›
›

Bài giảng Cấu kiện điện tử và quang điện tử - Chương 5: BJT (Transistor lưỡng cực)

pdf 78 trang ngocly 1060
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cấu kiện điện tử và quang điện tử - Chương 5: BJT (Transistor lưỡng cực)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_cau_kien_dien_tu_va_quang_dien_tu_chuong_5_bjt_tra.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cấu kiện điện tử và quang điện tử - Chương 5: BJT (Transistor lưỡng cực)

  1. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Chương 5 - BJT (Transistor lưỡng cực) 1. Cấutạovàkýhiệucủa Transistor lưỡng cựctrongcácsơ đồ mạch 1.1. Cấutạo BJT loại pnp, npn, 1.2. Nguyên lý hoạt động củaBJT 1.3. Mô hình Ebers-Moll 2. Các cách mắcBJT vàcáchọđặctuyếntương ứng 3. Phân cựcchoBJT 4. Các mô hình tương đương của BJT. 5. Phân loạiBJT 6. Mộtsốứng dụng củaBJT GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 1 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  2. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 1.1. CấutạoBJT loại pnp, npn + I IC E Collector (N) Emitter (P+) VEB IB + + − Base (P) Base (N) + VCE VEC VBE − IB − Emitter (N+) I Collector (P) − E IC ƒ Transistor gồmcó2 tiếp giáp PN do 3 lớptương ứng 3 miềnphát, gốc, gópvàcó3 điệncựcnốitới3 miền: Cực Phát-E (Emitter), CựcGốc- B (Base), Cực Góp-C(Collector) ƒ BJT thuậncó3 miềnPNP, BJT ngượccó3 miềnNPN ƒ ChuyểntiếpPN giữamiền E-B là chuyểntiếp Emitter TE, giữaB-C là chuyểntiếp collector TC GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 2 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  3. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 1.1. CấutạoBJT loại pnp, npn ƒ Nồng độ pha tạpcủamiền E là khá cao, MiềnB cónồng độ vừa phảikíchthước khá mỏng, miềnC cónồng độ pha tạpthấp. Miền phát có khả năng phát xạ các hạtdẫnsang miềngốcB, miềngóp có khả năng thu nhậntấtcả các hạtdẫn đượcphátxạ từ miềnphát E qua miềngốcB tới ƒ MiềnC thường được nuôi trên phiếnbándẫn đế, có lớpbándẫn vùisâucónồng độ cao (Buried layer n++) để giảmtrị sốđiệntrở nốitiếp ƒ Độ rộng củamiềnB nhỏ hơn độ dài khuếch tán trung bình rất nhiều GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 3 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  4. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Kí hiệuvàcácdạng đóng vỏ khác nhau củaBJT GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 4 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  5. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 1.2. Nguyên lý hoạt động củaBJT ƒ Ở trạng thái cân bằng nhiệt, I qua các cực= 0 ƒ Muốn cho Transistor làm việctaphảicungcấpmột điệnápmộtchiều thích hợp cho các chân cực. Tuỳ theo điệnápđặt vào các cựcmà Transistor làm việc ở các chếđộkhác nhau: + Chếđộngắt: Hai tiếpgiápPN đều phân cựcngược. Transistor có điệntrở rấtlớnvàchỉ có mộtdòngđiệnqua cácchâncựcrấtnhỏ. + Chếđộdẫn bão hòa: Cả hai tiếpgiápPN đều phân cựcthuận. Transistor có điệntrở rấtnhỏ và dòng điệnqua nólàrấtlớn. + Chếđộtích cực: TiếpgiápBE phâncựcthuận, tiếpgiápBC phân cựcngược, Transistor làm việcnhư mộtphầntử tích cực, có khả năng khuếch đại, phát tín hiệu Là chếđộthông dụng nhấtcủaTransistor + Chếđộtích cực đảo(Chếđộđảo): TiếpgiápBE phâncựcngược, tiếpgiápBC phâncựcthuận, đây là chếđộkhông mong muốn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 5 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  6. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 1.2. Nguyên lý hoạt động củaBJT ƒ Transistor pnp và npn có nguyên lý làm việcgiống hệt nhau, chỉ có chiềunguồn điệncungcấplàngượcdấu nhau. Chỉ cầnxétvớiBJT npn, vớiloạiBJT pnptương tự ƒ Ở chếđộngắtvàchếđộdẫn bão hòa, BJT làm việcnhư mộtphầntử tuyến tính trong mạch điện. Trong BJT không có quá trình điềukhiển dòng điệnhay điệnáp. Transistor làmviệc ở chếđộnày như một khóa điệntử và nó đượcsử dụng trong các mạch xung, các mạch logic BJT - npn Các vùng làm việccủaBJT: BJT - pnp VBC VC Tích cực Bão hòa Tích cực Bão hòa đảo đảo B VBE VEB Ngắt Ngắt Tích cực Tích cực GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 6 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  7. