FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

หน่วยที่ 7 การวิเคราะห์การทํางานและการออกแบบ วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต

(FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

โดย นายxxxxริน xxxxxxx

แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคฉะเชิงเทรา สํานักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ

หน่วยที่ 7

การวิเคราะห์การทํางานและการออกแบบ วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต

(FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

สาระสําคัญ

การวิเคราะห์วงจรขยายด้วยวงจรสมมูลของเจเฟตทางด้านไฟสลับ เพื่อหาค่าxxxxxxxxxxxxxx สําคัญคือ อินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo) และค่าอัตราการขยายทางด้านแรงดัน (AV) ในการวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของมอสเฟต จะถูกแทนที่ด้วยวงจรสมมูลกระแสสลับ โดยในวงจรxxxxxxxxจะประกอบด้วยตัวxxxxxxxxxxxxxxสําคัญคือ ทรานxxxxxxแตนซ์ (gm) มีหน่วยเป็น ซีเมนต์ (S) แรงดันที่ใช้ควบคุม Vgs มีหน่วยเป็นโวลท์ (V) และความต้านทานเอาท์พุต (rd) มีหน่วยเป็น โอห์ม และยังจะต้องพิจารณาค่าพารามิเตอร์ตัวอื่น ๆ xxxx yos, gm0 เป็นต้น ซึ่งเป็นค่าxxxxxxมาจาก Data Sheet ของมอสเฟตแต่ละตัว

xxxxxxxxxxการเรียนรู้

xxxxxxxxxxทั่วไป

เพื่อให้มีความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับ แบบจําxxxเจเฟต (FET-Model) วงจรขยายสัญญาณ เฟตแบบคอมมอนเกต วงจรขยายสัญญาณเฟตแบบคอมมอนเดรน แบบจําxxxxxxเฟต (mosfet- Model) การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของดีพลีชั่นมอสเฟต การวิเคราะห์วงจรขยาย สัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต การออกแบบวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต

xxxxxxxxxxเชิงพฤติกรรม

1. คํานวณหาค่าองค์ประกอบของการวิเคราะห์วงจรสมมูลเจเฟตได้อย่างถูกต้อง

2. คํานวณหาค่าพารามิเตอร์วงจรขยายสัญญาณแบบคอมมอนเกตได้อย่างถูกต้อง

3. คํานวณหาค่าพารามิเตอร์วงจรขยายสัญญาณแบบคอมมอนเดรนได้อย่างถูกต้อง

4. คํานวณหาค่าพารามิเตอร์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของดีพลีชั่นมอสเฟตได้อย่างถูกต้อง

5. คํานวณหาค่าพารามิเตอร์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตได้อย่าง

ถูกต้อง

6. คํานวณหาค่าความต้านทานเพื่อออกแบบวงจรวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟตได้

อย่างถูกต้อง

หัวข้อเนื้อหา

7.1 แบบจําxxxเจเฟต (FET-Model)

7.2 วงจรขยายสัญญาณเฟตแบบคอมมอนเกต

7.3 วงจรขยายสัญญาณเฟตแบบคอมมอนเดรน

7.4 แบบจําxxxxxxเฟต (mosfet-Model)

7.5 การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของดีพลีชั่นมอสเฟต

7.6 การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

7.7 การออกแบบวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต

แบบทดสอบก่อนเรียน

หน่วยที่ 7 การวิเคราะห์การทํางาน และการออกแบบวงจรขยาย สัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต (FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

คําชี้แจง

1. จงทําเครื่องหมายกากบาท (X) เลือกคําตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว

2. แบบทดสอบมีจํานวน 10 ข้อ ใช้เวลาทําแบบทดสอบ 10 นาที

ใช้รูปที่ 1 ตอบคําถามข้อที่ 1-2

IDSS = 6 mA

VP = -4 V

110 MΩ

1.8 kΩ

10 MΩ

150 Ω

VDD = 18 V

รูปที่ 1 ประกอบโจทย์ข้อที่ 1-2

1. จากรูปที่ 7 จงคํานวณหาค่า gm0 มีค่าตรงกับข้อใด ก. 3 mS

ข. 4 mS

ค. 5 mS

ง. 4.62 mS

จ. 5.62 mS

2. จากรูปที่ 7 จงคํานวณหาค่า Zi มีค่าตรงกับข้อใด ก. 8 MΩ

ข. 9 MΩ

ค. 10 MΩ

ง. 8.17 MΩ

จ. 9.17 MΩ

3. ข้อใดคือค่า gm เมื่อ IDSS = 8 mA, VP = - 5 V และ XXXX = 4

ก. 2.4 mS

ข. 2.6 mS

ค. 2.8 mS

ง. 3.2 mS

จ. 3.8 mS

4. จากวงจรในรูปที่ 2 กําหนดให้ VGS = 0.5 V, ID = 6 mA จงคํานวณหาค่าอินพุตxxxxxแดนซ์

IDSS = 6 mA VGA(off) = -3 V

y = 20 mS

R1 100 MW

2 kW

10 MW

180 W

VDD = 20 V

รูปที่ 2 วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของดีพลีชั่นมอสเฟต ประกอบโจทย์ข้อที่ 4

ก. 8.11 MΩ

ข. 9.09 MΩ

ค. 10 MΩ

ง. 11 MΩ

จ. 12 MΩ

5. จากรูปที่ 3 ข้อใดคือค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi)

12 V

3.3 kΩ C

1 G D VO

Zi S

10 MΩ

1.1 kΩ

ก. 3 MΩ

ข. 5 MΩ

ค. 10 MΩ

ง. 15 MΩ

จ. 18 MΩ

รูปที่ 3 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 5

6. จากรูปที่ 4 ข้อใดคือค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (ZO)

IDSS = 9 mA VP = - 4.5 V

rd = 40 kΩ

20 V

C1 D

Vi C2

Z S VO

i RG RS

10 MΩ

2.2 kΩ ZO

ก. 326 Ω

ข. 341 Ω

ค. 353 Ω

ง. 393 Ω

จ. 412 Ω

รูปที่ 4 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 6

7. จากวงจรในรูปที่ 4 กําหนดค่าดังนี้ ID(on) = 3 mA ที่ VGS = 6 V และ VGS(th) = 2 V จงคํานวณหาค่า VGS มีค่าตรงกับข้อใด

VDD = 12 V

10 MΩ

4.7 MΩ

1 k Ω

รูปที่ 5 วงจรไบอัสเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตแบบแบ่งแรงดัน ประกอบโจทย์ข้อที่ 7

ก. 2.25 V

ข. 3.84 V

ค. 4.91 V

ง. 5.28 V

จ. 6.51 V

8. จากรูปที่ 6 ข้อใดคือค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

IDSS = 8 mA

VP = - 2.8 V

rd = 40 kΩ

15 V

3.3 kΩ

1.5 k

Vi VO

รูปที่ 6 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 8

ก. 5.66

ข. 5.71

ค. 6.02

ง. 6.73

จ. 7.41

9. จากรูปที่ 6 กําหนดให้ VGS = 4.66 V, IDQ = 3 mA, k = 0.4 x 10-3 A/V2 และมีสัญญาณที่ใช Vi = 0.8 mV จงคํานวณหาค่าแรงดันเอาท์พุตมีค่าเท่ากับข้อใด

+ 18 V

R1 RD

IDSS = 6 mA VGS(th) = 3 V

rd = 40 kΩ

+5 V

40 MΩ

10 MΩ

3.3 kΩ

1.2 kΩ

C2 Output

ก. – 2.67 V

40 KΩ

ข. – 2.99 V

ค. – 3.12 V

ง. – 3.51 V

จ. – 4.08 V

รูปที่ 7 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 9

10. จากวงจรกําหนดให้ VGS = 6 V, ID = 3 mA, k = 0.3 x 10-3 A/V2 จงคํานวณหาค่าของเอาท์พุต xxxxxแดนซ์ (ZO) ขณะที่ไม่มีผลกระทบ rd ตรงกับข้อใด

ID(on) = 6 mA

VDD = 15 V

VGS(on) = 8 V

VGS(th) = 3 V yOS = 10 μS

RF =10 MΩ

R = 2.2 k

รูปที่ 8 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 10

ก. 2.2 kΩ

ข. 19 kΩ

ค. 22 kΩ

ง. 1 MΩ

จ. 10 MΩ

หน่วยที่ 7

การวิเคราะห์การทํางานและการออกแบบ วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต

(FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

เนื้อหาสาระ

เจเฟตเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนําที่มีลักษณะการทํางานเปรียบเสมือนแหล่งจ่ายกระแสที่ถูก ควบคุมด้วยแรงดัน โดยสัญญาณที่ป้อนเข้าไประหว่างเกทและซอร์ส คือ Vgs จะได้กระแสออกมาเป็น gmVgs โดยความต้านทานอินพุตของแหล่งจ่ายกระแสที่ถูกควบคุมมีค่าสูงมาก (ในอุดมคติเท่ากับxxxxxx) ดังนั้นเราxxxxxxเขียนวงจรสมมูลของเจเฟตได้ดังรูป

put

Output

รูปที่ 7.1 N-Channel J-FET

Input

gmVgs

Id Output

RGS

- Id

รูปที่ 7.2 วงจรสมมูลเฟตแบบนอร์ตัน

Input

idrd RGS

- Output

รูปที่ 7.3 วงจรสมมูลเฟตแบบเทวินิน

จากรูปที่ 7.2 และรูปที่ 7.3 แสดงวงจรสมมูลของเจเฟตเป็นวิธีการพิจารณาจากภายนอกเข้าไป ใช้หลักการของทฤษฎีโครงข่าย 4 จุด (4 Terminal Network) xxxxxxเขียนxxxxxxxแบบนอร์ตัน และเทว นินแต่xxxxเขียนแบบนอร์ตันส่วน RGS มีค่าสูงมากจึงxxxxxx ไม่มีความต้านทานxxxxxxเขียนวงจรสมมูล ได้ดังรูปที่ 7.4

Input

Vgs

gmVgs

- Id

rd Output S

รูปที่ 7.4 วงจรสมมูลเฟตแบบนอร์ตัน

จากรูปที่ 7.4 ทางด้านอินพุตxxxxxแดนซ์ของเจเฟตเป็น Open Circuit ที่ขั้วเกตกับซอร์สและ เอาท์พุตxxxxxแดนซ์จะมีค่าเท่ากับ rd เมื่อxxxxxxxxxxขั้วเกตกับซอร์สจะเห็นแรงดันตกคร่อมระหว่างขั้ว เกตกับซอร์สคือ VGS วงจรสมมูลเจเฟตนี้คือ วงจรคอมมอนซอร์ส (Common Source) วงจรนี้จะ ควบคุมการขยายด้วยแรงดันที่ขั้วเกตกับขั้วซอร์ส ซึ่งจะส่งผลไปควบคุมกระแสที่เดรนที่เอาท์พุตของ วงจร ขนาดของกระแสจะถูกควบคุมโดยสัญญาณ VGS และค่าพารามิเตอร์ gm ของเจเฟตที่จะใช้ในวงจร

วิธีการเขียนวงจรสมมูลเจเฟตของวงจรขยายเจเฟต

1. ลัดวงจรที่แหล่งไฟฟ้าไฟตรงลงกราวด์

2. ลัดวงจรตัวเก็บประจุ

3. ปล่อยขาเกตxxxxxxและเปลี่ยนรอยต่อขาเดรนกับขาซอร์สให้เป็นวงจรสมมูล เฟตแบบนอร์ตันหรือแบบเทวินิน

