 mA; VGS 0 = −4V ; Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VD . V DD V DD V DD RD RD R1 C2 V0 RG Vi Vi RD C2 V0 C1 R2 RS CS C1 Hình vẽ bài 12 Hình vẽ bài 13 Hình vẽ bài 14 E-MOSFET 13. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 12V ; RD = 2kΩ ; RG = 10 MΩ ; I D (on ) = 6 mA; VGS (on ) = 8V ; VGS (Th ) = 3V ; C1 = C 2 = 1μF . Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VDSQ . Lời giải: k= I D (on ) (V GS (on ) \= − VGS (Th ) ) 2 ( 6mA = 0,24 x10 −3 A / V 2 2 (8V − 3V ) VGS = VDD − I D RD ) (1) Mà I D = k (VGS − VGS (Th ) )2 (2) Thay (1) vào (2) ta có: I D = k (VDD − I D RD − VGS (Th ) )2 . Khai triển thành phương trình bậc 2 ⎡ R D2 I D2 − ⎢2 R D (V DD − VGS (Th ) ) + ⎣ đối với I D : 1⎤ 2 I D + (V DD − VGS (Th ) ) = 0 . ⎥ k⎦ Giải phương trình bậc 2 này ta thu được 2 nghiệm: I D1 = 7,2 mA ⇒ VGS 1 = VDD − I D RD = 12V − (7,2mA)(2kΩ ) = −2,4V < 0 (vô lý → loại) I D 2 = 2,8 mA ⇒ VGS 2 = 6,4V > 0 (thoả mãn) Vậy I DQ = I D 2 = 2,8 mA ; VGSQ = VGS 2 = 6,4V ; VDSQ = VGSQ = 6,4V . 14. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 22MΩ; R2 = 18MΩ ; VDD = 40V ; RD = 3kΩ; RS = 820Ω; I D (on ) = 3 mA; VGS (on ) = 10 V ; VGS (Th ) = 5V ; Hãy xác định: VGS ; I D ; VDS . Q Q V DD RV Gợi ý: VG = 2 DD = 18V ; R1 + R2 k= (V I D (on ) − VGS (Th ) ) 2 GS ( on ) \= RD ( 3mA = 0,12 x10 −3 A / V 2 2 (10V − 5V ) VGS = VG − I D RS ) C1 RS (2) Thay (1) vào (2) và giải phương trình bậc 2 đối với I D . Đáp số: I D ≅ 6,7 mA ; VGS = 12,5V ; VDS = 14,4V . Q 15. Cho V0 RG (1) Mà I D = k (VGS − VGS (Th ) )2 C2 Hình vẽ bài 15 Q mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 22V ; RD = 1,2kΩ ; RG = 1MΩ ; I D (on ) = 5 mA; VGS (on ) = 7 V ; VGS (Th ) = 4 V ; RS = 510Ω . Hãy xác định:
Q Q
Các mạch kết hợp giữa BJT và FET 16. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 16V ; RE = 1,6kΩ ; R = 1MΩ; R1 = 82kΩ; R2 = 24kΩ; I DSS = 12 mA; VGS 0 = −6V ; β ( BJT ) = 180 . Hãy tính VD ; VC . V DD V CC RD RB R1 V CC RC VD RB RC R1 R3 VC VG VD R VC R2 VD RE Hình vẽ bài 16 RS Hình vẽ bài 17 R2 RS Hình vẽ bài 18 Lời giải: Do βRE = 180.1,6kΩ = 288kΩ > 10R2 = 240kΩ nên ta có thể sử dụng công thức phân