Bai Tap Chuong FET_25.7.09 - Free Download PDF - KUPDF

Search

• Categories
• Top Downloads
• Login
• Register
Search

• Home
• Bai Tap Chuong FET_25.7.09

Bai Tap Chuong FET_25.7.09 August 1, 2017 | Author: dungnvbs | Category: N/A DOWNLOAD PDF - 377KB Share Embed Donate Report this link

Short Description

Download Bai Tap Chuong FET_25.7.09...

Description

BÀI TẬP CHƯƠNG 5. TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG (FET) A. PHÂN TÍCH MỘT CHIỀU (DC) JFET 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 a) VGSQ ; I DQ ; VDS V DD b) V D ; VG ; VS RD Lời giải: Vi a) VGSQ = −VGG = −2V 2 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 b) VD = VDS = 4,75V ; VG = VGS = −2V ; VS = 0V 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 a) VGSQ ; I DQ ; VDS b) V D ; VG ; VS 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 b) VS = I D RS = 2.6 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 a) VGSQ ; I DQ ; VDS RS b) V D ; VG ; VS 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 a) VGSQ ; I DQ ; I DSS RD b) V D ; VDS 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 b) V D ; VS ; V DS ; VDG V DD 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: a) VGS ; I D ; RS b) VS ; VDS ; 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: a) VGS ; I D ; VDS . Q Q Q b) VD ; VS . 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: a) VG ; VGS ; I D . Q Q b) I E ; I B ;VD ;VC 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 . B. PHÂN TÍCH XOAY CHIỀU (AC) JFET 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 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 . 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 b) (b1) khi có tụ C S thì sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b) bài 27 và cách xác định các tham số cũng giống như cách tính ở phần b) bài 27. Kết quả: g m 0 = 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; a) Hãy xác định: VGS ; I D ; Q Q 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 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 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 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 ; a) Hãy xác định: VGS ; I D ; . Q Q 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 của mạch. Gợi ý: a) Đáp số: I D = 7,6 mA; VGS = 0,35V ; Q Q b) Sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b). Cách giải giống bài 29. V DD 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 ; a) Hãy xác định: VGS ; I D ; VD . Q Q b) 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 K U của mạch. V DD V DD RD 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 ; a) Hãy xác định: VGS ; I D ; VDS . Q Q Q b) 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 K U của mạch. Gợi ý: a) Cách giải giống bài 13. b) Sơ đồ tương đương xoay chiều của mạch giống như ở hình vẽ (b). 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 . View more...

Comments

Report "Bai Tap Chuong FET_25.7.09"

Please fill this form, we will try to respond as soon as possible.

Your name Email Reason -Select Reason- Pornographic Defamatory Illegal/Unlawful Spam Other Terms Of Service Violation File a copyright complaint Description Close Submit Share & Embed "Bai Tap Chuong FET_25.7.09"

Please copy and paste this embed script to where you want to embed

Embed Script Size (px) 750x600 750x500 600x500 600x400 URL Close Copyright ©2017 KUPDF Inc.