View
240
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
test
Citation preview
ANALOGNA ELEKTRONIKAANALOGNA ELEKTRONIKAŠesto predavanjeŠesto predavanjeVanr. prof. dr Abdulah Akšamović, dip.ing.el.
1
Tranzistori sa efektom poljaTranzistori sa efektom polja
Unipolarni tranzistori – u tranzistorskom efektu učestvuje
samo jedan tip naboja: elektroni ili šupljine
N- kanalni elektroni nosioci naboja
P- kanalni šupljine nosioci naboja
JFET (Junction Field-Effect Transistor) – spojni FET JFET (Junction Field-Effect Transistor) – spojni FET
D-MOSFET (Depletion type Metal-Oxide-
Semiconductor Field-Effect Transistor) – tranzistor saugrañenim kanalom
E-MOSFET (Enhancement type Metal-Oxide-
Semiconductor Field-Effect Transistor) - tranzistor sainduciranim kanalom
2
JFETJFET D - Drain – OdvodS - Sorce – UvodG - Gate – Vrata (Upravljačka elektroda)
D
G
S
0
2(1 )d
GS
P
P
rr
V
V
V napon praga
=−
−
Otpor kanala
Šoklijeva ( William Bradford Shockley) relacija:
3
Šoklijeva ( William Bradford Shockley) relacija:
2(1 )
ln 0
GSD DSS
P
DSS GS
VI I
V
I maksima a struja dreina pri naponu V
= −
− =
Paralele – unipolarni (JFET) i bipolarni (BJT)
4
2(1 )
0 0,6
GSD DSS c b
P
D S c e
G be
JFET BJT
VI I I I
V
I I I I
I A U V
β= − ⇔ =
= ⇔ ≅= ⇔ =
MOSFET MOSFET –– sa ugrañenim kanalomsa ugrañenim kanalom
5
6
D
G
S
MOSFET sa induciranim kanalomMOSFET sa induciranim kanalom
7
2
( )
2( )
( )
( )
D GS P
D on
GS on P
I k V V
Ik
V V
= −
=−
D
G
S
8
Polarizacija FET tranzistoraPolarizacija FET tranzistora
D
Rd
+Vdd
9
G
S
Rg
Egg
Primjer 23. Odrediti sve napone i struje JFET tranzistora polariziranog prema šemi sa slike ako su poznati podaci: Vgg=2V, Rg=1M, RD=2k, VDD=16V, IDSS=10mA, Vp=-8V.
2
0
0
2
1 5.625
4,75
4,75
2
0
Q
GSQ GG
GSD DSS
P
DS DD D D
D DS
G GS
V V V
VI I mA
V
V V I R V
V V V
V V V
V V
= − = −
= − =
= − == == = −
=
Rd
Rg
Vdd
10
0
0
4,75
S
G
S D
V V
I A
I I mA
=== =
Vgg
Polarizacija JFET tranzistora otporom u Polarizacija JFET tranzistora otporom u krugu sorsakrugu sorsa
2
0
0
0 0
(1 )
0
GSD DSS
P
DD D D DS D S
G
S D S
GS G S D S
VI I
V
V I R V I R
V
V I R
V V V I R
= −
= + +=== − = −
2D SI R= +
Rd
Vdd
+Vdd
11
2
2
22 2
(1 )
0,
, (2 ),
D SD DSS
P
D D
Ps P S P
DSS
I RI I
V
aI bI c
Va R b V R c V
I
= +
+ + =
= = − + =
Rg Rs
Primjer 24. Odrediti radnu tačku, te sve napone prema masi JFET tranzistora sa slike. Dati su podaci: VDD=20V, RD=3k3, RS=1k, RG=1M, IDSS=8mA, VP=-6V
2
2
22 2
63
(1 )
0,
, 2 ,
3610 , 2( 6)1000 16500, 36
8 10
D SD DSS
P
D D
Ps P S P
DSS
I RI I
V
aI bI c
Va R b V R c V
I
a b c−
= +
+ + =
= = − =
= = − − = − =⋅
VDD
RD
ID
12
3
0
0
0
8 102,587
2,587
( ) 8,87
2,587
11,46
0
Q
Q Q
Q
Q
D
GS D S
DS DD D D S
S D S
D
G
I mA
V I R V
V V I R R V
V I R V
V V
V V
−⋅=
= − ⋅ = −
= − + =
= ⋅ =
==
RSRG
Polarizacija JFET tranzistora djeliteljem u Polarizacija JFET tranzistora djeliteljem u krugu gejta i otporom u krugu sorsakrugu gejta i otporom u krugu sorsa
Rd
+Vdd
R1
C
C
Uul
Uizl0 2
1 2
0
0 0 0
2
0
(1 )
G
DDG
S D S
GS G S G D S
GSD DSS
P
I
VV R
R R
V I R
V V V V I R
VI I
V
=
= ⋅+
== − = −
= −
13
R2 RsCe
2
2
2
0
20
0,
,
2( ) ,
( )
P
D D
s
PP G s
DSS
p G
V
aI bI c
a R
Vb V V R
I
c V V
+ + =
=
= − −
= −
Primjer 25. Odrediti radnu tačku, te sve napone prema masi JFET tranzistora sa slike. Dati su podaci: VDD=16V, RD=2k4, RS=1k5, R1=2M1, R2=270k, IDSS=8mA, VP=-4V.