áp tính R2VDD = 3,62V (R 1 + R2 ) Với VBE = 0,7 V ta có: VE = VB − VBE = 2,92V V V 2,92V I E = RE = E = = 1,825 mA với I C ≅ I E = 1,825 mA . R E R E 1,6kΩ Ngoài ra I D = I S = I C , VD = VDD − I D RD = 11,07 V xấp xỉ điện áp VB như sau: VB = Phương trình Shockley: ID ⎛ V = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎝ VGS 0 2 ⎞ ⎟⎟ . Giải phương trình cho VGS ta thu được 2 nghiệm: ⎠ ⎛ VGS 1 = VGS 0 ⎜1 − ⎜ ⎝ ID I DSS ⎞ ⎟ = −3,66 V (thoả mãn) ⎟ ⎠ ⎛ VGS 2 = VGS 0 ⎜1 + ⎜ ⎝ ID I DSS ⎞ ⎟ = −8,34 V < VGS 0 = −6 V (loại) ⎟ ⎠ ⇒ VGSQ = VGS1 = −3,66V ; VC = VB − VGSQ = 3,62V − (− 3,66V ) = 7,28V 17. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VCC = 16V ; RS = 2,4kΩ ; RB = 470kΩ; RC = 3,6kΩ; I DSS = 8mA; VGS 0 = −4V ; β ( BJT ) = 80 . Hãy tính VD ; VB . 18. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VCC = 20V ; RS = 1,2kΩ ; R B = 330kΩ; RC = 1,1kΩ; R1 = 91kΩ; R2 = 18kΩ; I DSS = 6mA; VGS 0 = −6V ; β ( BJT ) = 160 . Hãy tính:
Q
Bài tập thiết kế 19. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 20V ; I D = 2,5 mA; Q VD = 12V ; I DSS = 6mA; VGS 0 = −3V ; Hãy xác định: RD ; RS ; Các giá trị tiêu chuẩn thương mại gần nhất của các điện trở này là bao nhiêu? Lời giải: RD = VDD − VD 20V − 12V = = 3,2kΩ I DQ 2,5mA Phương trình Shockley: ID ⎛ V = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎝ VGS 0 2 ⎞ ⎟⎟ . Giải phương trình cho VGS ta thu được 2 nghiệm: ⎠ ⎛ VGS 1 = VGS 0 ⎜1 − ⎜ ⎝ ID I DSS ⎞ ⎟ = −1,06 V (thoả mãn) ⎟ ⎠ ⎛ VGS 2 = VGS 0 ⎜⎜1 + ⎝ ID I DSS ⎞ ⎟ = −4,94 V < VGS 0 = −3V (loại) ⎟ ⎠ ⇒ VGSQ = VGS1 = −1,06V ; RS = ( ) − VGSQ I DQ \= − (− 1V ) = 0,4kΩ . 2,5mA Các giá trị tiêu chuẩn thương mại gần nhất của các điện trở này là: RD = 3,2kΩ ⇒ 3,3kΩ RS = 0,4kΩ ⇒ 0,39kΩ V DD V DD RD RD R1 V DD VD RD C2 VD RG RS R2 V0 Vi RS C1 Hình vẽ bài 19 Hình vẽ bài 20 Hình vẽ bài 21 20. Cho mạch định thiên tự cấp như hình vẽ. Biết R1 = 91kΩ; R2 = 47kΩ ; VDD = 16V ; RD = 1,8kΩ; VD = 12V ; VGSQ = −2V ; Hãy xác định: RS ; Giá trị tiêu chuẩn thương mại gần nhất của điện trở này là bao nhiêu? 21. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết I D (on ) = 4 mA; VGS (on ) = 6 V ; VGS (Th ) = 3V ; RG = 10 MΩ ; 1 2 và V DS = V DD ; I D = I D (on ) . Hãy xác định: VDD ; RD . Phát hiện và xử lý lỗi 22. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = 12V ; RD = 2kΩ; RS = 1kΩ; RG = 1MΩ . Hãy phán đoán về hoạt động của mạch trong 2 trường hợp a) VS = 4V ; b) VS = 0V ; V DD V DD RD Vi RD C2 R1 C1 V0 VG Vs VS RG R2 RS Hình vẽ bài 22 23. Cho mạch điện RS Hình vẽ bài 23 như hình vẽ. Biết I DSS = 10mA; VGS 0 = −6V ; VG = 3,7V ; R1 = 330kΩ; R2 = 75kΩ ; VDD = 20V ; RD = 2,2kΩ; RS = 1kΩ;VS = 6,25V ; Hãy xác định xem nguyên nhân nào có thể gây ra trạng thái không mong muốn của mạch. FET kênh P 24. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết I DSS = 8mA; VGS 0 = 4V ; R1 = 68kΩ; R2 = 20kΩ ; VDD = −20V ; R D = 2,7kΩ; RS = 1,8kΩ; Hãy xác định VGSQ ; I DQ ; VDSQ . V DD R1 RD V DD V DD RD ID RD ID VG RG R2 RS IS Hình vẽ bài 24 Lời giải: RG ID RS Hình vẽ bài 25 Hình vẽ bài 26 VG = R2VDD 20kΩ(− 20V ) = = −4,55V R1 + R2 20kΩ + 68kΩ VG − VGS + I D RS = 0 (Định luật Kirchhoff cho điện áp trong một vòng kín). ⇒ VGS = VG + I D RS (1) Phương trình Shockley: ID ⎛ V = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎝ VGS 0 ⎞ ⎟⎟ ⎠ 2 (2) ⎛ V +I R Thay (1) vào (2) ta có: I D = I DSS ⎜⎜1 − G D S VGS 0 ⎝ 2 ⎡ 2R ⎛ R ⎞ đối với I D : ⎜⎜ S ⎟⎟ I D2 − ⎢ S ⎝ VGS 0 ⎠ ⎣VGS 0 2 ⎞ ⎟⎟ . Khai triển thành phương trình bậc 2 ⎠ 2 ⎛ ⎛ V ⎞ VG ⎞ 1 ⎤ ⎟⎟ = 0 . Giải phương trình ⎜⎜1 − G ⎟⎟ + ⎥ I D + ⎜⎜1 − ⎝ VGS 0 ⎠ ⎝ VGS 0 ⎠ I DSS ⎦ bậc 2 này ta thu được 2 nghiệm: I D1 = 6,8 mA ⇒ VGS 1 = VG + I D RS = −4,55V + (6,8mA)(1,8kΩ ) = 7,69V > VGS 0 = 4V (vô lý → loại) I D 2 = 3,3 mA ⇒ 0 < VGS 2 = 1,39V < VGS 0 = 4V (thoả mãn) Vậy I D = I D 2 = 3,3 mA ; VGS = VGS 2 = 1,39V Q Q V DS = VDD + I D (RS + RD ) = (− 20V ) + (3,3mA)(1,8kΩ + 2,7kΩ ) = −5,15V 25. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết V DD = −18V ; RG = 1MΩ; RD = 2,2kΩ; RS = 510kΩ; I DSS = 8mA; VGS 0 = 4V ; Hãy xác định: a) VGSQ ; I DQ ; VDS b) V D ; VG ; VS 26. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết VDD = −16V ; RD = 2kΩ ; RG = 1MΩ ; I D (on ) = 4 mA; VGS (on ) = −7 V ; VGS (Th ) = −3V ; Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VDSQ .