7.1 ค่าพารามิเตอร์และความหมายพารามิเตอร์ของวงจรสมมูลเจเฟต

Zi = ∞ Ω

อินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) คือค่าความต้านทานทานทางด้านอินพุตมีค่าสูงมากจึงเปรียบเทียบเป็น Open Circuit

…7.1

สําหรับ J-FET จะมีค่าประมาณ 1 G Ω x(1 x 109) และ MOSFET จะมีค่าประมาณ 1,000 TΩ (1x1015) เอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo) คือค่าความต้านทานทางด้านเอาท์พุต จากค่าในคู่มือซึ่งจะปรากฏค่า

gos หรือ yos มีหน่วยเป็น µS โดยค่า yos เป็นค่าพารามิเตอร์เป็นองค์ประกอบของ Admittance Equivalent Circuit ซับสริป o บอกว่าเป็นเอาท์พุตและซับสริป s บอกว่าเป็นขาซอร์ส

1 1

Zo = rd=

os os

…7.2

r =

∆V

∆ID

…7.3

จากสมการที่ 7.3 หาค่า rd ที่ VGS เป็นค่าxxxxx

ค่าทรานส์xxxxxxแตนซ์ (gm) คือค่าความนําในการส่งผ่านซึ่งหาได้จากอัตราการเปลี่ยนแปลง กระแสเดรน (∆ID) ต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่เกตและซอร์ส (∆VGS) เป็นค่าที่ใช้ในการ คํานวณหาค่าอัตราขยายแรงดัน (Voltage Gain) ดังแสดงในสมการต่อไปนี้

อัตราการเปลี่ยนแปลงกระแสเดรน

gm = อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่เกตและซอร์ส

= ∆ID

∆VGS

หรือ

หรือจะหาค่า gm ได้จาก

…7.4

…7.5

g = 2IDSS [1- VGS ]

|VGS(off)| VGS(off)

g =g [1- VGS ]

m m0

VGS(off)

หรือจะหาค่า gm ได้จาก

…7.6

แต่หากไม่ทราบค่า gm0 ก็xxxxxxหาค่า gm xxxxxxxกัน โดยใช้ค่าของ IDSS และ VGS (off) = VP ได้ดังสมการ

= 2IDSS

|VGS(off)|

…7.7

xxxxxxx VGS(off) อยู่ในเครื่องหมาย Absolute จึงไม่ต้องใช้เครื่องหมายในการคํานวณทรานส์xxx xxxแตนซ์ (gm) มีหน่วยเป็น Micro Siements (µS) หรือ Microamps / Volt (µA/V)

7.2 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบ Fixed Bias

จากวงจรในรูปที่ 7.5 แสดงวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเจเฟตจัดรูปแบบการไบอัสแบบ Fixed Bias การวิเคราะห์วงจรขยายด้วยวงจรสมมูลของเจเฟตทางด้านไฟสลับ เพื่อหาค่าxxxxxxxxxxxxxx สําคัญคือ อินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo) และค่าอัตราการขยายทางด้านแรงดัน (AV)

VDD

+ VGG

รูปที่ 7.5 วงจร Fixed Bias จากวงจรในรูปที่ 7.5 xxxxxxเขียนวงจรสมมูลเจเฟตได้ดังในรูปที่ 7.6

Vgs

- I

รูปที่ 7.6 วงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Fixed Bias

7.2.1 ค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Xx)

Zi=RG

จากวงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Fixed Bias ในรูปที่ 7.6 จะเห็นว่าเป็นค่าความ ต้านทาน RG ดังนั้น

7.2.2 ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (ZO)

…7.8

ปรับค่า Vi=0 V จะทําให้ Vgs=0V ด้วย ซึ่งจะทําให้ค่า gmVgs=0 mA จะทําให้กระแส เดรน ไม่มี ดังนั้นจะหาค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ได้ดังนี้

D

gmVgs = 0 mA rd

RD ZO

S

รูปที่ 7.7 วงจรสําหรับวิเคราะห์ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (ZO)

Zo=RD//rd

แต่ค่าของ rd จะมีค่ามากกว่า RD มากๆ (10 : 1) จึงหาค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ โดยประมาณได้ดังนี้

…7.9

7.2.3 ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

Zo≅RD

จากรูปที่ 7.6 xxxxxxเขียนสมการ (ZO)ได้ดังนี้

Vo = -gmVgs(rd//RD)

แต่ Vgs= Vi

ทําให้ได้ว่า

Vo= -gmVi(rd//RD)

ดังนั้นจากสมการการหาค่าอัตราการขยายแรงดัน

จะได้ว่า

A = Vo

V Vi

…7.11

AV=

-gmVi(rd//RD)

AV=-gm(rd//RD)

และถ้า rd≥10RD จะได้ว่า

…7.12

AV=-gmRD

เครื่องหมายลบxxxxxxจากสูตร AV บอกให้ทราบว่าสัญญาณอินพุตและเอาท์พุตมีเฟสตรงกันข้ามกัน 180°

ตัวอย่างที่ 7.1 จากวงจรในรูปที่ 7.8 กําหนดให้ XXXX=-4 V และ IDQ=5.5 mA โดยIDSS=20 mA และ

VP=-6 V มีค่า yos=20 µS จงคํานวณหาค่าต่างๆ ดังต่อไปนี้

(1) gm

(2) rd

(3) Zi

(4) Zo

(5) AV

30 V

IDSS = 20 mA

4 kΩ

1 MΩ

2 V

วิธีทํา (1) หาค่า gm

gm0

= 2IDSS

|VP|

2(20 mA)

gm0= 6 V

gm0=6.6 mS

gm=gm0

(1- XXXX)

-4 V

gm=6.6 mS (1- -6 V)

gm=9.9 mA ตอบ

(2) หาค่า rd

rd= y

(3) หาค่า Zi

(4) หาค่า Zo

(5) หาค่า AV

os1

rd= 20 µS

rd=50 kΩ ตอบ

Zi=RG

Zi=1 MΩ ตอบ

Zo=RD//rd Zo=4 kΩ//50 kΩ

Zo=3.70 kΩ ตอบ

AV=-gm(rd//RD)

AV=-(9.9 mA)(50 kΩ//4 kΩ)

AV=-36.63 ตอบ

7.3 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบ Self Bias กรณีมีตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS

จากวงจร Fixed Bias ดังแสดงในรูปที่ 7.5 จะมีแหล่งจ่ายไฟอยู่ 2 แหล่งจ่าย แต่ในวงจร Self Bias จะใช้แหล่งจ่ายไฟเพียงแหล่งเดียวดังแสดงในรูปที่ 7.9

VDD

รูปที่ 7.9 วงจร Self Bias กรณีมีตัวเก็บประจุ C3 ต่อxxxxxxxxx RS

จากวงจรในรูปที่ 7.9 วงจร Self Bias กรณีมีตัวเก็บประจุ C3 ต่อxxxxxxxxx RS ดังนั้นxxxxxxเขียนวงจร สมมูลเจเฟตได้ดังในรูปที่ 7.10

Vgs

g V

m gs

รูปที่ 7.10 วงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias

วงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias ในรูปที่ 7.10 xxxxxxหาค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ดังนี้

7.3.1 ค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Xx)

Zi=RG

จากวงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias ในรูปที่ 7.10 จะเห็นว่าเป็นค่าความ ต้านทาน RG ดังนั้น

7.3.2 ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (ZO) และถ้า rd≥10RD จะได้ว่า

Zo=RD//rd

Zo≅RD

AV=-gm(rd//RD)

AV=-gmRD

7.3.3 ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV) และถ้า rd≥10RD จะได้ว่า

…7.13

…7.14

…7.15

…7.16

…7.17

7.4 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบ Self Bias กรณีปลดตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS ออก

ถ้าปลด C3 ในวงจรที่ 7.9 ออกxxxxxxเขียนวงจรสมมูลเจเฟตได้ดังรูปที่ 7.11

G+

D

+

g V

m gs

Id

I

Vi

Vgs

-

S

RD

Zi

ZO

RG

RS

IO

Vo

รูปที่ 7.11 วงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias กรณีปลดตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS ออก วงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias กรณีปลดตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS ออกดังแสดงใน

รูปที่ 7.11 xxxxxxหาค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ได้ดังนี้

7.4.1 ค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Xx)

Zi=RG

จากวงจรสมมูลเจเฟต ในรูปที่ 7.11 จะเห็นว่าค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) เป็นค่าความ ต้านทาน RG ดังนั้น

7.4.2 ค่าเอาต์พุตxxxxxแดนซ์ (ZO)

Z = Vo

O Io

Vi=0 V

…7.18

จากวงจรสมมูลเจเฟตในรูปที่ 7.11 ปรับให้ Vi=0 V เป็นผลให้แรงดันตกคร่อม RG มี ค่าเท่ากับ 0 V ประยุกต์ใช้กฎ Kirchhoff’s current จะได้ว่า

Io+ID=gmVgs

และ

ดังนั้นแทนสมการจะได้ว่า

Vgs=-(Io+ID)RS

Io+ID=-gm(Io+ID)RS

Io+ID=-gmIoRS-gmIDRS Io+gmIoRS=-gmIDRS-ID

Io[1+gmRS]=-ID[1+gmRS]

เนื่องจาก

Io=-ID

Vo=- IDRD Vo=IoRD

R = Vo

D Io

Z =R =

rd=∞ Ω

…7.19

ถ้าxxxxxxxของ rd เข้ามาในวงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias ปลดตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS ออก ดังแสดงรูปที่ 7.12

Vgs

gmVgs

IO + ID

รูปที่ 7.12 วงจรสมมูลเจเฟตของวงจร Self Bias

กรณีปลดตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS ออกและxxxxxxxของ rd เข้ามา จาก

Z = Vo

Vi= 0

Z =- IDRD

o Io

ประยุกต์ใช้กฎ Xxxxxxxxx’x Current Law ดูค่ากระแส Io ในเทอมของ ID จะได้ว่า

Io=gmVgs+Ird-ID

แต่ Vrd=Vo+Vgs

และ

Io=gm

Vgs

+ Vo+Vgs -I

และเมื่อ

Io= (gm

+ 1) V

- IDRD -I

; Vo=-IDRD

Vgs=-(ID+Io)RS

ดังนั้นจะได้ Io ดังนี้

I =- (g

+ ) (I

+I )R - IDRD -I

o m rd

I [1+g R + RS] =-I [

D o S rd D

RS RD]

o m S rd

D 1+gmRS+ +

d d

RS RD

-ID [1+g RS+ + ]

Io=

1+g

rd rd

R + RS

และ

Z = Vo =

o I

m S rd

-IDRD

RS RD

o -ID [1+gmRS+

rd ]

ดังนั้นจะได้ Zo ดังนี้

1+gm

RS+ RS

[1+g R + ]

Zo=

[1+gmRS+ rd + rd ]

RS RD

…7.20

สําหรับ rd≥10RD ;

(1+g R + RS) ≫ RD

m S rd rd

และ

ดังนั้นจะได้ว่า

1+g R + RS

m S rd

+ RD

Zo ≅ RD

≅1+gmRS+

…7.21

7.4.3 ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

จากวงจรสมมูลเจเฟต ในรูปที่ 7.12 ประยุกต์ใช้กฎ Xxxxxxxxx’x Voltage Law จะได้

Vi-Vgs-VRs= 0

Vgs= Vi-IDRS

หาแรงดันตกคร่อม rd ใช้กฎ Xxxxxxxxx’x Voltage Law จะได้ว่า

Vrd =Vo-VRS

และ

I'= Vrd = Vo-VRS

rd rd

จากกฎ Xxxxxxxxx’x Current Law จะได้ว่า

ID=gm

Vgs

+ Vo-VRS

แทนค่า Vgs ด้วย Vi-IDRS และแทนค่า Vo และ VRS จะได้ว่า

I =g

[V - I

R ]+ (-IDRD)- (IDRS)