Rd
+Vdd
R1
C
C
Uul
Uizl
0 21 2
0
0 0 0
2
2
0
1,82
(1 )
0,
G
DDG
S D S
GS G S G D S
GSD DSS
P
D D
I
VV R
R R
V I R
V V V V I R
VI I
V
aI bI c
=
= ⋅ =+
== − = −
= −
+ + =
14
R2 RsCe
2
2
0
20
0
0 0
0
2250000,
2( ) 19460,
( ) 33,8724
2, 4
3,6
1,78
10,2
s
PP G s
DSS
p G
D
S D S
GS G S
D DD D D
a R
Vb V V R
I
c V V
I mA
V I R V
V V V V
V V I R
= =
= − − = −
= − =
== == − = −= − =
0 0
4
6,64DS D S
V
V V V V= − =
Polarizacija MOSFETPolarizacija MOSFET--a sa ugrañenim a sa ugrañenim kanalomkanalom
0 21 2
0
0 0 0
2
2
0
1,5
(1 )
0,
G
DDG
S D S
GS G S G D S
GSD DSS
P
D D
I
VV R V
R R
V I R
V V V V I R
VI I
V
aI bI c
=
= ⋅ =+
== − = −
= −
+ + =
Rd
+Vdd
R1
C
C
Uul
Uizl
VDD=18V, R1=110MΩ, R2=10MΩRS=750Ω, RD=1k8, IDSS=6mA, VP=-3V
15
2
2
0
20
0
0 0
0
0,
562500,
2( ) 8250,
( ) 20, 25
3,11
2,337
0,83
12, 4
D D
s
PP G s
DSS
p G
D
S D S
GS G S
D DD D D
aI bI c
a R
Vb V V R
I
c V V
I mA
V I R V
V V V V
V V I R V
+ + =
= =
= − − = −
= − =
== == − = −= − =
0 0 10,06DS D SV V V V= − =
R2 RsCe
0
0
0 0
2
2
2
2
0
0
(1 )
0,
5760000,
2 46400,
G
G
S D S
GS G S D S
GSD DSS
P
D D
s
PP s
I
V V
V I R
V V V I R
VI I
V
aI bI c
a R
Vb V R
I
==== − = −
= −
+ + =
= =
= − = −
VDD=20V, R2=1MΩRS=2k4, RD=6k2, IDSS=8mA, VP=-8V
Rd
R2
+Vdd
RsCe
C
C
Uul
Uizl
16
2
0
0 0
0
0 0
64
1,76
4, 24
4,24
9,088
4,848
P sDSS
p
D
S D S
GS G S
D DD D D
DS D S
I
c V
I mA
V I R V
V V V V
V V I R V
V V V V
= =
== == − = −= − == − =
R2 Rs
Polarizacija MOSFETPolarizacija MOSFET--a sa induciranim a sa induciranim kanalomkanalom
2
( )
2( )
( )
( )
D GS P
D on
GS on P
I k V V
Ik
V V
= −
=−2( )D GS PI k V V= −
2( )
0D GS P
G
I k V V
I
= −=
17
2
2
2
2
0
( )
0
1( 2 ( ))
( )
G
GS DS
DD D D GS
D DD P D D
D D
D
D DD P
DD P
I
V V
V I R V
I k V V I R
aI bI c
a R
b R V Vk
c V V
=== +
= − −
+ + =
=
= − + −
= −
Rd
Rg
Uul
Uizl
C
C
Vdd
2 2 2 2
2
60,24
( ) (8 3)
( )
0
Don
GSon P
D GS P
G
GS DS
DD D D GS
I mA mAk
V V V V
I k V V
I
V V
V I R V
= = =− −
= −=== +
VDD=12V, Rg=10MΩ ,RD=2k, ID(on)=6mA, VGS(on)=8V, VP=3V