Định thiên bằng dòng cố định (JFET) 27. Cho mạch điện như hình vẽ (a). Biết VDD = 16V ; VGG = 2V ; RG = 1MΩ; RD = 2kΩ; I DSS = 10mA; VGS 0 = −8V ; g d = 40 μS . a) Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VDS
V DD RD Vi C2 I0 Ii + C1 + V0 G RG Zi Vi V GG D RG gmV gs rd ID RD V0 Z0 - S Hình vẽ (b) bài 27 Hình vẽ (a) bài 27 Lời giải: a) VGSQ = −VGG = −2V 2 I DQ 2 ⎛ V ⎞ ⎛ − 2V ⎞ = I DSS ⎜⎜1 − GS ⎟⎟ = 10mA⎜1 − ⎟ = 5,625mA ⎝ − 8V ⎠ ⎝ VGS 0 ⎠ = VDD − I D RD = 16V − (5,625 mA)(2kΩ ) = 4,75V V DS b) Mô hình tương đương xoay chiều của mạch như hình (b). 2I 2(10mA) g m 0 = DSS = = 2,5 mS VGS 0 8V ⎛ VGSQ ⎞ ⎟ = 2,5mS ⎛⎜1 − (− 2V ) ⎞⎟ = 1,88 mS g m = g m 0 ⎜1 − ⎜ (− 8V ) ⎟ ⎜ V ⎟ ⎝ ⎠ GS 0 ⎠ ⎝ rd = 1 / g d = 1 / 40 μS = 25kΩ Trở kháng vào Z i = RG = 1MΩ . Trở kháng ra Z 0 = RD // rd = 2kΩ // 25kΩ = 1,85kΩ . Hệ số khuếch đại điện áp K U = − g m (RD // rd ) = −3,48 Tự định thiên(JFET) 28. Cho mạch điện như hình vẽ (a). Biết V DD = 20V ; RG = 1MΩ; R D = 3,3kΩ; RS = 1kΩ; I DSS = 8mA; VGS 0 = −6V ; g d = 20 μS . a) Hãy xác định: VGSQ ; I DQ ; VDS b) Hãy vẽ sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch và xác định g m ; rd . Xác định trở kháng vào ( Z i ), trở kháng ra ( Z 0 ), hệ số khuếch đại điện áp K U trong 2 trường hợp (b1) khi có tụ C S và (b2) khi không có tụ C S . V DD RD Vi C2 C1 CS D gmV gs Zi Vi RS + G V0 RG I0 Ii + ID rd V0 RG RD Z0 RS - I0+ID Hình vẽ (a) bài 28 S I0 Hình vẽ (b) bài 28 Lời giải: a) Xem bài 4. Kết quả: VGS = −2,6V ; I D = 2,6 mA Q
2 I DSS 2(8mA) = = 2,67 mS VGS 0 6V ⎛ VGSQ ⎞ ⎟ = 2,67 mS ⎛⎜1 − (− 2,6V ) ⎞⎟ = 1,51 mS g m = g m 0 ⎜1 − ⎜ ⎜ V ⎟ (− 6V ) ⎟⎠ ⎝ GS 0 ⎠ ⎝ rd = 1 / g d = 1 / 20 μS = 50kΩ Trở kháng vào Z i = RG = 1MΩ . Trở kháng ra Z 0 = RD // rd = 3,3kΩ // 50kΩ ≅ 3,3kΩ . Hệ số khuếch đại điện áp K U = − g m (R D // rd ) (b2) khi không có tụ C S : sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b) bài 28. Các tham số g m 0 ; g m ; rd ; Z i có giá trị giống như phần (b1). Vì Z 0 = V0 I R Vi = 0V = − D D (1) nên ta cố gắng tìm cách biểu diễn I 0 theo I D . I0 I0 Áp dụng định luật Kirchhoff cho dòng điện, ta có: I 0 = g mV gs + I rd − I D nhưng Vrd = V0 + V gs V0 + V gs vì Vrd = V0 − V Rs ; V Rs = −V gs ⎛ I R 1⎞ − I D hay I 0 = ⎜⎜ g m + ⎟⎟V gs − D D − I D với V0 = − I D RD rd rd ⎠ rd ⎝ ⎛ I R 1⎞ Mà ta có: V gs = −(I D + I 0 )R S nên I 0 = −⎜⎜ g m + ⎟⎟(I D + I 0 )RS − D D − I D rd ⎠ rd ⎝ ⇒ I 0 = g mV gs + ⎡ R R ⎤ − I D ⎢1 + g m RS + S + D ⎥ rd rd ⎦ ⎣ Suy ra: I 0 = R 1 + g m RS + S rd (2) ⎛ R ⎞ ⎜⎜1 + g m