D m i D S rd

I [1+g R + RD+RS] =g V

D m S rd m i

I = gmVi

1+g

R + RD+RS

ดังนั้นแรงดันเอาท์พุตจะได้ว่า

m S rd

V =-I R

=- gmViRD

o D D

1+g

R + RD+RS

ดังนั้น AV หาได้ดังนี้

และถ้า rd≥10(RD+RS);

A = Vo

A =

gmRD

1+g R +

R +R

D S

m S rd

…7.22

…7.23

AV = Vo ≅ -

gmRD

1+gmRS

ตัวอย่างที่ 7.2 จากวงจรในรูปที่ 7.13 กําหนดให้ XXXX=-2 V, IDQ=3 mA และมี IDSS=10 mA และ

VP=-4 V มีค่า gos=40 µS จงคํานวณหาค่าต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

(1) gm

(2) rd

(3) Zi

(4) Zo โดยxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd

(5) AV โดยxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd

20 V

IDSS = 10 mA

2.2 kΩ

1 MΩ

รูปที่ 7.13 วงจร Self Bias กรณีปลดตัวเก็บประจุ C3 xxxxxxxxx RS ออก

วิธีทํา (1) หาค่า gm

gm0

= 2IDSS

|VP|

2(10 mA)

gm0=

|-4V|

gm0= 5 mS

gm= gm0

(1- XXXX)

-2 V

gm=(5 mS) (1- -4 V)

gm= 2.50 mS ตอบ

(2) หาค่า rd

rd= y

(3) หาค่า Zi

(4) หาค่า Zo โดยxxxxxx rd

os1

rd= 40 µS

rd=25 k Ω ตอบ

Zi=RG

Zi=1 M Ω ตอบ

( rd=25 kΩ) > (10RD=22 kΩ)

ดังนั้น Zo=RD

Zo=2.2 kΩ ตอบ

หาค่า Zo โดยxxxxxxxxx rd (rd=∞ Ω)

(5) หาค่า AV โดยxxxxxx rd

Zo=RD

Zo=2.2 kΩ ตอบ

A = -gmRD

1+g

R + RD+RS

m S rd

(2.5 mS)(2.2 kΩ)

AV=-

1+(2.5 mS)(1 k

Ω)+

(2.2 kΩ)+(1 kΩ) 25 kΩ

AV=-8.12 ตอบ

หาค่า AV โดยxxxxxxxxx rd

A =- gmRD V 1+gmRS

(2.5 mS)(2.2 kΩ)

AV=- 1+(2.5 mS)(1 k Ω)

AV=-8 ตอบ

7.5 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบ Voltage Divider

เป็นวงจรที่xxxxใช้งานมากในด้านวงจรขยายสัญญาณทางด้านสัญญาณเสียง วงจรขยายแบบนี้ เป็นวงจรที่มีเสถียรภาพในการขยายxxxxxภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและสิ่งแวดล้อมดังแสดง ในรูปที่ 7.14

VDD

G D

รูปที่ 7.14 วงจร Voltage Divider

จากรูปที่ 7.14 การเขียนวงจรสมมูลของเจเฟตจะแสดงในรูปที่ 7.15

G +

Vgs

gmVgs

R1 R2

- Id

รูปที่ 7.15 แสดงวงจรสมมูลของเจเฟตแบบ Voltage Divider

Zi=R1//R2

7.5.1 ค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Xx)

7.5.2 ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo)

…7.24

Zo=rd//RD

เมื่อกําหนดให้ Vi=0 V จะทําให้ Vgs และ gmVgs มีค่าเป็น 0 V ดังนั้นจะทําให้ได้ Zo ดังนี้

…7.25

Zo≅RD

สําหรับ rd≥10RD;

…7.26

7.5.3 ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

จากรูปที่ 7.15 แสดงวงจรสมมูลของเจเฟตแบบ Voltage Divider

Vgs=Vi

และ

ดังนั้นจะได้ว่า

Vo=-gmVgs(rd//RD)

A = Vo

V Vi

-gmVgs(rd//RD)

สําหรับ rd≥10RD;

AV= =

A = =-g (r //R )

d D

Vgs

…7.27

…7.28

A = =-g R

7.6 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบคอมมอนเกต

C1

C2

+

Zi

RS

RD

ZO

+

- VDD

วงจรขยายแบบคอมมอนเกตเมื่อพิจารณาแล้วจะเหมือนกับการให้ไบอัสทรานซิสเตอร์แบบคอม มอนเบสดังแสดงในรูปที่ 7.16

Vi Vo

รูปที่ 7.16 วงจรขยายแบบคอมมอนเกต

จากวงจรที่ 7.16 xxxxxxเขียนเป็นวงจรสมมูลได้ดังรูปที่ 7.17

S -

gmVgs

D b

Z’i

Z’O

+ G

Vi Vo

รูปที่ 7.17 วงจรสมมูลของวงจรขยายแบบคอมมอนเกต

7.6.1 ค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Xx)

จากวงจรในรูปที่ 7.16 เมื่อพิจารณาวงจรหาค่า Zi จะเห็นว่ามีค่าเท่ากับ RS ขนานกับ

Z' จะได้เท่ากับ Z =R //Z' จึงเขียนรูปวงจรใหม่เพื่อการพิจารณาการหาค่า Z' ดังแสดงในรูปที่ 7.18

x x S x x

I’

Vgs

gmVgs

Ird

RD VRD

I’

Vrd

V’

รูปที่ 7.18 วงจรสมมูลของวงจรขยายแบบคอมมอนเกตเพื่อการพิจารณาการหาค่า Z'

จากรูปที่ 7.18 V'=-Vgs จากกฎของ Kirchoff ’s Voltage Law จะได้ว่า

V' -Vr -VR =0

d D

Vr = V'-VR

แทนค่า VRD

d D

ด้วย I'RD

Vr = V'-I'RD

จากกฎของ Kirchoff ’s Current Law ที่จุด a จะได้ว่า

I'+gmVgs=Ir

I'=Ir -gmVgs

I'= Vrd -g V

rd m gs

หรือxxxxxxเขียนสมการได้ดังนี้

I'=

V'-I'RD

-gmVgs

' V' I'RD '

I'R

I = -

d rd

-gm(-V )

I'+ D

= +gmV'

I' [1+ RD] =V' [g + 1 ]

และ

หรือ

และxxxxxxหาค่าZi ได้ดังนี้

rd m rd

Z'= =

1+ RD

g + 1

Z = =

VI'

rd+RD

1+gmrd

Z =R // [

r +R

d D

i S

]

1+gmrd

Zi=RS//Z'

…7.29

…7.30

…7.31

ถ้า rd≥10RD จากสมการที่ 7.28 จะได้ค่าประมาณดังนี้ RD/rd≪1 และ 1/rd≪gm

Z'=

[1+ RD]

rd ≅ 1

Zi=RS// g

ดังนั้น

[gm

+ 1 ] gm rd

…7.32

7.6.2 ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo)

แทนค่า Vi=0 V ทําให้ RS เป็นลัดวงจรจะทําให้ค่า Vgs เป็นศูนย์โวลต์ซึ่งจะเป็นผลให้gmVgs=0 และจะทําให้ rd//RD ดังนั้นจะได้ว่า

Zo=RD//rd

สําหรับกรณีxxx xxx rd≥10RD

Zo=RD

จะได้

7.6.3 ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV) จากวงจรในรูปที่ 7.16 Vi=-Vgs และ Vo ≅ IDRD

หาค่าแรงดันตกคร่อม rd

…7.33

…7.34

และ

Vrd=Vo-Vi

Ird

= Vo-Vi rd

จากกฎของ Kirchoff ’s Current Law ที่จุด b จะได้ว่า

Ird+ID+gmVgs=0

และ

ID=-Ird-gmVgs

I =- [Vo-Vi] -g [-V ]

D rd m i

I = -Vo+Vi +g V

D rd m i

I = Vi-Vo +g V

ดังนั้น

D rd m i

V =I

R = [Vi-Vo +g V ] R

o D D rd m i D

V =I R = [Vi Vo ] R

o D D

d rd

+gmVi D

V = ViRD - VoRD +g V R

o rd rd m i D

V + VoRD = ViRD +g V R

o rd rd m i D

V [1+ RD] =V RD +g R ]

r i [r m D

[RD +g RD]

Vo = rd m

Vi [1+ RD]

A =

o = rd

[ +g R ]

[1+ RD]

สมการดังนี้

…7.35

สําหรับกรณีxxx xxx rd≥10RD ในสมการที่ 7.34 จะไม่นําค่า RD⁄rd มาคิดคํานวณจะได้

AV≅gmRD

ค่า AV เป็นบวกแสดงว่าแรงดัน Vo และ Vi มีเฟสเหมือนกัน (In Phase)

ตัวอย่างที่ 7.3 จากวงจรในรูปที่ 7.19 ถ้า XXXX=-1.2 V และ IDQ = 6mA จงคํานวณหาค่าต่าง ๆ ดังนี้

(1) gm

(2) rd

(3) หาค่า Zi ในสภาวะที่คิดและxxxxxxxxx rd

(4) หาค่า Zo ในสภาวะที่คิดและxxxxxxxxx rd

(5) หาค่า Vo ในสภาวะที่คิดและxxxxxxxxx rd

12 V

3.6 kΩ

G 10 µF

S IDSS = 10 mA VP = -2 V

Vi = 40 mV

10 µF

1.1 kΩ

วิธีทํา (1) หาค่า gm

รูปที่ 7.19 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบคอมมอนเกต

gm0

= 2IDSS

|VP|

gm0=

2(15 mA)

|-2V|

gm0=15 mS

gm=gm0

(1- XXXX)

gm=(15 mS) (1-

-1.2 V)

-2 V

(2) หาค่า rd

(3) หาค่า Zi ในสภาวะที่คิดและxxxxxxxxx rd Zi ในสภาวะที่คิด rd

gm=25 mS ตอบ

rd= g

os1

rd= 50 µS

rd=20 kΩ ตอบ

Z =R // [ rd+RD ]

i S 1+gmrd

20 kΩ + 3.6 kΩ

Zi=1.1 kΩ// [1+(25 mS)(20 kΩ)]

23.6 kΩ

Zi=1.1 kΩ// [

501 ]

Zi ในสภาวะxxxxxxคิด rd

Zi=1.1 kΩ//47.1 kΩ

Zi=1.07 kΩ ตอบ

Zi=RS// g

m 1

Zi=1.1 kΩ// 25 mS Zi=1.1 kΩ//40 kΩ

Zi=1.07 kΩ ตอบ

(4) หาค่า Zo ในสภาวะที่คิดและxxxxxxxxx rd Zo ในสภาวะที่คิด rd

Zo ในสภาวะxxxxxxคิด rd

(5) หาค่า Vo ในสภาวะที่คิดและxxxxxxxxx rd Vo ในสภาวะที่คิด rd

Zo=RD//rd

Zo=3.6 kΩ//20 kΩ

Zo=3.05 kΩ ตอบ

Zo=RD

Zo=3.6 kΩ ตอบ

[RD +g RD]

A = Vo = rd m

V Vi

[1+ RD]

[3.6 kΩ +(25 mS)(3.6 kΩ)]

AV= o = Vi

20 kΩ

[1+

3.6 kΩ

]

20 kΩ

A = Vo

V Vi

A = Vo

V Vi

[0.18+90]