Rd
Rg
Uul
Uizl
C
C
Vdd
18
2
2
2
2
1
2
( )
0
4000000
1( 2 ( )) 40667
( ) 81
2,71
7,44
D DD P D D
D D
D
D DD P
DD P
D
D
I k V V I R
aI bI c
a R
b R V Vk
c V V
I mA
I mA
= − −
+ + =
= =
= − + − = −
= − ===
DD D D GSV I R V= +
Ne leži na radnoj pravoj
0 21 2
0
0 0 0
2 2 2 2
2
2
0
18
30,12
( ) (10 5)
( )
0,
G
DDG
S D S
GS G S G D S
Don
GSon P
D GS P
D D
I
VV R V
R R
V I R
V V V V I R
I mA mAk
V V V V
I k V V
aI bI c
=
= ⋅ =+
== − = −
= = =− −
= −
+ + =
VDD=40V, R1=22MΩ , R2=18MΩ RD=3k, RS=0,82k ID(on)=3mA, VGS(on)=10V, VP=5V
Rd
R1
Uul
Uizl
C
C
Vdd
R2 Rs Ce
19
2
0
20
0
672400,
12( ) 29653,
( ) 169
6,72
5,51
D D
s
G P s
G p
D
S D S
G
a R
b V V Rk
c V V
I mA
V I R V
V
= =
= − − + = −
= − =
== =
0 0
0
0 0
12, 48
19,84
14,33
S G S
D DD D D
DS D S
V V V
V V I R V
V V V V
= − == − == − =
Kombinirane strukture (BJT i FET)Kombinirane strukture (BJT i FET)
1 1 2 2
1 2
2 2
22 1 2
1 2
(1 )
0, 6
(1 )150
(1 )
b
be b e
be
be
e
e
V I R I R
I I I
I R U I R
U
UV
R VI A
R R RR RR
β
β µ
β
= += +
= + +=
++
= ≈ =++ +
+
20
0 2 2
00
0
2
3, 622
( )10,924
1,88
(1 )
(1 ) 3, 62
e
b
b beD D D D
e
b beD e
e
GSD DSS
P
DGS P
SS
c
U R I V
V VV V I R V R V
R
U UI I mA
R
VI I
V
IV V V
I
U
= =−
= − = − =
−= = =
= −
= − = −
= 0 7, 24b GSU V V− =
2
2
22 2
3
(1 )
0,
, 2 ),
165760000, 2( 4)2400 21200, 16
8 101,059
0 2, 4
Q
Q Q
D SD DSS
P
D D
Ps P S P
DSS
D
GS D S
I RI I
V
aI bI c
Va R b V R c V
I
a b c
I mA
V I R V
−
= +
+ + =
= = − =
= = − − = − =⋅
=
= − = −
1,09I I mA I= = ≅
21
0
0
0 0
0 0
0 0
1,09
13,625
16 13,625 0, 47 9,596
16 1,09 3,6 12,076
8,996
6,596
3,08
D e c
eb
b DD b b
c DD c c
D b be
DS D S
ce c D
I I mA I
II A
U V I R
U V I R
V U U V
V V V
U U V V
µβ
= = ≅
= =
= − = − ⋅ == − = − ⋅ == − == − == − =
22
Rješenje: RD=3,2k, RS=0,4k
*Većina primjera i ilustracija u ovom materijalu su u osnovnom ili prerađenom obliku preuzeti iz:ROBERT BOYLESTAD, LOUIS NASHELSKY, ‘ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT THEORY’
Recommended