RS + S ⎟⎟ RD rd ⎠ Từ (1) và (2) suy ra: Z 0 = ⎝ . ⎛ RS R D ⎞ ⎜⎜1 + g m RS + ⎟ + rd rd ⎟⎠ ⎝ ⎛ ⎛ R ⎞ R R ⎞ R R ⎞ ⎛ Nếu rd ≥ 10 RD thì: ⎜⎜1 + g m RS + S ⎟⎟ >> D ⇒ ⎜⎜1 + g m RS + S + D ⎟⎟ ≅ ⎜⎜1 + g m RS + S ⎟⎟ rd ⎠ rd rd rd ⎠ ⎝ rd ⎠ ⎝ ⎝ và ta có: Z 0 ≅ RD . Áp dụng định luật Kirchhoff cho điện áp, ta có: Vi − V gs − V Rs = 0; ⇒ V gs = Vi − I D RS Vrd V0 − VRs = rd rd (− I D RD ) − I D RS ⇒ I D = g m (Vi − I D RS ) + rd g mVi ⇒ ID = R + RS 1 + g m RS + D rd g m RDVi Điện áp ra: V0 = − I D RD = − . R D + RS 1 + g m RS + rd Mà Vrd = V0 − VRs ; và I ' = Vậy hệ số khuếch đại điện áp KU của mạch: K U = V0 =− Vi g m RD R + RS 1 + g m RS + D rd V0 g R =− m D Vi 1 + g m RS Thay số ta có: Z 0 ≅ RD = 3,3kΩ ( do rd = 50kΩ > 10 RD = 33kΩ ); K U = −1,92 . Nếu rd ≥ 10(RD + RS ) thì K U = Định thiên tự cấp(JFET) 29. Cho mạch điện như hình vẽ (a) dưới đây. Biết I DSS = 12mA; VGS 0 = −3V ; rd = 100kΩ; VDD = 16V ; RD = 2kΩ; RS = 610kΩ; R1 = 82MΩ; R2 = 11MΩ;
Q
kháng vào ( Z i ), trở kháng ra ( Z 0 ), hệ số khuếch đại điện áp K U của mạch. V DD RD R1 Vi + + C2 V0 G T1 C1 10uF Zi R2 Vi 5uF RS R2 CS = 20uF D R1 gmV gs rd RD V0 Z0 - S Hình vẽ (b) bài 29 Hình vẽ (a) bài 29 Gợi ý: a) Cách giải giống bài 8. b) Sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b) bài 28. g m0 = ⎛ VGSQ g m = g m 0 ⎜1 − ⎜ V GS 0 ⎝ 2 I DSS VGS 0 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ rd = 1 / g d Trở kháng vào Z i = R1 // R2 . Trở kháng ra Z 0 = RD // rd . V0 = − g mV gs (R D // rd ) V gs = Vi ; Hệ số khuếch đại điện áp K U = V0 = − g m (RD // rd ) . Vi 30. Giải bài 29 cho trường hợp không có tụ C S . Cấu hình JFET cực cửa chung 31. Cho mạch điện như hình vẽ (a). Biết VDD = 12V ; RD = 3,6kΩ; RS = 1,1kΩ; g d = 50μS ; I DSS = 10mA; VGS 0 = −4V ; C1 = C 2 = 10μF ; điện áp vào có dạng hình sin với biên độ bằng 40mV. a) Hãy xác định: VGS ; I D ; Q Q
kháng vào ( Z i ), trở kháng ra ( Z 0 ), hệ số khuếch đại điện áp K U của mạch. V DD RD rd - C2 + D + V0 S C1 Vi Zi Vi RS + gmV GS ' Z0 RS ' Zi - Hình vẽ (a) bài 31 RD G Z0 V0 - Hình vẽ (b) bài 31 Gợi ý: b)Sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b) bài 31. D-MOSFET 32. Cho mạch điện như hình vẽ (a). Biết R1 = 110MΩ; R2 = 10MΩ ; g d = 10μS ; V DD = 18V ; RD = 1,8kΩ; RS = 150Ω; I DSS = 6mA; VGS 0 = −3V ;
Q
Q
R1 Vi RD C2 V0 + + G C1 Zi R2 Vi RS R2 R1 D gmV gs rd RD Z0 CS - S Hình vẽ (a) bài 32 V0 Hình vẽ (b) bài 32 33. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết RG = 10MΩ ; rd = 60kΩ; VDD = 22V ; RD = 1,8kΩ; RS = 100Ω; I DSS = 12 mA; VGS 0 = −3,5V ;