= [1+0.18]

=76.42

Vo ในสภาวะxxxxxxคิด rd

และ

Vo=AVVi

Vo= (76.42) (40 mV)

Vo=3.05 mV ตอบ

AV=gmRD

AV=(25 mS) (3.6 kΩ) AV=90

Vo=AVVi

Vo=(90) (40 mV)

Vo=3.6 V ตอบ

7.7 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบคอมมอนเดรน

วงจรคอมมอนเดรนหรือ Source Follower จะเหมือนกับวงจร Emitter Follower ในการ ให้ไบอัสทรานซิสเตอร์ ซึ่งในวงจรขยายแบบนี้จะมีอัตราการขยายไม่เกิน 1 ลักษณะการต่อวงจรแสดงใน รูปที่ 7.29

VDD

รูปที่ 7.29 วงจรคอมมอนเดรน หรือ Source Follower

จากวงจรในรูปที่ 7.29 xxxxxxเขียนวงจรสมมูลเจเฟตได้ดังรูปที่ 7.30

Vgs

- S

gmVgs

RS ZO

รูปที่ 7.30 วงจรสมมูลเจเฟตวงจรคอมมอนเดรนหรือ Source Follower

จากวงจรที่ 7.30 xxxxxxเขียนเป็นสมมูลให้xxxxxxxxxxง่ายขึ้นดังแสดงในรูปที่ 7.31

Vgs

gmVgs

รูปที่ 7.31 วงจรสมมูลเจเฟตวงจรคอมมอนเดรนหรือ Source Follower

Zi = RG

7.7.1 ค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) จากรูปที่ 7.31

7.7.2 ค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo)

…7.36

เมื่อปรับให้ Vi=0 V จะทําให้ที่ขาเกตเป็นกราวด์และ Vgs กับ Vo ขนานกับวงจรเป็นผลให้

Vo=-Vgs ดังแสดงในรูปที่ 7.32

Vgs

a Id +

gmVgs VO

rd S

รูปที่ 7.32 แสดงวงจรxxxxxxxxส่งผลให้ Vo=-Vgs

จากกฎของ Kirchoff ’s Current Law ที่จุด a จะได้ว่า

Io+gmVgs = Ird +IRS

I +g V

= Vo + Vo

o m gs rd Vo

Io= [

+ Vo

] -gmVgs

I = [Vo + Vo] -g [-V ]

o rd RS m o

I = [Vo + Vo] +g V

o rd RS m o

1 1

และ

Io=Vo [ +

d RS

+gm]

Z = Vo

o Io

Z = Vo

o V [1 1 ]

o rd + RS +gm

Zo= [1 1 1

จะได้

สําหรับกรณีxxx xxx rd≥10RS ;

7.7.3 ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV) หาค่า Vo ได้จาก

rd + RS + 1⁄g ]

Zo = rd//RS// 1⁄gm

Zo ≅ RS// 1⁄gm

Vo=gmVgs(rd//RS)

…7.37

…7.38

จากกฎของ Kirchoff ’s Voltage Law หาค่าพารามิเตอร์ในรูปที่ 7.31 จะได้

Vi =Vgs+Vo

และ Vgs=Vi-Vo

ดังนั้น

Vo=gm(Vi-Vo)(rd//RS)

Vo=gmVi(rd//RS)-gmVo(rd//RS) Vo+gmVo(rd//RS) =gmVi(rd//RS)

Vo[1+gm(rd//RS)] = gmVi(rd//RS)

Vo = gm(rd//RS)

A = =

gm(rd//RS)

V 1+g (r //R )

d S

ดังนั้น

A = =

gmRS

V 1+g R

กรณีที่ไม่มี rd หรือ rd≥10RS ;

1+gm(rd//RS)

…7.39

…7.40

ค่า AV เป็นบวกเพราะว่าเฟสของสัญญาณอินพุตและเอาท์พุตมีเฟสเหมือนกัน

ตัวอย่างที่ 7.4 จากวงจรในรูปที่ 7.33 ถ้า XXXX=-2.5 V และ IDQ =5.5 mA จงคํานวณหาค่าต่าง ๆ ดังนี้

(1) gm

(2) rd

(3) Zi

(4) Zo เมื่อxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd

(5) AV เมื่อxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd

9 V

IDSS = 15 mA

VP = -4 V

0.05 µF

1 MΩ

2.2 kΩ

0.05 µF

วิธีทํา (1) หาค่า gm

รูปที่ 7.33 วงจรคอมมอนเดรน

gm0

= 2IDSS

|VP|

gm0 =

2(15 mA)

|-4V|

gm0 = 7.5 mS

gm = gmo

(1- XXXX)

-2.5 V

gm =(7.5 mS) (1-

-4 V )

(2) หาค่า rd

(3) หาค่า Zi

(4) หาค่า Zo เมื่อxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd

Zo เมื่อxxxxxx rd

Zo เมื่อxxxxxxxxx rd

gm =2.81 mS ตอบ

rd = g

os1

rd = 25 μS

rd = 40 kΩ ตอบ

Zi = RG

Zi=1 MΩ ตอบ

Zo = rd//RS// 1⁄gm

Zo = 40 kΩ //2.2 kΩ// (1⁄2.28 mS) Zo = 40 kΩ//2.2 kΩ//438.6 Ω

Zo = 362.52 Ω ตอบ

Zo ≅ RS// 1⁄gm

Zo ≅ 2.2 kΩ// 1⁄2.28 mS Zo ≅ 2.2 kΩ//438.6 Ω

Zo ≅ 365.69 Ω ตอบ

จะxxxxxxxxxว่าเมื่อxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd จะได้ค่า Zo ใกล้เคียงกัน

(5) หาค่า AV เมื่อxxxxxx rd และxxxxxxxxx rd AV เมื่อxxxxxx rd

A = gm(rd//RS)

V 1+gm(rd//RS)

2.81 mS(40 kΩ//2.2 kΩ)

AV =

1+2.81 mS(40 kΩ//2.2 kΩ)

2.81 mS(2.09 kΩ) 1+2.81 mS(2.09 kΩ)

5.87

1+5.87

xxxxxxx AV น้อยกว่า 1

AV เมื่อxxxxxxxxx rd

AV = 0.85 ตอบ

A = gmRS V 1+gmRS

(2.81 mS)(2.2 kΩ)

AV= 1+(2.81 mS)(2.2 kΩ)

6.182

AV= 1+6.182

AV=0.86 ตอบ

xxxxxxxอัตราขยายแรงดัน AV เมื่อคิดและxxxxxxxxx rd มีค่าเท่ากัน ในการวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของมอสเฟต จะถูกแทนที่ด้วยวงจรสมมูล

กระแสสลับ โดยในวงจรxxxxxxxxจะประกอบด้วยตัวxxxxxxxxxxxxxxสําคัญคือ ทรานxxxxxxแตนซ์ (gm) มี หน่วยเป็นซีเมนต์ (S) แรงดันที่ใช้ควบคุม Vgs มีหน่วยเป็นโวลท์ (V) และความต้านทานเอาท์พุต (rd) มี

หน่วยเป็นโอห์ม และยังจะต้องพิจารณาค่าพารามิเตอร์ตัวอื่น ๆ xxxx yos, gm0 เป็นต้น ซึ่งเป็นค่าxxxxxxมา จาก Data Sheet ของมอสเฟตแต่ละตัว

หลักการวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของมอสเฟตจะขึ้นอยู่กับวิธีการจัดไบอัสของ วงจรขยายมอสเฟต เพื่อหาค่าxxxxxxxxxxxxxxสําคัญในวงจรขยายสัญญาณขนาดxxxxxxอยู่ 3 ค่า ได้แก่ อินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) เอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo) และอัตราขยายแรงดัน (AV)

7.8 การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของดีพลีชั่นมอสเฟต

แบบจําxxxวงจรสมมูลกระแสสลับของดีพลีชั่นมอสเฟตดังแสดงในรูปที่ 7.34

gmVgs

+ +

G D

S S

(ก) สัญลักษณ์ของดีพลีชั่นมอสเฟต N-Channel (ข) วงจรสมมูลกระแสสลับของดีพลีชั่นมอสเฟต รูปที่ 7.34 วงจรสมมูลกระแสสลับของดีพลีชั่นมอสเฟต

จากรูปที่7.34 (ข) เป็นวงจรสมมูลของดีพลีชั่นมอสเฟตจะเห็นว่าทางด้านอินพุตxxxxxแดนซ์ของ เฟตเป็น Open Circuit ที่ขั้วเกตกับซอร์ส และเอาท์พุตxxxxxแดนซ์จะมีค่าเท่ากับ rd เมื่อxxxxxxxxxxขั้ว เกตกับซอร์ส จะเห็นแรงดันตกคร่อมระหว่างขั้วเกตกับซอร์สคือ VGS เกตกับขั้วซอร์ส ซึ่งจะส่งผลไป ควบคุมกระแสที่เดรนที่เอาท์พุตของวงจร ขนาดของกระแสจะถูกควบคุมโดยสัญญาณ VGS และ

ค่าพารามิเตอร์ gmของเฟตที่จะใช้ในวงจร วิธีการเขียนวงจรxxxxxxxxเฟตของวงจรขยายมอสเฟต

1. ลัดวงจรที่แหล่งไฟฟ้ากระแสตรงลงกราวด์

2. ลัดวงจรตัวเก็บประจุ

3. ปล่อยขาเกตxxxxxxและเปลี่ยนรอยต่อขาเดรนกับขาซอร์สให้เป็นวงจรสมมูล เฟตแบบนอร์ตัน ในหลักการทํางานของดีพลีชั่นมอสเฟตจะพบว่า VGS xxxxxxมีศักย์เป็นบวกสําหรับ

N-Channelและมีศักย์เป็นลบสําหรับ P-Channel ซึ่งเป็นข้อแตกต่างจากเจเฟต ซึ่งจะส่งผลให้ gmมีค่า มากกว่า gm0ดังจะแสดงให้เห็นในตัวอย่างการวิเคราะห์ทางไฟสลับของดีพลีชั่นมอสเฟตดังต่อไปนี้

7.8.1 ค่าพารามิเตอร์ทางไฟสลับวงจรxxxxxxxพลีชั่นมอสเฟต

g =g [1-

m m0

VGS

VGS(off)

]

7.8.1.1 ค่าทรานส์xxxxxxแตนซ์ (gm) คือค่าความนําในการส่งผ่านหรือการถ่ายโอนซึ่ง หาได้จากอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสเอาท์พุตต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงกระแสอินพุต ค่า gm ของ ดีพลีชั่นมอสเฟตหาได้จากสมการดังนี้

…7.41

gm0= |V

2IDSS

GS(off)

และ

…7.42

โดยค่า gm0 คือ ค่าทรานส์xxxxxxแตนซ์ถ่ายโอนเมื่อ VGS=0 ซึ่งเป็นค่าสูงสุดของค่า gm

การหาค่า gm xxxxxxหาได้จากสมการที่ 7.43 และจากกราฟในรูปที่ 7.35

IDSS

ΔID

VGS(off)

ΔVGS

VGS

รูปที่ 7.35 การหาค่าทรานส์xxxxxxแตนซ์ถ่ายโอน

gm= ∆VGS

∆ID

…7.43

เมื่อ ∆ID คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่จุดการทํางาน มีหน่วยเป็นแอมป์แปร (A)

∆VGS คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงxxxxxxดันที่จุดการทํางาน มีหน่วยเป็นโวลท์ (V)

