Cấu trúc CMOS được dùng rất nhiều trong IC tuyến tính và IC số vào có dạng xung vuông như hình vẽ.. - Khi vit dương, E-MOSFET kênh P dẫn điện m MOSFET kênh N bắt đầu dẫn điện yếu hơn, nê
Trang 1Cấu trúc CMOS được dùng rất nhiều trong IC tuyến tính và IC số
vào có dạng xung vuông như hình vẽ Mạch ợc ứng dụng làm cổng đảo và là tẩng cuối của OP-AMP (IC thuật toán)
vGS(t)=5V nên điện thế ngõ ra vo(t)=0V
0V (t ≥ t1), E-MOSFET kênh P dẫn điện mạnh (vì vGS(t) = -5V) trong lúc E-MOSFET kênh N không dẫn điện (vì vGS(t) = 0V) nên điện thế ngõ ra vo(t)=VDD=5V
ét mạch căn bản n ta thử xem ủa CMOS khi
này đư
- Khi vi = 5V (0 ≤ t ≤ t1); E-MOSFET kênh P ngưng vì vGS(t)=0V, trong lúc đó E-MOSFET kênh N dẫn mạnh vì
- Khi vi(t)=
S2
p-G 2 D 2
SiO2
Hình 47
Thân
D 1
S1
G 1
G
S1
D1
VDD = 15V
1
G2
D2
S2
vi(t) v0(t)
Q1
Q2
v i(t)
t
0
5V
t1
v o(t)
t
0
5V
t1
Hình 48
Trang 2Như vậy, tác dụng của CMOS là một mạch đảo (inverter)
Ta xem một mạch khuếch đại đơn giản dùng CMOS tuyến tính:
G1
S1
D1
G2
D2
V
S2
Q 1 P
Q2 N
Hình 49
V
V
GG 7,5
2 =
=
- Khi vi(t) dư OSFET kênh N dẫn điện mạnh hơn và E-MOSFET kênh P bắt đầu dẫn điện yế o đó vo(t) giảm
- Khi vi(t) dương, E-MOSFET kênh P dẫn điện m MOSFET kênh N bắt đầu dẫn điện yếu hơn, nên vo(t) tăng
Như vây ta thấ u ngõ vào và ngõ ra ngược pha nhau (lệnh pha
III MOSFET CÔNG SUẤT: V-MOS VÀ D-MOS
Các transistor trường ứng (JFET và MOSFET) mà ta đã khảo sát ở trên chỉ thích
ợp cho các mạch có biên độ tín hiệu nhỏ như tiền khuếch đại, trộn sóng, khuếch đại cao
n, trung tần, dao động… năm 1976, người ta phát minh ra loại transistor trường có công uất vừa, đến lớn với khả năng dòng thoát đến vài chục ampere và công suất có thể lên
ến vài chục Watt
1 V-MOS:
Thật ra đây là một loại E-MOSFET cải tiến, cũng là không có sẵn thông lộ và điều ành theo kiểu tăng sự khác nhau về cấu trúc E-MOSFET và V-MOS được trình bày ằng hình vẽ sau:
ơng, E-M
u hơn D
ạnh hơn và
X
h
tầ
s
đ
h
b
DD = +15V
V 5 , 7 2
VDD
GG = =
vi(t)
t
0
v o (t)
V
Trang 3Khi VGS dương và lớn hơn VGS(th), thông lộ được hình thành dọc theo rãnh V và
òng electron sẽ chạy thẳng từ hai nguồn S đến cực thoát D Vì lý do này nên được gọi là
-MOS (Vertical MOSFET)
2 D-MOS:
khu
Các đặc tính hoạt động của V-MOS và D-MOS cũng giống như E-MOSFET Ngoài
ra, các đặc điểm riêng của V-MOS và D-MOS là:
Thông lộ sẽ hình thành p- thân
Nguồn Cổng Thoát
SiO2
d
V
Cũng là một loại E-MOSFET hoạt động theo kiểu tăng, ứng dụng hiện tượng
ếch tán đôi (double-diffused) nên được gọi là D-MOS Có cấu trúc như sau:
Hình 50 E-MOSFET kênh N
Thông lộ sẽ hình thành
Nguồn S
Cổng
Nguồn S
n+
n-
n+ n+
p p
Thoát D V-MOS kênh N
n+
n+
Thân n+
n- p+ p+
Nguồn S
Cổng G
Nguồn S
Thoát D DMOS kênh N
Thông
lộ sẽ hình thành
Hình 51
Trang 4- Điện trở động rds khi ho
- Có thể khuếch đại công
- Dải thông của mạch khu
ạt động rất nhỏ (thường nhỏ hơn 1Ω) suất ở tần số rất cao
ếch đại công suất có thể lên đến vài chục MHz
- V-MOS và D-MOS cũng có kênh N và kênh P, nhưng kênh N thông dụng hơn
- V-MOS và D-MOS cũng có ký hiệu như E-MOSFET
Họ FET có thể tóm tắt như sau
FET
JFET
kênh N
JFET Kênh P
DE-MOSFET Kiểu hiếm + tăng
E-MOSFET Kiểu tăng
DE-MOSFET
Kênh N
DE-MOSFET Kênh P E-MOSFET Kênh N
E-MOSFET Kênh P
V-MOS
nh N Kê
D-MOS Kênh N
CMOS
V-MOS Kênh P
D-MOS Kênh P
Trang 5Bài tập cuối chương
2 Trong m iện sau, tính điện thế phân cực V và điện dẫn truyền gm
3 Trong mạch điện sau, tính điện thế phân cực VD, VG Cho biết E-MOSFET có hệ số
1 Tính VD, và điện dẫn truyền gm trong mạch:
+12V R
G
5K
E D
1K R 1M
R
IDSS = 4mA
VGS(off) = -4V
VD
D
+12V R
G
5K
2V
V
D
1M
V GS(off) = -4V
⎟
⎠
⎜
⎝
V 1
k ⎛ mA⎞ và V
GS(th) = 3V.
24V
G
D
5K
2M
V
R 10M
24V