Q
Vi C2 R1 V0 C1 RG Vi C2 V0 C1 R2 CS RS RD Hình vẽ bài 33 RS CS Hình vẽ bài 35 E-MOSFET Cấu hình hồi tiếp cực máng của EMOSFET 34. Cho mạch điện như hình vẽ (a). Biết VDD = 12V ; RD = 2kΩ ; RG = 10MΩ ; g d = 20μS ; I D (on ) = 6 mA; VGS (on ) = 8V ; VGS (Th ) = 3V ; C1 = C 2 = 1μF ;
Q Q
V DD RD RF C2 Vi Ii + V0 RG G Zi Vi + D V0 Ii gmV gs rd Z0 RD - - C1 S Hình vẽ (a) bài 34 ( Hình vẽ (b) bài 34 ) g m = 2k VGSQ − VGS (Th ) = 1,63 mS rd = 1 / g d = 50 kΩ Áp dụng định luật Kirchhoff cho dòng điện tại nút D, ta có: V0 V − V0 ; (1) V gs = Vi ; (2) (3) Ii = i rd // RD RF V0 V0 I i − g mVi = ⇒ I i = g mVi + ; rd // RD rd // RD Do đó: V0 = (I i − g mVi )(RD // rd ) V −V V − (I i − g mVi )(RD // rd ) với I i = i 0 = i RF RF V R + r // RD RF . Nếu RF >> (rd // RD ) thì: Z i ≅ Trở kháng vào Z i = i = F d I i 1 + g m (rd // RD ) 1 + g m (rd // RD ) RF = 2,53 MΩ Thay số: Z i ≅ 1 + g m (rd // RD ) Trở kháng ra Z 0 = RD // rd // RF . Nếu RF >> (rd // RD ) thì: Z 0 ≅ RD // rd I i = g mVGS + Thay số: Z 0 = RD // rd // RF = 1,92 kΩ V0 Vi − V0 = g mVi + RD // rd RF 1 − gm V0 RF Hệ số khuếch đại điện áp K U = . Thay số: K U ≅ −3,21 . = 1 1 Vi + R D // rd R F Từ các phương trình (1), (2), (3) suy ra: Cấu hình định thiên tự cấp của EMOSFET 35. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 40MΩ; R2 = 10MΩ ; ( ) rd = 40kΩ; V DD = 30V ; R D = 3,3kΩ; RS = 1,2kΩ; VGS (Th ) = 3V ; k = 0,4 x10 −3 A 2 / V . Điện áp vào có dạng hình sin với biên độ bằng 0,8mV. Hãy vẽ sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch và xác định g m . Xác định trở kháng vào ( Z i ), trở kháng ra ( Z 0 ), hệ số khuếch đại điện áp KU của mạch. Gợi ý: Sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b) bài 29. Các thông số được tính như phần b) bài 29. THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG FET 36. Thiết V DD kế mạch định thiên bằng dòng cố định như hình vẽ. Biết = 30V ; RG = 10MΩ; g d = 20 μS ; I DSS = 10mA; VGS 0 = −4V ; hệ số khuếch đại điện áp xoay chiều K U = 10 . a) Hãy xác định: g m ; rd ; RD ;VDSQ b) Xác định trở kháng vào ( Z i ), trở kháng ra ( Z 0 ) của mạch. V DD V DD RD Vi RD C2 C1 Vi C2 C1 V0 V0 RG RG Hình vẽ bài 36 RS CS Hình vẽ bài 37 37. Hãy lựa chọn các giá trị của RD ; RS cho mạch điện như hình vẽ (khi có tụ CS ). Biết 1 g d = 20 μS ; VDD = 20V ; RG = 10 MΩ; I DSS = 10mA; VGS 0 = −4V ; VG = 0V ; VGSQ = VGS 0 4 C1 = C 2 = 0,1μF ; C S = 40μF ; hệ số khuếch đại điện áp xoay chiều K U = 8 . |