7.8.1.2 ค่าความต้านทานเอาท์พุต (rd) คือค่าความต้านทานเอาท์พุตทางด้านไฟสลับที่ ระหว่างขาเดรนกับขาซอร์ส โดยxxxxxxหาค่าได้จากอัตราการเปลี่ยนแปลงxxxxxxดันเอาท์พุต ต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสเอาท์พุต xxxxxxเขียนสมการได้ดังนี้

rd= ∆ID

∆VDS

…7.44

เมื่อ rd คือ ค่าความต้านทานเอาท์พุตหรือเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ มีหน่วยเป็นโฮห์ม (Ω)

∆VDS คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่เดรนและซอร์ส มีหน่วยเป็นโวลท์ (V)

∆ID คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงกระแสเดรน มีหน่วยเป็นแอมป์แปร (A) และนอกจากนี้ยังxxxxxxหาค่าได้จาก Data Sheet ของดีพลีชั่นมอสเฟต โดยจะบอกเป็นค่า เอาท์พุตแอดมิตแตนซ์ (yos) ซึ่งเป็นค่าความนําทางเอาท์พุต ซับสริป o บอกว่าเป็นเอาท์พุตและซับสริป

s บอกว่าเป็นขาซอร์สในวงจรสมมูล หากต้องการรู้ค่าความต้านทานต้องใช้สมการดังนี้

rd = y

…7.45

เมื่อ rd คือ ค่าความต้านทานเอาท์พุตหรือเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ มีหน่วยเป็นโฮห์ม (Ω)

yos คือ ค่าความต้านทานxxxxxxxxxxxเป็นส่วนประกอบของแอดมิตแตนซ์จากค่าใน Data Sheet มีหน่วยเป็นซีเมนต์ (S)

7.8.2 องค์ประกอบการวิเคราะห์ทางไฟสลับวงจรxxxxxxxพลีชั่นมอสเฟต

7.8.2.1 อินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) คือค่าความต้านทานทางด้านอินพุตมีค่าสูงมากจึง เปรียบเทียบเป็น Open Circuit

Zi = ∞ Ω

7.8.2.2 เอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo) คือค่าความต้านทานทางด้านเอาท์พุตหาได้จากค่า แอดมิตแตนซ์ ซึ่งเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

Zo= rd = y

ตัวอย่างที่ 7.5 จากวงจรในรูปที่ 7.36 กําหนดให้ VGS=0.5 V , ID=8 mA จงคํานวณหาค่า

(1) ค่าของ gm เปรียบเทียบกับ gm0

(2) หาค่าของ rd

(3) เขียนวงจรสมมูลกระแสสลับ

(4) ค่า Zi

(5) ค่า Zo

(6) ค่า AV

IDSS = 6 mA

VP = -4 V

1.8 kΩ

150 Ω

VDD = 18 V

รูปที่ 7.36 วงจรไบอัสแบบแบ่งแรงดัน

วิธีทํา (1) ค่าของ gm ได้จากสมการที่ 7.41 และหาค่า gm0 ได้จากสมการที่ 7.42 จากสมการที่ 7.42 ค่า VGS(off)=Vp แทนค่าลงในสมการได้ดังนี้

gm0

= 2IDSS

|VGS(off)|

2(6 mA)

gm0= 4 V

gm0 = 3 mS ตอบ

จากสมการที่ 7.41 หาค่า gm ได้ดังนี้

gm= gm0

[1- VGS ]

VGS(off)

gm= (3 mA) [1-

0.5 V]

-4 V

gm=(3 mA)[1+0.875]

gm=5.62 mS ตอบ

(2) หาค่าความต้านทานทางด้านเอาท์พุต (rd)

rd= y

(3) เขียนวงจรสมมูลกระแสสลับ

rd= 10 µS

rd=100 kΩ ตอบ

G

+

gmVgs

R1

R2 Vgs

-

rd

RD

Vo

-

+

Vi

-

(4) หาค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Xx)

รูปที่ 7.37 วงจรสมมูลกระแสสลับ

Zi=R1//R2

(110 MΩ)(10 MΩ)

Zi=

110 MΩ+10 MΩ

(5) หาค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo)

Zi=9.17 M Ω ตอบ

Zo=rd//RD

(100 kΩ)(1.8 kΩ)

Zo=

100 kΩ+1.8 kΩ

(6) ค่าอัตราขยายแรงดัน (AV)

Zo=1.77 kΩ

Zo=1.8 kΩ ตอบ

เนื่องจาก rd≥10RD,100 k Ω≥10(1.8 k Ω)

AV≅-gmRD

AV≅-(5.62 mS)(1.8 kΩ)

AV≅-10.16 ตอบ

7.9 การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

แบบจําxxxวงจรสมมูลทางด้านไฟสลับของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตดังแสดงในรูปที่ 7.38

Vgs

g V

m gs

รูปที่ 7.38 วงจรสมมูลทางด้านไฟสลับของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

ในการวิเคราะห์กระแสสลับของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต สมการการหาค่า gmจะได้มาจาก ความxxxxxxxxระหว่างกระแสเดรน (ID) และแรงดันใช้ควบคุม (VGS) จากสมการ ดังนี้

ID = K(VGS-VGS(th))2

เนื่องจาก gm จะถูกกําหนดโดย

g = ∆ID

m ∆VGSD

ซึ่งxxxxxxใช้xxxxxxxxของสมการถ่ายโอน (Transfer Equation) เพื่อกําหนด gm ที่จุดการทํางาน ดังนี้

g = dId m dVGS

gm=

g =K

K(VGS (V

-VGS(th))2

-V )2

m dVGS

GS GS(th)

gm=2K(VGS-VGS(th))

(VGS-VGS(th))

gm=2K(VGS-VGS(th))

gm= 2K(VGS-VGS(th))(1-0)

…7.46

เมื่อ K เป็นค่าxxxxxซึ่งxxxxxxกําหนดจากจุดการทํางานทั่ว ๆ ไป ซึ่งเป็นข้อมูลจาก Data Sheetของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตเพื่อทําการวิเคราะห์ทางด้านกระแสสลับจะเป็นลักษณะxxxxเดียวกับ ดีพลีชั่นมอสเฟต

7.10 การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตแบบวงจรไบอัส ป้อนกลับที่เดรน (Drain Feedback Bias)

จากวงจรในรูปที่ 7.39 เป็นวงจรไบอัสป้อนกลับที่เดรนของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต โดยที่อ้าง ถึงจากการวิเคราะห์กระแสตรง (DC) เมื่อ RG จะถูกแทนที่ด้วยการลัดวงจร เนื่องจาก IG=0 A และ ดังนั้น VRG=0 V อย่างไรก็ตามในกรณีกระแสสลับ (AC) จะให้อินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) สูง ที่สําคัญระหว่าง Vo และ Vi ขั้วต่ออินพุตและขั้วต่อเอาท์พุตจะถูกต่อเข้าด้วยกันโดยตรงและมีผลทําให้ Vo=Vi

VDD

Zi S

รูปที่ 7.39 วงจรไบอัสป้อนกลับที่เดรนของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

g V

m gs

รูปที่ 7.40 วงจรสมมูลกระแสสลับของวงจรไบอัสป้อนกลับที่เดรนของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

จากรูปที่ 7.40 เป็นวงจรสมมูลกระแสสลับของวงจรไบอัสป้อนกลับที่เดรนของเอนฮานซ์เมนต์ มอสเฟตจะเห็นxxx xxxตัวต้านทาน RF จะxxxxxxอยู่ในส่วนของกรอบสี่เหลี่ยม เพื่อกําหนดของเขตของวงจร สมมูลแต่จะถูกต่อโดยตรงระหว่างวงจรทางด้านอินพุตและเอาท์พุต

วงจรสมมูลกระแสสลับของวงจรไบอัสป้อนกลับที่เดรนของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต จากในรูปที่

7.40 xxxxxxวิเคราะห์หาค่าพารามิเตอร์ Zi , Zo และ AV ของวงจรได้ดังนี้

7.10.1 หาค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi) จากกฎกระแสของxxxxxชอฟฟ์กับวงจรทางด้านxxxxxxxxxxxตําแหน่งโหมด D ในรูปที่ 7.40 จะได้

I = g V +

i m gs

rd//RD

และ Vgs= Vi

เพื่อให้

I = g V +

i m i

rd//RD

I -g

V = Vo

i m i

rd//RD

แต่

(Ii-gmVi)(rd//RD) = Vo

Vo= (Ii-gmVi)(rd//RD)

I = Vi-Vo

i RF

I = Vi-(Ii-gmVi)(rd//RD)

i RF

ดังนั้นจะได้ว่า

IiRF = Vi-(Ii-gmVi)(rd//RD)

IiRF = Vi-(rd//RD)Ii+(rd//RD)gmVi IiRF+(rd//RD)Ii = Vi+(rd//RD)gmVi

Zi= Ii = 1+(rd//RD)g

Vi RF+(rd//RD)

Ii[RF+(rd//RD)] = Vi[1+(rd//RD)gm]

…7.47

โดยทั่วไป RF≫rd//RD จะได้

Z = Vi ≅ RF

สําหรับ rd≥10RD จะได้

x Xx

1+(rd//RD)gm

…7.48

Zi= I

≅

1+g R

m D

7.10.2 หาค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo)

เมื่อแทน Vi=0 V ซึ่งจะทําให้ Vgs=0 V และ gmVgs=0 พร้อมกับการลัดวงจรจากขาเกต (G) ไป ยังกราวด์ดังแสดงในรูปที่ 7.41 โดย RF , rd และ RD จะต่อขนานกัน

Zo=RF//rd//RD

…7.49

gmVgs = 0 mA

Vgs = 0 V

รูปที่ 7.41 การกําหนด Zo

โดยทั่วไป RF จะมีค่ามากกว่า rd//RD นั่นคือ

Zo ≅ rd//RD

เมื่อ rd≥10RD จะได้

Zo ≅ RD

…7.5

7.10.3 หาค่าอัตราขยายแรงดัน (AV) จากกฎกระแสของxxxxxชอฟฟ์ที่ตําแหน่งโหนด D ในรูปที่ 7.40 จะได้ว่า

I =g V

+ Vo

i m gs

rd//RD

แต่ Vgs =Vi

และ I = Vi-Vo

ดังนั้น

Vi-Vo RF

Vi Vo

= g V + Vo m i rd//RD

F RF

o Vo

= gmVi+

rd//RD

rd//RD RF

= -gmVi

Vo [

1 1

+ ] =Vi [

-gm]

และ

rd//RD RF

[

Vo RF

-gm]

AV= V = 1 1

แต่

i [

1 1 1

+ =

//RD

+ RF]

และ

rd//RD RF RF//rd//RD

ดังนั้น

gm≫

…7.51

AV = -gm(RF//rd//RD)

AV ≅ -gmRD

เนื่องจากโดยทั่วไป RF≫rd//RD และถ้า rd≥10RD จะได้

…7.52

ตัวอย่างที่ 7.6 จากวงจรในรูปที่ 7.42 กําหนดให้ VGS=5.4 V, ID=2.5 mA, k=0.24×10-3A/V2 กับ

ID(on)=6 mA จงคํานวณหาค่าต่าง ๆ ดังนี้

(1) ค่าของ gm

(2) ค่าของ rd

(3) ค่าของxxxxxแดนซ์ (Zi) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

(4) ค่าของxxxxxแดนซ์ (Zo) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

(5) ค่าของอัตราขยายแรงดัน (AV) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

ID(ON) = 6 mA

VDD = 12 V

VGS(ON) = 8 V

10 MΩ

2 kΩ

Zi S

รูปที่ 7.42 วงจรไบอัสป้อนกลับที่เดรนของเอนฮานซ์เมนซ์มอสเฟต

วิธีทํา (1) ค่าของ gm

(2) ค่าของ rd

gm=2K(VGS-VGS(th))

gm=2(0.24×10-3A/V2)(5.4 V-3 V)

gm=1.15 mS ตอบ

rd= y

r = 1

20 µS

rd=50 kΩ ตอบ

(3) ค่าของxxxxxแดนซ์ (Zi) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

ขณะที่มี rd

Z = RF+(rd//RD)

i 1+(rd//RD)gm

10 MΩ+(50 kΩ//2 kΩ)

Zi= 1+(50 kΩ//2 kΩ)(1.15 mS)

10 MΩ+(1.92 kΩ)

Zi=

2.21

Zi=4.52 MΩ ตอบ

ขณะไม่มีผลกระทบ rd

Z ≅ RF

i 1+gmRD

10 MΩ

Zi≅ 1+(1.15 mS)(2 kΩ)

Zi≅3.03 MΩ ตอบ

(4) ค่าของxxxxxแดนซ์ (Zo) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

ขณะที่มี rd

ขณะไม่มีผลกระทบ rd

Zo=RF//rd//RD

Zo=10 MΩ//50 kΩ//2 kΩ Zo=49.75 kΩ//2 kΩ

Zo=1.92 kΩ ตอบ

Zo ≅ RD

Zo ≅ 2 kΩ ตอบ

(5) ค่าของอัตราขยายแรงดัน (AV) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

ขณะที่มี rd

ขณะไม่มีผลกระทบ rd

AV = -gm(RF//rd//RD)

AV = - (1.15 mS) (10 MΩ//50 kΩ//2 kΩ) AV = - (1.15 mS) (1.92 kΩ)

AV = -2.20 ตอบ

AV ≅ -gmRD

AV ≅ - (1.15 mS)(2 kΩ)

AV ≅ -2.3 ตอบ

7.11 การวิเคราะห์วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต แบบวงจรไบอัสแบ่ง ดัน

จากวงจรในรูปที่ 7.43 เป็นวงจรไบอัสแบ่งดันของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

VDD

รูปที่ 7.43 วงจรไบอัสแบ่งดันของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

Vgs

gmVgs

รูปที่ 7.44 วงจรสมมูลกระแสสลับวงจรไบอัสแบ่งดันของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

จากวงจรสมมูลกระแสสลับของวงจรไบอัสแบ่งดันของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตในรูปที่ 7.44 xxxxxxวิเคราะห์หาค่าพารามิเตอร์ Zi , Zo และ AV ของวงจรได้ดังนี้

7.11.1 หาค่าอินพุตxxxxxแดนซ์ (Zi)

Zi=R1//R2

Zo=rd//RD

Zo≅RD

7.11.2 หาค่าเอาท์พุตxxxxxแดนซ์ (Zo) สําหรับ rd≥10RD จะได้

A = =-g (r //R )

d D

7.11.3 หาค่าอัตราขยายแรงดัน (AV)

A = ≅

-g R

m D

สําหรับ rd≥10RD จะได้

…7.53

…7.54

…7.55

…7.56

…7.57

7.12 การออกแบบวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต

ในการออกแบบการให้ไบอัสเจเฟตนั้น จะต้องนํากราฟคุณสมบัติของเฟตเบอร์ที่ต้องการ ออกแบบมาช่วยในการวิเคราะห์ปรับจุดการทํางานของเจเฟตในวงจรไบอัสตนเอง การหาค่าจุดทํางาน (Q-Point) ของเจเฟตคือ การหาค่ากระแสเดรน (ID) และค่าแรงดันเกต (VGS)

xxxxxxกําหนดค่าความต้านทานxxxxxxต่อระหว่างขาซอร์สกับกราวด์ (RS) ได้ดังนี้

R = | |

…7.58

ค่าแรงดัน VGS และค่ากระแส ID xxxxxxคํานวณได้ 2 วิธีคือ การหากราฟคุณลักษณะการถ่าย โอน (Transfer Characteristic Curve) ของเจเฟตหรือหาได้ โดยใช้ค่า IDSS และ VGS(off) ซึ่งเป็นค่าจาก คู่มือการใช้งานของเฟต

ตัวอย่างที่ 7.7 จากรูปที่ 7.45 เป็นกราฟคุณลักษณะการถ่ายโอนของเจเฟต N-Channel J-FET เบอร์ หนึ่ง จงคํานวณหาค่า RS ของวงจรไบอัสตัวเอง (Self Bias)

ID(mA)

VGS(V)

6.25

-5

-10 -5

GS(off)

รูปที่ 7.45 กราฟคุณลักษณะการถ่ายโอนของเจเฟต N - Channel

วิธีทํา จากกราฟในรูปที่ 7.45จะได้ค่า ID=6.25 mA เมื่อ VGS=-5 V หาค่า RS ได้จากสมการที่ 7.58

RS=

|VGS|

- 5 V RS= |6.25 mA|

RS=|-800|

RS=800 Ω ตอบ

ตัวอย่างที่ 7.8 วงจรไบอัสเจเฟต P - Channel J-FET แบบไบอัสตนเอง (Self Bias) ที่ IDSS = 20 mA

และ VGS(off)=12 V ที่แรงดัน VGS=4 V จงคํานวณหาค่า ค่า RS ของวงจร

วิธีทํา จากสมการ

ID = IDSS [1- V

VGS 2

]

GS(off)

4 V 2

ID = (20 mA) [1- 12 V]

หาค่า RS ได้จากสมการ

ID = (20 mA) [1-0.333]2

ID = 8.88 mA

RS =

|VGS|

4 V

RS= |8.88 mA| RS=|450|

RS=450 Ω ตอบ

การไบอัสที่จุดxxxxxxxx (Midpoint Bias) การไบอัสเจเฟตให้จุดการทํางานอยู่xxxxxxxxxxxของ กราฟคุณลักษณะการถ่ายโอนนั้น จะเป็นผลให้ ID=IDSS/2 เมื่อ VGS=VGS(off)/3.414 กรณีนี้การแกว่ง ของกระแสเดรนจะxxxxxxทําxxxxxxสูงสุดจากค่า IDSS จนถึง 0 mA ดังนี้

ID =IDSS [1- V

VGS 2

]

GS(off)

ID =IDSS [1-

VGS(off)/3.414 2

]

VGS(off)

ID =IDSS[1-0.2929]2 ID =IDSS (0.707)2

ID ≈ 0.5 IDSS

เมื่อกําหนดให้ VGS=VGS(off)/3.414 จะเป็นผลให้จุดการทํางานของเจเฟตอยู่ที่xxxxxxxxxxxของ กราฟคุณสมบัติการถ่ายโอน

ดังนั้น VD

เป็น VD ที่จุดการทํางานxxxxxxxxxxx

= VDD

ตัวอย่างที่ 7.9 จากวงจรดังรูปที่ 7.46 กําหนดจุดการทํางานของเจเฟตอยู่xxxxxxxxxxx โดยเจเฟตมีค่า

IDSS=20 mA, VGS=VGS(off)=-6 V เลือกค่า VD=3V จงหาค่าตัวต้านทานxxxxxxทราบค่าในวงจรดังนี้

(1) ID

(2) VGS

(3) RS

(4) RD

(5) RG

+12 V

G D

วิธีทํา ที่จุดxxxxxxxx

รูปที่ 7.46 วงจรไบอัสเจเฟตแบบ Self Bias

ID≈0.5 IDSS ID≈0.5 (20 mA)

ID≈10 mA ตอบ

VGS

= VGS(off) 3.414

-6 V

VGS= 3.414

VGS=-1.757 ตอบ

หาค่า RS ได้ดังนี้

RS=

|VGS|

หาค่า RD ได้ดังนี้

-1.757 V

RS= | 10 mA |

RS=175 Ω (180 Ω) ตอบ

จากสมการ VD=VDD-IDRD

xxxxxxหา RD ได้ดังนี้

R = VDD-VD D ID

12 V-4 V

RD=

10 mA

RD=800 Ω (820 Ω) ตอบ

การเลือกค่า RG ควรเลือกให้มีค่าใกล้เคียงกับค่าความต้านทานอินพุตของเจเฟต (ซึ่งมีค่าเป็น MΩ) เนื่องจาก RG จะขนานกับความต้านทานทางอินพุตของเจเฟต ตอบ

ตัวอย่างที่ 7.10 จากวงจรในรูปที่ 7.47 กําหนดค่าดังนี้ VGS(th)=3 V, ID=1.5 mA , VDS=4.5 V และ

K=0.1 mA/V2 จงคํานวณหาค่าตัวต้านทาน RD และ RS

VDD = 5 V

RS VSS = -5 V

รูปที่ 7.47 วงจรการไบอัสxxxxxเฟต

วิธีทํา เนื่องจากทราบค่า K ของxxxxxเฟตทําการย้ายข้างสมการเพื่อหาค่า VGS ได้ดังนี้

ID=K[VGS-VGS(th)]2

VGS

=√ID +V K

GS(th)

VGS

=√ 1.5 mA

0.1 mA/V2

+3 V

VGS=4.24 V

เมื่อได้ค่า VGS=4.24 V จากวงจรจะเห็นว่าที่ขาเกตมีแรงดัน VG=0 V ดังนั้นแรงดันที่ขาซอร์ส

VS จะมีค่าเท่ากับ -4.24 V

และจาก VDS = VD- VS

ดังนั้น VD = VDS + VS

VD = 4.5 V + (-4.24 V) VD = -0.26 V

จากนั้นหาค่าตัวต้านทาน RD

RD = RD =

VDD-VD ID

5 V-(-0.24 V)

1.5 mA

RD = 3.49 kΩ ตอบ

และหาค่าตัวต้านทาน RS

R = VS - VSS S ID

(-4.24 V) - (-5 V)

RS =

1.5 mA

RS = 506.6 Ω ตอบ

สรุป

ข้อดีของวงจรขยายสัญญาณด้วยเฟต คือ

1. เนื่องจาก input Diode (PN Junction) อยู่ในสภาวะ Reverse Bias ทําให้กระแส input มี ค่าใกล้เคียงศูนย์ ZIN ของวงจรสามารถทําให้มีค่าสูง ๆ ได้ (เป็น MΩ) ยกเว้นวงจร Common Gate

2. ใช้เป็น Low noise Amplifier ได้ดีเนื่องจากกระแส input มีค่าน้อยมากทําให้ไม่มี shot noise เกิดขึ้นในวงจร input

3. การไหลของ ID เกิดขึ้นเนื่องจากสนามไฟฟ้า จึงเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าการไหลของ IC ซึ่งเกิดจาก การ Diffuse ข้าม Junction FET จึงสามารถไปใช้งานกับความถี่สูงได้

ข้อเสียของวงจรขยายสัญญาณด้วยเฟต คือ มี อัตราขยายแรงดันต่ํา

มอสเฟต คืออุปกรณ์สารกึ่งตัวนําที่ถูกนําไปต่อเป็นวงจรขยายสัญญาณ และวงจรสวิตช์ อิเล็กทรอนิกส์ กระแสที่ไหลผ่านตัวมอสเฟตจะถูกควบคุมด้วยแรงดัน VGS วงจรขยายด้วยมอสเฟตมี จํานวน 3 วงจร ได้แก่ วงจรขยายคอมมอนซอส วงจรขยายคอมมอนเกต และวงจรขยายคอมมอนเดรน อัตราขยายของวงจรจะขึ้นอยู่กับค่า gm ของมอสเฟต และค่า RD การประยุกต์ใช้มอสเฟตเป็นสวิตช์ อิเล็กทรอนิกส์จะถูก นําไปใช้ในวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ชิ่ง และวงจรอินเวอร์เตอร์

แบบฝึกหัด

แบบฝึกหัดหน่วยที่ 7 การวิเคราะห์การทํางาน และการออกแบบวงจรขยาย สัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต (FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

คําสั่ง จงตอบคําถามให้สมบูรณ์และถูกต้อง ใช้เวลาทําแบบฝึกหัด 20 นาที (คะแนนเต็ม 10 คะแนน)

1. จงคํานวณหาค่า gm0 ของ J-FET ที่มีค่าพารามิเตอร์ดังนี้ IDSS=12 mA และ VP=-4 V

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

2. จงคํานวณหาค่าของ IDSS ถ้า VP=-2.5 V โดย J-FET ที่มีค่าพารามิเตอร์ดังนี้ gm=6 mS ที่ VGSQ = -1 V

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

3. จงคํานวณหาค่า gm

เมื่อ I

DSS

=8 mA และ VP

=-5 V และ V

GSQ

= VP 4

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

4. จากรูปที่ 1 ถ้ากําหนดให้ IDSS=10 mA และ VP=-6 V และ rd=40 kΩ จงคํานวณหาค่าดังต่อไปนี้

(1) ค่าอินพุตอิมพีแดนซ์ (Zi)

(2) ค่าเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ (Zo)

(3) ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

18 V

D

1.8 kΩ

C2

RD

Vi

C1

G

Zi

RG

10 MΩ

S

ZO

1.5 V

-

+

Vo

รูปทึ่ 1 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบ Fixed Bias

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

5. จากรูปที่ 2 ถ้ากําหนดให้ VGSQ=-2.6 V จงคํานวณหาค่าดังต่อไปนี้

(1) ค่าอินพุตอิมพีแดนซ์ (Zi)

(2) ค่าเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ (Zo)

(3) ค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

= 12 mA

= -3 V

82 MΩ

2 kΩ

11 MΩ

610 Ω

VDD = 20 V

Idss VP

รูปที่ 2 วงจรขยายสัญญาณเจเฟตแบบ Voltage Divider

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

6. จากรูปที่ 3 วงจรไบอัสดีพลีชั่นมอสเฟตแบบ Zero Biasing กําหนดค่าดังนี้ VGS(off)=-6 V และ IDSS=8 mA จงคํานวณหาค่าแรงดันระหว่างขาเดรนและซอร์ส

+12 V

D

G

RG

10 MΩ

S

RD

VDS RS

รูปที่ 3 วงจรไบอัสดีพลีชั่นมอสเฟตแบบ Zero Biasing

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

7.จากรูปที่ 4 กําหนดค่าดังนี้ ID(on)=3 mA ที่ VGS=6 V และ VGS(th)=2 V จงคํานวณหาค่า VGS และ

VDS

VDD = 12 V

R1

10 MΩ

R2

4.7 MΩ

RD

1 kΩ

รูปที่ 4 จงจรไบอัสแบบแบ่งแรงดันของเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟต

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

8. จากวงจรในรูปที่ 7.52 กําหนดให้ VGS=6 V, ID=3 mA, K=0.3×10-3A/V2 จงคํานวณหาค่าต่างดังนี้

(1) ค่าของ gm

(2) ค่าของ rd

(3) ค่าของอิมพีแดนซ์ (Zi) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

(4) ค่าของอิมพีแดนซ์ (Zo) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

(5) ค่าของอัตราขยายแรงดัน (AV) ขณะที่มีและไม่มีผลกระทบ rd

VGS(ON) = 8 V

RF 10 MΩ

RD

C2

C1

D

G

Zn

Zi

S

ID(ON) = 6 mA

VDD = 15 V

VO

Vi

รูปที่ 5 วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของเอนฮานซ์เมนต์แบบไบอัสป้อนกลับที่เดรน

………………………………………………………………………………………………………………………………………....

แบบทดสอบหลังเรียน

หน่วยที่ 7 การวิเคราะห์การทํางาน และการออกแบบวงจรขยาย สัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต (FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

คําชี้แจง

1. จงทําเครื่องหมายกากบาท (X) เลือกคําตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว

2. แบบทดสอบมีจํานวน 10 ข้อ ใช้เวลาทําแบบทดสอบ 10 นาที

***********************************************************

1. ข้อใดคือค่า gm เมื่อ IDSS = 8 mA, VP = - 5 V และ VGSQ = 4

ก. 2.4 mS

ข. 2.6 mS

ค. 2.8 mS

ง. 3.2 mS

จ. 3.8 mS

2. จากวงจรในรูปที่ 2 กําหนดให้ VGS = 0.5 V, ID = 6 mA จงคํานวณหาค่าอินพุตอิมพีแดนซ์

IDSS = 6 mA VGA(off) = -3 V

y = 20 mS

R1 100 MW

2 kW

10 MW

180 W

VDD = 20 V

รูปที่ 1 วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กของดีพลีชั่นมอสเฟต ประกอบโจทย์ข้อที่ 2

ก. 8.11 MΩ

ข. 9.09 MΩ

ค. 10 MΩ

ง. 11 MΩ

จ. 12 MΩ

3. จากรูปที่ 3 ข้อใดคือค่าอินพุตอิมพีแดนซ์ (Zi)

12 V

3.3 kΩ C

1 G D VO

Zi S

10 MΩ

1.1 kΩ

ก. 3 MΩ

ข. 5 MΩ

ค. 10 MΩ

ง. 15 MΩ

จ. 18 MΩ

รูปที่ 2 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 3

4. จากรูปที่ 3 ข้อใดคือค่าเอาท์พุตอิมพีแดนซ์ (ZO)

IDSS = 9 mA VP = - 4.5 V

rd = 40 kΩ

20 V

C1 D

Vi C2

Z S VO

i RG RS

10 MΩ

2.2 kΩ ZO

ก. 326 Ω

ข. 341 Ω

ค. 353 Ω

ง. 393 Ω

จ. 412 Ω

รูปที่ 3 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 4

5. จากวงจรในรูปที่ 4 กําหนดค่าดังนี้ ID(on) = 3 mA ที่ VGS = 6 V และ VGS(th) = 2 V จงคํานวณหาค่า VGS มีค่าตรงกับข้อใด

VDD = 12 V

10 MΩ

4.7 MΩ

1 k Ω

รูปที่ 4 วงจรไบอัสเอนฮานซ์เมนต์มอสเฟตแบบแบ่งแรงดัน ประกอบโจทย์ข้อที่ 5

ก. 2.25 V

ข. 3.84 V

ค. 4.91 V

ง. 5.28 V

จ. 6.51 V

6. จากรูปที่ 5 ข้อใดคือค่าอัตราการขยายแรงดัน (AV)

IDSS = 8 mA

VP = - 2.8 V

rd = 40 kΩ

15 V

3.3 kΩ

1.5 k

Vi VO

รูปที่ 5 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 6

ก. 5.66

ข. 5.71

ค. 6.02

ง. 6.73

จ. 7.41

7. จากรูปที่ 6 กําหนดให้ VGS = 4.66 V, IDQ = 3 mA, k = 0.4 x 10-3 A/V2 และมีสัญญาณที่ใช Vi = 0.8 mV จงคํานวณหาค่าแรงดันเอาท์พุตมีค่าเท่ากับข้อใด

+ 18 V

R1 RD

IDSS = 6 mA VGS(th) = 3 V

rd = 40 kΩ

+5 V

40 MΩ

10 MΩ

3.3 kΩ

1.2 kΩ

C2 Output

ก. – 2.67 V

40 KΩ

ข. – 2.99 V

ค. – 3.12 V

ง. – 3.51 V

จ. – 4.08 V

ใช้รูปที่ 7 ตอบคําถามข้อที่ 8-9

รูปที่ 6 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 7

IDSS = 6 mA

VP = -4 V

110 MΩ

1.8 kΩ

10 MΩ

150 Ω

VDD = 18 V

รูปที่ 7 ประกอบโจทย์ข้อ 8 – 9

8. จากรูปที่ 7 จงคํานวณหาค่า gm0 มีค่าตรงกับข้อใด ก. 3 mS

ข. 4 mS

ค. 4.62 mS

ง. 5 mS

จ. 5.62 mS

9. จากรูปที่ 7 จงคํานวณหาค่า Zi มีค่าตรงกับข้อใด ก. 8 MΩ

ข. 8.17 MΩ

ค. 9 MΩ

ง. 9.17 MΩ

จ. 10 MΩ

10. จากวงจรกําหนดให้ VGS = 6 V, ID = 3 mA, k = 0.3 x 10-3 A/V2 จงคํานวณหาค่าของเอาท์พุต อิมพีแดนซ์ (ZO) ขณะที่ไม่มีผลกระทบ rd ตรงกับข้อใด

ID(on) = 6 mA

VDD = 15 V

VGS(on) = 8 V

VGS(th) = 3 V yOS = 10 μS

RF =10 MΩ

R = 2.2 k

รูปที่ 8 วงจรประกอบโจทย์ข้อที่ 10

ก. 2.2 kΩ

ข. 19 kΩ

ค. 22 kΩ

ง. 1 MΩ

จ. 10 MΩ

บรรณานุกรม

เจน สงสมพันธุ์. เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ 3 วงจรอิเล็กทรอนิกส์. ปทุมธานี : สถาบัน อิเล็กทรอนิกส์ กรุงเทพรังสิต. 2552.

นภัทร วัจนเทพพินทร์. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์. สกายบุ๊กส์. 2538.

ทรงพล กาญจนชูชัย. อุปกรณ์สารกึ่งตัวนํา. กรุงเทพฯ : จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 2556. ธนันต์ ศรีสกุล. พื้นฐานการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์. กรุงเทพฯ: วิตตี้ กรุ๊ป. 2552. สุคนธ์ พุ่มศรี. การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์. พิมพ์ครั้งที่ 1. นนทบุรี: ศูนย์ส่งเสริมอาชีวะ,

2558.

สายัณต์ ชื่นอารมณ์. วิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์. กรุงเทพฯ:ศูนย์ส่งเสริมวิชาการ. 2552. Albert Malvino and David J. Bates. Electronic Principles. Seventh Edition.New

York: McGraw-Hill. 2007.

Robert Boylestad and Louis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit Theory, Seventh Edition: New Jersey. Prentice Hall.

	ใบงานที่ 7.1	หน่วยที่ 7
	รหัสวิชา 3105-1003 วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์	สอนครั้งที่ 1
	ชื่อหน่วย การวิเคราะห์การทํางานและการออกแบบวงจรขยาย สัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต (FET Small Signal Analysis And Design Circuit)	คาบรวม 10
ชื่อเรื่อง วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเจเฟต		จํานวนคาบ 3

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม

1. ต่อวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยเจเฟตเพื่อทดลองตามใบงานได้อย่างถูกต้อง

2. วัด อ่านค่า แรงดันและกระแสในวงจรตามที่ใบงานกําหนดได้อย่างถูกต้อง

3. คํานวณค่าพารามิเตอร์ของวงจรขยายสัญญาณด้วยเจเฟตได้อย่างถูกต้อง

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม (จิตพิสัย) ที่มีการบูรณาการตามปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง

1. ความรับผิดชอบ

2. ความมีวินัย

3. การตรงต่อเวลา

4. ความมีมนุษย์สัมพันธ์

5. ความรู้และทักษะวิชาชีพ

6. ความสนใจใฝ่หาความรู้

7. การพึ่งตัวเอง

8. มีความเพียร

9. รู้รักสามัคคี

10. การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้า

เครื่องมือและอุปกรณ์

1. ดิจิตอลมัลติมิเตอร์หรือแอนะล็อกมัลติมิเตอร์	2 เครื่อง
2. แหล่งจ่ายไฟตรงแบบปรับค่าได้ 0-30 V 3 A	1 เครื่อง
3. ออสซิโลสโคป	1 เครื่อง
4. ฟังชั่นเจนเนอร์เรเตอร์	1 เครื่อง
5. ตัวตานทานคงที่ 10 kΩ, 2 kΩ, 50 kΩ และ 100 kΩ ; 0.5 W อยางละ	1 ตัว
6. ตัวเก็บประจุ 0.1 μF, 1 μF , 47 μF 16V อยางละ	1 ตัว
7. เจเฟตเบอร์ BF 245	1 ตัว
8. แผงประกอบวงจรและสายตอวงจร	1 ชุด

ลําดับขั้นตอนในการปฏิบัติใบงาน

1. ต่อวงจรดังรูปที่ 7.1.1 ยังไม่ต้องป้อนอินพุต

2. วัดค่ากระแส ID = และแรงดันไบอัส VGS=

+15 V

RD

10 kΩ

I

D C2

0.1 μ F

C1

0.1 μ F

G D

Vin

RG

10 k Ω

S

R

RL

10 k Ω

C3

2 k Ω

47μF

รูปที่ 7.1.1 แสดงการต่อวงจรข้อ 1

3. ป้อนอินพุตให้กับวงจรความถี่ sine 1kHz โดยปรับให้มีขนาดสูงที่สุดและเอาต์พุตยังเป็น รูป sine ทําการวัดค่า Vin = , Vout = , AV =

4. คํานวณค่า AV= , Zin = , Zout= ของวงจรในรูป

5. เปลี่ยนค่า RG ตามตารางที่ 7.1.1 ทําการวัดค่า และบันทึกผลตามตาราง ตารางที่ 7.1.1 บันทึกผลการทดลองข้อ 5

RG	10 kΩ	20 kΩ	500 kΩ
Zin (วัด)
Zin (คํานวณ)
AV (วัด)
AV (คํานวณ)

6. ต่อวงจรตามรูปที่ 7.1.2

+15 V

RD

10 kΩ

I

D C2

1 μ F

C1

0.1 μ F

G D

Vin

RG 100 kΩ

S

R

RL

10 k Ω

C3

2 k Ω

47μF

รูปที่ 7.1.2 แสดงการต่อวงจรข้อ 6

8. ทําซ้ําตามขั้นตอนในข้อที่ 3 – 4 บันทึกผล

Vin = , Vout = , AV = AV= , Zin = , Zout=

8. ต่อวงจรตามรูปที่

ผลการวัด ผลการคํานวณ

15 V

Vin

C1 4.7 μF

- +

RD 10 kΩ

C2 0.1 μF

RS

2 kΩ

RL 50 kΩ

รูปที่ 7.1.2 แสดงการต่อวงจรข้อ 8

9. ทําซ้ําตามขั้นตอนในข้อที่ 3 – 4 บันทึกผล

Vin = , Vout = , AV = AV= , Zin = , Zout=

ผลการวัด ผลการคํานวณ

สรุปผลการทดลอง

............................................................................................................................. .......................................

....................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .......................................

................................................................................................................................ ....................................

................................................................................................................ ....................................................

............................................................................................................................. .................................

คําถามการทดลอง

1. ค่าอัตราขยายของวงจรขยายสัญญาณด้วยเจเฟตขึ้นอยู่กับอะไร

............................................................................................................................. .......................................

................................................................................................................................................................... .

............................................................................................................................. .......................................

2. ค่าความต้านทาน Zin ของวงจรขยายสัญญาณด้วยเจเฟตขึ้นอยู่กับอะไร

............................................................................................................................. .......................................

....................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .......................................

............................................................................................................................................. .......................

3. ค่าความต้านทาน Zout ของวงจรขยายสัญญาณด้วยเจเฟตขึ้นอยู่กับอะไร

....................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .......................................

....................................................................................................................................................................

	ใบงานที่ 7.2	หน่วยที่ 7
	รหัสวิชา 3105-1003 วิชา การวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์	สอนครั้งที่ 2
	ชื่อหน่วย การวิเคราะห์การทํางานและการออกแบบวงจรขยาย สัญญาณขนาดเล็กด้วยเฟต (FET Small Signal Analysis And Design Circuit)	คาบรวม 10
ชื่อเรื่อง วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยมอสเฟต		จํานวนคาบ 3

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม

1. ต่อวงจรขยายสัญญาณขนาดเล็กด้วยมอสเฟตเพื่อทดลองตามใบงานได้อย่างถูกต้อง

2. วัด อ่านค่า แรงดันและกระแสในวงจรตามที่ใบงานกําหนดได้อย่างถูกต้อง

3. คํานวณค่าพารามิเตอร์ของวงจรขยายสัญญาณด้วยมอสเฟตได้อย่างถูกต้อง

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม (จิตพิสัย) ที่มีการบูรณาการตามปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง

1. ความรับผิดชอบ

2. ความมีวินัย

3. การตรงต่อเวลา

4. ความมีมนุษย์สัมพันธ์

5. ความรู้และทักษะวิชาชีพ

6. ความสนใจใฝ่หาความรู้

7. การพึ่งตัวเอง

8. มีความเพียร

9. รู้รักสามัคคี

10. การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้า

เครื่องมือและอุปกรณ์

1. ดิจิตอลมัลติมิเตอร์หรือแอนะล็อกมัลติมิเตอร์		2 เครื่อง
2. แหล่งจ่ายไฟตรงแบบปรับค่าได้ 0-30 V 3 A		1 เครื่อง
3. ออสซิโลสโคป		1 เครื่อง
4. ฟังชั่นเจนเนอร์เรเตอร์		1 เครื่อง
5. ตัวตานทานคาคงที่ R1, R2 500 MΩ , RD, RL 1 kΩ
และ RS 500 Ω 0.5 W	อยางละ	1 ตัว
6. ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 0.1 uF , C3 47 uF 16V	อยางละ	1 ตัว
7. มอสเฟตเบอร์ IRFZ 44N		1 ตัว
8. แผงประกอบวงจรและสายตอวงจร		1 ชุด

ลําดับขั้นตอนในการปฏิบัติใบงาน

1. ให้ต่อวงจรขยายแบบคอมมอนซอสตาม รูปที่ 7.2.1 และวัดกระแส ID และแรงดัน VDS

ID =…………………………….. VDS =……………………………..

VDD = 12V

R1 500MΩ

1 kΩ

C1 G D

+ R2 S

Vin

500MΩ

500Ω C3

รูปที่ 7.2.1 แสดงการต่อวงจรข้อ 1

2. ป้อนสัญญาณขนาด 100 mVp มีความถี่ 1 kHz วัด และวาดภาพสัญญาณอินพุตลงในรูป รูปที่ 7.2.2 เทียบกับผลการทดลองทางด้านเอาต์พุตรูปที่ 7.2.3 พร้อมทั้งระบุค่าต่าง ๆ ให้ชัดเจน

Vin=…………………………….. Vout =…………………………….. IL = ……………………………..

รูปที่ 7. 2.2 สัญญาณอินพุตที่วัดได้ข้อ 2

รูปที่ 7.2.3 สัญญาณเอาต์พุตที่วัดได้ข้อ 2

3. ให้คํานวณหาค่าความต้านทานด้านอินพุต (Zin) และเอาต์พุต (Zout) อัตราการขยาย แรงดัน (AV) อัตราการขยายกระแส (AI) และอัตราการขยายกําลัง (AP) เมื่อต่อความต้านทาน 1 kΩ ที่ เอาต์พุต

4. ให้ต่อวงจรขยายแบบคอมมอนเกตตาม รูปที่ 7.2.4 และวัดกระแส ID และแรงดัน VDS

ID =…………………………….. VDS =……………………………..

C1 M1

1kΩ

500 k Ω

500 Ω

S RS

500 Ω

5002 k Ω

VDD = 12V

Vin

รูปที่ 7.2.4 แสดงการต่อวงจรข้อ 5

5. ป้อนสัญญาณขนาด 100 mVp มีความถี่ 1 kHz วัด และวาดภาพสัญญาณอินพุต เทียบกับ เอาต์พุตลงในรูปผลการทดลอง พร้อมทั้งระบุค่าต่าง ๆ ให้ชัดเจน

Vin=…………………………….. Vout =…………………………….. IL = ……………………………..

รูปที่ 7.2.5 สัญญาณอินพุตที่วัดได้ข้อ 5

รูปที่ 7.2.6 สัญญาณเอาต์พุตที่วัดได้ข้อ 5

6. ให้คํานวณหาค่าความต้านทานด้านอินพุต (Zin) และเอาต์พุต (Zout) อัตราการขยาย แรงดัน (AV) อัตราการขยายกระแส (AI) และอัตราการขยายกําลัง (AP) เมื่อต่อความต้านทาน 1 kΩ ที่เอาต์พุต

7. ให้ต่อวงจรขยายแบบคอมมอนเดรนตาม รูปที่ 7.2.7 และวัดกระแส ID และแรงดัน VDS ID =…………………………….. VDS =……………………………..

VDD = 12V R1

500MΩ

C1 G D

+ R2 S

Vin

500MΩ

500Ω C3

รูปที่ 7.2.7 แสดงการต่อวงจรข้อ 7

8. ป้อนสัญญาณขนาด 100 mVp มีความถี่ 1 kHz วัด และวาดภาพสัญญาณอินพุต เทียบกับ เอาต์พุตลงในรูปผลการทดลอง พร้อมทั้งระบุค่าต่าง ๆ ให้ชัดเจน

Vin=…………………………….. Vout =…………………………….. IL = ……………………………..

รูปที่ 7.2.5 สัญญาณอินพุตที่วัดได้ข้อ 8

รูปที่ 7.2.6 สัญญาณเอาต์พุตที่วัดได้ข้อ 8

9. ให้คํานวณหาค่าความต้านทานด้านอินพุต (Zin) และเอาต์พุต (Zout) อัตราการขยาย แรงดัน (AV) อัตราการขยายกระแส (AI) และอัตราการขยายกําลัง (AP) เมื่อต่อความต้านทาน 1 kΩ ที่ เอาต์พุต

สรุปผลการทดลอง

............................................................................................................................. .......................................

....................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .......................................

................................................................................................................................ ....................................

................................................................................................................ ....................................................

............................................................................................................................. .......................................

คําถามการทดลอง

1. จากการทดลองวงจรขยายแบบคอมมอนซอส สัญญาณเอาต์พุตกับอินพุตเหมือนหรือ แตกต่างกัน อย่างไร เพราะเหตุใด

............................................................................................................................. .......................................

............................................................................................................................................... .....................

....................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .......................................

.................................................................................................................................................................. ..

2. จากการทดลองวงจรขยายแบบคอมมอนเกต สัญญาณเอาต์พุตกับอินพุตเหมือนหรือแตกต่าง กัน อย่างไร เพราะเหตุใด

............................................................................................................................. .......................................

....................................................................................................................................................................

............................................................................................................................. .......................................

3. จากการทดลองวงจรขยายแบบคอมมอนเดรน สัญญาณเอาต์พุตกับอินพุตเหมือนหรือ แตกต่างกัน อย่างไร เพราะเหตุใด

............................................................................................................................. .......................................

......................................................................................................................................... ...........................

....................................................................................................................................................................

Document Metadata

Table of Contents

FET Small Signal Analysis And Design Circuit)

Document Metadata