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. BJT làm việc trong chếđộtích cực(1) EBT T C E C EBTE TC C n p n p n p VBE VBC VBE VBC -TiếpgiápBE phân cựcthuận -TiếpgiápBC phân cựcngược GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 7 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  8. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. BJT làm việc trong chếđộtích cực(2) ƒ TE phân cựcthuậnnênhạtdẫn đasố là điệntử từ miềnE được khuếch tán sang miền B qua chuyểntiếpTE, trở thành hạtdẫnthiểusố, do sự chênh lệch nồng độ chúng tiếptục khuếch tán đếnmiền chuyểntiếpTC, tại đây nó đượccuốn sang miền C (do điệntrường củatiếpgiápTC có tác dụng cuốnhạtthiểusố) ƒ Hạtdẫn đasố là lỗ trống tạimiềnB cũng khuếch tán ngượclạimiềnE nhưng không đáng kể so với dòng khuếch tán điệntử do nồng độ lỗ trống ở miềnB íthơnrất nhiều (do nồng độ pha tạpmiềnB íthơn nhiều) ƒ Điệntử khuếch tán từ E sang B làm cho mật độ điệntử rất cao ở miềnB tạivị trí gầnlớptiếp xúc TE và ởđây điệntử và lỗ trống sẽ tái hợpvới nhau ƒ Để các điệntử bị tái hợpít, ngườitachế tạophầnphát(E) cónồng độ tạp chấtlớnhơnrất nhiều so vớiphầngốc(B) → thành phần dòng điệncực phát do các điệntử tạonênlớnhơn nhiều thành phần dòng điện do các lỗ trống tạonên GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 8 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  9. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. BJT làm việc trong chếđộtích cực(3) ƒ Hiệusuấtcủacựcphát: γ -làtỉ số giữa thành phần dòng điện củahạt đasố với dòng điệncựcphát: I I BJTnpn : γ = nE = nE ≈ 0,98 ÷ 0,995 IE IpE + InE ƒ Hệ số khuếch đại dòng điệncựcpháttĩnh : αF (α0)hay còngọi là hệ số truyền đạt dòng điệncựcphát: IC * α F ==αβ0 =γ IE GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 9 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  10. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. BJT làm việc trong chếđộtích cực(4) ƒ Dòng điệnIB chủ yếugồm dòng ngượccủatiếp xúc góp TC, dòng cuốn các hạtthiểusố qua tiếpxúcphátTE và các thành phần dòng điệndo hiệntượng tái hợptronglớptiếp xúc phát và trong miềngốctạonên IB=IpE-InE-InC-ICB0 ƒ Quan hệ giữa3 thànhphần dòng điện trong BJT trong chếđộ1 chiều: IB = (1-α0)IE -ICBo IC = InC+ ICBo= α0IE + ICBo IE = IC + IB ƒ Thựctế thường dùng hệ số khuếch đại dòng điệncực phát tín hiệunhỏ hay còn gọilàhệ số truyền đạt vi phân dòng điệncực phát α : ∂I α = C ∂I E GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 10 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  11. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. BJT làm việc trong chếđộtích cực(5) ƒ Hệ số KĐ dòng Emitter chung (tĩnh) mộtchiều βF (β0): IC α F β0 = , mà I E = I B + IC ⇒ β0 = I B 1−α F ƒ Hệ số khuếch đại dòng Emitter chung tín hiệunhỏ: ∂I α β = C = ∂I B 1−α ƒ Mô hình kích thước đơngiảncủa BJT npn: GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 11 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  12. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Phân bố nồng độ hạtdẫn trong BJT ¾Ởđiềukiện cân bằng nhiệt: ¾Ở chếđộtích cực: GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 12 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  13. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ™ Tính toán dòng Collector : IC ƒ Dòng điệnchủ yếu trong BJT là các dòng khuếch tán hạtdẫn ƒ Dòng IC chủ yếu là dòng các hạtdẫnthiểusố khuếch tán trong miền B và đượccuốn sang miền C qua chuyểntiếp collector ⎛⎞qDnpn B0 AE IS = ⎜⎟ ⎝⎠WB IS- dòng Collector bão hòa GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 13 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  14. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ™ Tính toán dòng Base : IB ƒ IB chủ yếu do dòng khuếch tán lỗ trống sang miền E và dòng tái hợp tạiTE và miềnB, tínhtoándòngđiệntrêncựcB bỏ qua dòng tái hợp. ƒ Giả sử sự phân bố hạtthiểusố lỗ trống trong miền E là tuyếntính ƒ Vì VBE>>KT/q ta có IB=IC/β0 : ⎛⎞qDnpn BoAE ⎜⎟⎛⎞n IDCn⎝⎠WB ⎛⎞pB0 ⎛⎞WE βF == =⎜⎟⎜⎟⎜⎟ qD p A ⎜⎟ IDBp⎛⎞pnEoE ⎝⎠⎝⎠pnE0 ⎝⎠WB ⎜⎟ ⎝⎠WE n N D N W pB0 = dE β = β = n dE E F 0 D N W pnE0 NaB p aB B GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 14 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  15. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ™ Dòng điện trên cực phát IE ¾ Với quy ướcchiều các dòng điệnnhư hình vẽ, dòng điệntrên cực phát đượcxácđịnh như sau: qVBE I S ⎛ qVBE ⎞ I E = IC + I B = I S exp + ⎜exp −1⎟ kT β F ⎝ kT ⎠ D N W IC β = β = n dE E F 0 I Dp NaBWB B ⎛⎞qDnpn B0 AE IS = ⎜⎟ IE ⎝⎠WB GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 15 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  16. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. BJT làm việc trong chếđộtích cực Dn NdEWE β F = β0 = Dp NaBWB ™ Nhậnxétβ0 : ƒ Để β0 lớnchọn: NdE>>NaB; WE>>WB hay giảmtối đakíchthước miền Base WB và pha tạptối đamiền Emitter NdE ƒ Thựctế β0 của npn luôn lớnhơn β0 của pnp vì luôn có Dn>Dp ƒ Hiệnnay ngườitachế tạo đượcBJT cóβ0 từ khoảng 50 ÷300 ƒ β0 độclậpvớiIC ƒ Việc ổn định β0 trong khi sảnsuấtrất khó do đócầnsử dụng kỹ thuậtmạch điệntửđểgiảiquyết GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 16 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  17. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Tóm tắt: BJT làm việc trong chếđộtích cực ƒ Chếđộlàm việc tích cực: tiếpgiápBE phâncựcthuận, tiếpgiáp BC phân cựcngược I C ƒ Quan hệ giữa các dòng điện trong BJT-npn là: I B IE=IB+IC IE ⎛⎞qDnpn B0 AE I S = ⎜⎟ ⎝⎠W B ƒ Trong chếđộtĩnh (chếđộ1 chiều): I C IC α F Dn NdEWE α F = α0 = β F = β0 = = β F = I E I B 1−α F Dp NaBWB ƒ Trong chếđộđộng: ∂I ∂I α α = C β = C = ∂I E ∂I B 1−α GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 17 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  18. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b. BJT ở chếđộngắt (Cut-off ) Sơđồphân cực BJT npn Sơđồtương đương đơngiản trong chếđộngắt EBTE TC C của BJT npn ở chếđộngắt C E RC n p n C ICBo C ICBo B UCE VBE VBC B EB E E T E E BCTC ƒ Cung cấpnguồnsaochohaitiếp xúc PN đều đượcphâncựcngược. Điệntrở của các chuyển p n p tiếprấtlớn, chỉ có dòng điệnngược bão hòa rất nhỏ củatiếpgiápgópICB0. Còn dòng điệnngược VBE VBC củatiếpgiápphátIEB0 rấtnhỏ so vớiICB0 nên có thể bỏ qua. Như vậy, mạch cựcE coinhư hở mạch. Dòng điệntrongcựcgốcB: IB= -I CB0 GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 18 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  19. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ™ Tính dòng điện trong BJT ở chếđộngắt ƒ Dòng qua các tiếpgiápchủ yếu là dòng ngược - dòng cuốn các hạtthiểusố lỗ trống của các miền qua các tiếp giáp. Lỗ trống đượccuốntừ miền B sang miềnE tạo ra dòng IB1, và lỗ trống từ miềnB cuốnsang miềnC tạo ra dòng IB2, các dòng này rấtnhỏ GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 19 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  20. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ c. BJT ở chếđộbão hòa (Saturation) T T EBE C C Sơđồphân cực BJT npn Sơđồtương đương đơn trong chếđộbão hòa giảncủa BJT npn ở chế n p n RC độ bão hòa EC V V I BE BC C C E C I RC B C C TE BCT U B E C E U E CE B BE E p n p E I ≈ C VBE VBC U ≈ 0V C CE RC Cung cấp nguồn điệnmộtchiều vào các cựccủa Transistor sao cho hai tiếp xúc PN đều phân cựcthuận. Khi đó điệntrở củahaitiếp xúc phát TE và tiếp xúc góp TC rấtnhỏ nên có thể coi đơngiảnlàhaicựcphátE vàcực góp C đượcnốitắt. Dòng điện qua Transistor IC khá lớnvàđượcxácđịnh bởi điệnápnguồncung cấpEC và không phụ thuộc gì vào Transistor đang sử dụng, thựctế UCE ≈ 0,2V GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 20 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  21. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ™ Tính dòng trong BJTở chếđộbão hòa ¾ Chếđộbão hòa có thể coi như là sự xếp chồng của2 chếđộtích cựcvàchếđộđảo ¾ Dòng điện ở các cực ở chếđộbão hòa: Ở chếđộbão hòa miềnB vàC dư thừa các hạtdẫnthiếusố nên sẽ mất mộtthờigiantrễđểBJT ra khỏichếđộbão hòa GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 21 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  22. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 1.3 Mô hình Ebers-Moll (1) ™ Phương trình Ebers-Moll: Viếtbiểuthức dòng trên E và C theo dòng qua các chuyểntiếp ⎛ VBE ⎞ ⎛ VBC ⎞ I S Vth Vth I E = − ⎜e −1⎟ + I S ⎜e −1⎟ α F ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ V BE ⎞ ⎛ V BC ⎞ V th I S V th I C = I S ⎜ e − 1⎟ − ⎜ e − 1⎟ ⎝ ⎠ α R ⎝ ⎠ ™ Đặt IS=αFIES= αRICS , ta có hệ phương trình Ebers-Moll: V BE V th V BC V th I E = − I ES (e − 1)+ α R I CS (e − 1) VBE Vth V BC V th I C = α F I ES ()e − 1 − I CS ()e − 1 GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 22 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  23. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 1.3 Mô hình Ebers-Moll (2) ƒ Mô hình có thể sử dụng cho BJT ở cả 3 chếđộlàm việc khác nhau: chếđộtích cực, chế độ ngắt, chếđộbão hòa ƒ Thường dùng cho các trường hợpmộtchiềuvàtrường hợp tín hiệulớn ƒ Đượcxâydựng trên từ hệ phương trình Ebers-Moll I C IS=αFIES= αRICS V V V V IB BE th BC th I E = −I ES (e −1)+α R ICS (e −1) VBE Vth VBC Vth IC = α F I ES ()e −1 − ICS ()e −1 IE GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 23 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  24. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Mô hình Ebers-Moll đơngiản cho các CĐ làm việc a. Mô hình Ebers-Moll đơngiản cho BJT npn trong chếđộtích cực: VBE = 0.7 VCE > 0.2 IC I B B C VBE = 0.7 ICF= β I B E b. Mô hình Ebers-Moll đơngiản cho BJT npn trong chếđộbão hòa (2 điốt phân cựcthuận): IC I B B C VBE = 0.7 VCE = 0.1 E GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 24 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  25. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2. Các cách mắcBJT vàcáchọđặctuyếntương ứng ƒ Trong các mạch điện, BJT đượcxemnhư mộtmạng 4 cực: tín hiệu được đưa vào hai chân cựcvàtínhiệulấyracũng trên hai chân cực ƒ BJT có 3 cực là E, B, C nên khi sử dụng ta phải đặtmộtchâncực làm dây chung củamạch vào và mạch ra. Ta có thể chọnmột trong 3 chân cực để làm cực chung cho mạch vào và mạch ra. Do đó, Transistor có 3 cách mắccơ bảnlàmạch cực phát chung (CE), mạch cựcgốc chung (CB), và mạch cực góp chung (CC). GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 25 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  26. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ i i2 1 I IE I I IE B IC C B UEB u1 4C u2 UCE UCB UEC U UBE BC IE IB IC (CE) (CB) (CC) ƒ Đặctrưng củamạng 4 cực dùng hệ phương trình trở kháng, dẫn nạp, hỗnhợp. Hệ phương trình hỗnhợp: ⎧u1 = f (i1,u2 ) ⎧u1 =h11.i1 +h12.u2 ⎨ ⎨ ⎩i2 = f ()i1,u2 ⎩i2 = h21.i1 +h22.u2 GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 26 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  27. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2. Các cách mắcBJT vàcáchọđặctuyếntương ứng I I 1 2 I E I I E B IC I C B I UEB U1 4C U UCE UCB UEC 2 U UBE BC IE IB IC (CE) (CB) (CC) ĐặctuyếnTổng quát CE CB CC Đặctuyến U = f (I )| U = f (I )| u1 = f ()i1 |u U = f (I )| EB E UCB BC B UEC vào 2 BE B UCE Đặctuyến u = f ()u | UBE = f (UCE)|I UEB = f (UCB)|I UBC = f (UEC)|I phảnhồi 1 2 i1 B E B Đặctuyến i = f ()i | IC = f (IB )|U IC = f (IE )|U IE = f (IB )|U truyền đạt 2 1 u2 CE CB EC Đặctuyếnra i = f u | I = f (U )| I = f (U )| I = f (U )| 2 ()2 i1 C CE IB C CB IE E EC IB GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 27 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  28. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2. Các cách mắcBJT vàcáchọđặctuyếntương ứng Các họđặctuyến đặctrưng cho tham số, đặctínhcủaBJT ở mỗi cách mắc, chúng có vai trò quan trọng trong việcxácđịnh các điểmlàmviệc, định thiên, chếđộlàm việccủaBJT. Để vẽ các họ đặctuyếnnàythường dùng mô hình BJT lý tưởng, với các đ/k: ƒ ĐặctuyếnV-A củamỗi chuyểntiếpPN đều đượcmôtả bằng biểu thức: I= IS [exp(U/Uth) – 1] ƒ Cường độ điệntrường trong chuyểntiếpPN nếuphâncựcngược phảinhỏ hơnnhiều điệntrường gây ra đánh thủng ƒ Điệntrở suấtcủacácmiền E, B, C coi như là rấtnhỏ. Ngoài điện trường tồntại ở các chuyểntiếp PN không có điệntrường tồntại ở các nơikhác ƒ Nồng độ phun các hạtdẫnthấp ƒ Trong BJT lý tưởng đặctuyếncủamỗi chuyểntiếpPN chịu ảnh hưởng tuyến tính của dòng điện điqua chuyểntiếpkia GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 28 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  29. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Các tham sốđặctrưng cho BJTở mỗichếđộmắc(1) Ngoài các đặctuyếntương ứng vớitừng chếđộmắc, còn cầnphải xác định các tham sốđăctrưng như sau: ƒ Độ hỗ dẫnS : biểuthị mối quan hệ giữadòngđiệnratrênmạch và điệnápvào dIra S = khi U ra = const dU Vao ƒ Điệntrở ra vi phân rra : biểuthị quan hệ giữadòngđiệntrênmạch ra với điệnáptrênmạch ra. dU ra rra = khi I vào = const dIra ƒ Điệntrở vào vi phân rvào : biểuthị quan hệ giữadòngđiệntrên mạch vào với điệnáptrênmạch vào dU vao rvào = khi U ra = const dIVao GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 29 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  30. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Các tham sốđặctrưng cho BJTở mỗichếđộmắc(2) ƒ Hệ số khuếch đạidòngđiệntĩnh: K i0 Ira Ki0 = Ivào ƒ Hệ số khuếch đại điệnáp: K u dUra KU = dUvào ƒ Hệ số khuếch đạicôngsuất: KP Pra K P = Pvào GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 30 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  31. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2.1 SơđồBJT npn mắccực phát chung - CE I = f U | ™ Xác họđịnh đặctuyếnratĩnh: C ( CE) IB Giữ IB ở mộttrị số cốđịnh, thay đổiUCE và ghi lại giá trị tương ứng của IC, vẽđược đặctuyếnIC=f(UCE) Thay đổiIB đếngiátrị khác nhau và thựchiệntương tự, kếtquả thu được IC I là họđặctínhratĩnh củaBJT mắcCE B UCE U = f I | BE ()B UCE UBE ™ Xác định hệ số truyền đạt IE (đặctuyến khuếch đại): Có thểđượcxácđịnh từđặctuyếnra GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 31 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  32. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Đặctuyếnravàđặctuyến khuếch đại(CE) Đặctuyếnra Đặctuyếnkhuếch đại Tăng tuyến tính UCE=5V Vùng đánh thủng UCE=2V -Bão hòa IB =0A IB(μ IB =-ICB0 A) 2 1 0 chếđộngắt chếđộtích cực (Trở kháng ra rất cao) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 32 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  33. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Nhậnxétđặctuyếnra ƒ Tạimiền khuếch đại, độ dốccủa đặctuyến khá lớn. Khi UCE tăng làm cho độ rộng hiệudụng củamiềnB hẹplại, làm cho số hạtdẫn được cuốnsang miềnC càngnhiều, do đódòngIC tăng nhanh ƒ Khi UCE giảm, đến điểmuốncủa đặctuyếnkhiđóUCB=UCE-UBE=0, làm cho chuyểntiếpBC phâncựcthuận, BJT chuyển sang chếđộlàm việcbãohòa. KhiUEC=0 thi điệnápphâncựcthuậnUCB=-UBE đẩyhạt dẫnthiểusốởmiềnC trở lạimiềnB do đóIC=0, đặctuyếncũng điqua gốctọa độ ƒ Khi UEC tăng quá lớn, lúc đóUCB quá lớndẫntới đánh thủng tiếpgiáp TC, làm cho dòng IC tăng độtngột Nhậnxétđặctuyếntruyền đạt: ƒ Đặctuyếntruyền đạtbiểuthị mốiqua hệ giữadòngraIC và dòng vào IB khi giữ UCE cốđịnh. Đặctuyếnnàycóthể suy ra từ họđặctuyếnra GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 33 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  34. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ™ Xác họđịnh đặctuyến vào tĩnh: U = f I | BE ( B ) UCE Giữ UCE =const., thay đổiUBE và ghi lại giá trị tương ứng củaIB, vẽđược đặc tuyếnIB=f(UBE), Thay đổiUCE đến giá trị khác nhau là thựchiệntương tự, kết quả thu đượchọđặctínhvàotĩnh củaBJT mắcCE ™ Nhậnxétđặctuyến vào tĩnh: UBE [V] + Khi UBE 0 thì tiếp xúc phát TE phân UCE=0V cựcthuận, đặctuyếngiống nhưđặc 0,2 tuyếncủa điốt phân cựcthuận, vì dòng I là mộtphầncủa dòng I qua chuyển B E 1234IB [μA] tiếpTE phân cựcthuận IB = (1- α)IE -ICBo GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 34 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  35. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Các tham sốđặctrưng (CE) dIra dIC ¾Độ hỗ dẫnS: S = = khi U ra =UCE = const dUVao dU BE U BE U BE Vth I S Vth IC = I S .e ⇒ S = e Vth dUCE ¾Điệntrở ra vi phân rra : rra = rCE = khi Ivào = I B = const dIC dUBE ¾Điệntrở vào vi phân rvào : rvào = rBE = khi U ra = U BE = const dIB Ira IC ¾Hệ số khuếch đạidòngđiệntĩnh: Ki0 = = = βDC = hFE Ivào I B ¾Ki0 khá lớn, mạch CE có thể khuếch đạidòngđiện ¾Đặc điểmcủamạch CE (Xem giáo trình) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 35 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  36. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2.2 SơđồBJT npn mắccực phát chung - CB ™ Xác họđịnh đặctuyếnratĩnh: I = f U | C ( CB) IE IE I U C Giữ IE =const., thay đổiUCB và ghi lại giá trị tương EB UCB ứng củaIC, vẽđược đặctuyếnIC=f(UCB). Thay đổiIE I đếngiátrị khác nhau và thựchiệntương tự, ta B thu đượclàhọđặctínhratĩnh củaBJT mắc B chung (CB) ™ Xác họđịnh đặctuyếnvàotĩnh: U = f I | EB ()E UCB Giữ UCB = const., thay đổiUEB và ghi lạigiátrị tương ứng củaIE, vẽ được đặctuyếnIE=f(UEB). Thay đổiUCB đếngiátrị khác nhau và thực hiệntương tự, ta thu đượchọđặc tính vào tĩnh củaBJT mắcB chung ™ Xác định hệ số truyền đạt: I = f I | C ( E ) UCB Có thểđượcxácđịnh từđặctuyếnra GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 36 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  37. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ IC (mA) ™ Đặctuyếnratĩnh (CB) Vùng tích cực 40 IE5 = 40mA 30 I = 30mA Đốivới dòng I cốđịnh, I ≈I , E4 E C E Vùng dẫn khi UCB tăng lên, IC tăng nhưng bão 20 IE3 = 20mA hòa α(I -I ) không đáng kể E3 E2 10 IE2 = 10mA IE1= 0 0 -2 -4 -6 -8 UCB (V) Vùng ngắt - Khác so với đặctuyếnracủaBJT mắc CE, khi UCB giảmtới0, IC vẫn chưagiảmtới 0, do bảnthânchuyểntiếpTC vẫncònđiệnthế tiếp xúc, chính điệnthế tiếpxúcnàyđãcuốnnhững hạtdẫntừ miền B sang miền C làm cho dòng IC tiếptụcchảy. Để IC =0 thì TC phải đượcphâncực thuận. Miền đặctuyếntrongđóTC phân cựcthuậngọilàmiềnbãohòa - Khi UCB tăng đến giá trị nào đóthìIC tăng lên độtngột do hiệntượng đánh thủng xảyra GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 37 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  38. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Nhậnxétđặctuyến vào tĩnh (CB) ƒ ChuyểntiếpEB luônphân cựcthuậnnênđặctuyếnvào củamạch CB cơ bảngiống nhưđặctuyếnthuậncủa điốt. UEB [V] Ứng với điệnápâmvàoUEB -1 UCB=0V cốđịnh dòng vào IE càng lớn -0,8 UCB=1V khi điệnápUCB càng lớn, vì U =2V -0,5 CB miền điện tích không gian của UCB=6V chuyểntiếpTC phân cực -0,4 ngượccàngtăng, làm cho -0,2 khoảng cách hiệudụng giữa chuyểntiếp Emitter và -1 -2 -3 -4 IE [mA] Collector ngắnlại, do đó dòng IE tăng lên GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 38 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  39. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Các tham sốđặctrưng (CB) dI dI ƒ Độ hỗ dẫnS: ra C S = = khi U ra = UCB = const dUVao dU EB U BE U BE Vth I S Vth IC = I S .e ⇒ S = − e Vth dUCB ƒ Điệntrở ra vi phân rra : rra = rCB = khi Ivào = I E = const dIC dUEB ƒ Điệntrở vào vi phân rvào : rvào = rEB = khi U ra = UCB = const dIB Ira IC ƒ Hệ số khuếch đạidòngđiệntĩnh: Ki0 = = = α0 <1 Ivào I E ƒ Ki0 < 1, mạch CB không thể dùng làm mạch khuếch đạidòngđiện ƒ Đặc điểmcủamạch CB (Xem giáo trình) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 39 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  40. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2.3 SơđồBJT npn mắccực góp chung - CC I = f U | I ™ Xác định họđặctuyếnratĩnh: E ( EC) IB B IE Giữ I ở mộttrị số cốđịnh, thay đổi B UEC U UEC và ghi lạigiátrị tương ứng củaIE, BC IC vẽđược đặctuyếnIE=f(UEC). Thay đổiIB đếngiátrị khác nhau là thựchiệntương tự, (CC) ta thu đượchọđặctínhratĩnh củaBJT mắc C chung ™ Xác họđịnh đặctuyến vào tĩnh: U = f I | BC ( B ) UEC Giữ UEC ở mộttrị số cốđịnh, thay đổiUBC và ghi lạigiátrị tương ứng của IB, vẽđược đặctuyếnIB=f(UBC). Thay đổiUEC đếngiátrị khác nhau là thựchiệntương tự, ta thu đượchọđặc tính vào tĩnh củaBJT mắc C chung ™Xác định hệ số truyền đạt(đặctuyến khuếch đại): I = f I | E ( B ) UEC Có thểđượcxácđịnh từđặctuyếnra GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 40 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  41. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Đặctuyến vào tĩnh (CC) IB(μA) 40 UCE=2V UCE=4V 30 20 10 UCB(V) -1 -2 -3 -4 ¾ Đặctuyếnvàocủamạch mắc CC khác hẳnvớitrường hợpmắc CE và CB. Trường hợpnàyđiệnápvàoUCE phụ thuộcrất nhiều vào điệnápraUCB, GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 41 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  42. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Đặctuyếnra(CC) Đặctuyếnra Đặctuyếnkhuếch đại IE Tăng tuyến tính UCE=5V Vùng đánh thủng UCE=2V -Bão hòa IB =0A IB(μA IB =-ICB0 ) 2 1 0 chếđộngắt chếđộtích cực (Trở kháng ra rất cao) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 42 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  43. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Các tham sốđặctrưng (CC) dIra dI E ƒ Độ hỗ dẫnS: S = = khi U ra = U EC = const dUVao dU BC dUEC ƒ Điệntrở ra vi phân rra : rra = rEC = khi Ivào = I B = const dIE dU r = r = BC khi U = U = const ƒ Điệntrở vào vi phân rvào : vào BC ra EC dIB I I K ra E ƒ Hệ số khuếch đại dòng điệntĩnh: Ki0 i0 = = Ivào I B dUra ƒ Hệ số khuếch đại điệnáp: KU = dUvào ƒ Đặc điểmcủamạch CC (Xem giáo trình) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 43 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  44. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3. Phân cựcchoBJT 3.1. Khái niệm phân cựcchocácchếđộlàm việccủaBJT 3.2. Phân cựcbằng dòng cốđịnh 3.3. Phân cựcbằng hồitiếpâm 3.4. Phân cựcbằng mạch định thiên tự cấp GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 44 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  45. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.1 Khái niệm phân cựcchocác CĐ làm việccủaBJT Phân cực(định thiên – Biasing) cho BJT: ¾ MuốnBJT làmviệcnhư mộtphầntử tích cực thì các tham số củaBJT phải thỏamãnđkthíchhợp, những tham số này phụ thuộc nhiềuvàođiện áp phân cực các chuyểntiếp Collector và Emitter. Như vậy các tham số củaBJT phụ thuộc nhiềuvàođiệnápđịnh thiên ban đầu(điểmlàmviệctĩnh) củanó ¾ MuốnBJT làmviệc ở chếđộtích cực thì chuyểntiếp B-E phân cựcthuận, chuyểntiếp B-C phân cựcngược (BJT npn: UE UB>UC). ¾ Đường tảitĩnh, điểmlàmviệctĩnh: Đường tảitĩnh (đường tải1 chiều) được vẽ trên đặctuyếnratĩnh củaBJT để nghiên cứumối quan hệ giữa dòng điệnra và điệnápracủaBJT ở chếđộmộtchiều. ¾ Điểmlàmviệctĩnh (điểmphâncực1 chiều) là điểmnằmtrênđường tảitĩnh, nó xác định dòng điện, điệnáp1 chiều trên BJT khi không có tín hiệuxoay chiều đặtvào ¾ Để minh họaxétvídụ vớimạch BJTnpn mắcCE, xácđịnh đường tảitĩnh và điểmlàmviệccủa chúng GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 45 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  46. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.1 Khái niệm phân cựcchocác CĐ làm việccủaBJT + Ec ƒ Xétvídụ vớimạch BJTnpn mắcCE, xác định đường tảitĩnh và điểmlàmviệc RB RC ƒ Phương trình đường tảitĩnh: I C2 C1 I C B Ura UCE=EC-IC.RC T1 U (tải1 chiều: Rt0=RC), đồ thị như hình vẽ Uvao CE ƒ Tùy theo các giá trị phân cựcmàđiểmlàmviệctĩnh có tọa độ khác nhau, điểmlàmviệctĩnh Qi(UCEi,ICi,IBi) là giao điểmcủa đường tảitĩnh và đặc tuyếnratương ứng với dòng phân cựcIB=IBi ƒ Khi có tín hiệu đặtvào, IB biến đổi→ IC biến đổi, kếtquả là Ura trên tải biến đổi. Cầnphảichọn điểmlàmviệctĩnh Q để điệnápratrêntải không bị méo. Thông thường để biên độ điệnápracực đại, không làm méo dạng tín hiệu, điểmlàmviệctĩnh thường đượcchọn ở giữa đường tảitĩnh. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 46 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  47. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ I (mA I C Cmax ) Điểmlàmviệctĩnh EC/Rt0 Q (U ,I ,I ) i CEi Ci Bi IB Q3 3 IC Pmax 3 ΔIB2 EC/Rt02 Đường tảitĩnh IB2 Điểmbãohòa Q2 IC 2 IB1 ΔIB1 Q1 IC -ΔIB2 1 -ΔIB1 IB0=0 U U U U CE3 CE2 CE1 E CEmax UCE(V) -ΔU C CE2 ΔUCE2 Điểmcắt ΔUCE1 -ΔUCE1 GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 47 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  48. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ƒ Chú ý khi chọn điểmlàmviệctĩnh cần quan tâm đếncácgiátrị danh định củaBJT như: Pcmax, UCmax, ICmax, UBEmax, dảinhiệt độ làm việcTmin÷Tmax ƒ Điểmlàmviệctĩnh phảilựachọnnằm trong giớihạn đường Pmax. ƒ Ổn định điểmlàmviệctĩnh và ổn định nhiệt: BJT rấtnhạycảm với nhiệt độ, nhấtlàUBE và ICB0, mà IC=β0.IB+ICB0/(1-α) , nên khi nhiệt độ thay đổi điểmlàmviệctĩnh cũng thay đổi. dI S = C ƒ Hệ sốổn định nhiệt: Đạo hàm 2 vế theo IC phương dICB0 1 + β trình IC=β0.IB+ICB0/(1-α), rút gọntacó: S = 0 dI B 1− β 0 . dI C GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 48 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  49. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Mô hình tương đương mộtchiều ™ KhitínhtoánphâncựcchoBJT cóthể sử dụng mô hình tương đương mộtchiều. Thường sử dụng mô hình Ebers-Moll. Trong mỗichếđộlàm việccụ thể sử dụng sơđồtương đương Ebers-Moll đơngiản. ™ Khitínhtoánchếđộ1 chiều để đơngiảncóthể dùng các công thức: + Chếđộtích cực: I C = I B β 0 UcBE ≈ ont ()eg.0,7V −−npnSi;0,7V −pnpSi + Chếđộbão hòa: IC UCE ≈ 0 I B > β0 + Chếđộngắt: IC ≈ 0 I B ≈ 0 GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 49 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  50. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.2 Mạch định thiên bằng dòng cốđịnh (Đ/thiên cựcgốc) Dòng IB từ nguồnmộtchiều cung cấp cho BJT không đổi, có thể dùng mạch 1 nguồnmộtchiềuEC hoặc hai nguồnmộtchiềuUBB và EC. Điệntrở RB đấutừ cực + củanguồn cung cấpvề cựcB saochotiếp giáp BE phân cựcthuận + Ec + Ec I R C CC2 RB RC I C1 RB B I C2 Ura C1 I C T1 B Ura Uvao + T1 UBB U Uvao CE (a- Mạch 1 nguồn) (b – Mạch hai nguồn) IB= (EC-UBE)/RB≈ EC/RB IB= (UBB-UBE)/RB ≈ UBB/RB + Phương trình đường tải: EC=IC.Rt0+UCE (Rt0=RC) + Mắctheocácsơđồtrên IB=const => ΔIB/ΔIC=0 + Hệ hệ sốổn định nhiệtlà: S= β0+1, S phụ thuộcvàohệ số KĐ dòng Emitter tĩnh β,vậyS phụ thuộcvàotừng loạiBJT vàthường lớn, độ ổn định kém nhất. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 50 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  51. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.3 Mạch phân cựchồitiếpâm ƒ Khi tín hiệu đầurathayđổicũng sẽ tác động đến đầuvàolàmthayđổi tín hiệu đầuvàogọilàmạch có hồitiếp. ƒ Nếutínhiệuratăng lại làm tín hiệu đầuvàogiảmthìgọilàhồitiếpâm. ƒ Vớimạch phân cựcchoBJT nếugiả sử khi nhiệt độ thay đổilàmcho dòng điệnraIC và IE tăng lên, sự tăng này nếulàmgiảm điệnápđặt trên tiếpgiápBE hoặcCE thìsẽ làm cho IB giảm, như vậyIC và IE giảm, điểmlàmviệc được ổn định. ƒ Tùy theo phương pháp dùng hồitiếpâmđiệnápmàcócácloạimạch phân cựchồitiếp âm khác nhau: a. Mạch định thiên hồitiếp âm Collector. b. Mạch định thiên hồitiếp âm Emitter. c. Mạch định thiên hồitiếp âm Collector và Emitter. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 51 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  52. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. Mạch định thiên hồitiếp âm Collector + Ec + Ec C3 IB+IC RC RC RB1 RB2 I C2 R C C2 C1 C1 B T1 Ura T1 Ura Uvao Uvao (a) (b) - Mạch định thiên cốđịnh có độ ổn định nhiệt không cao, và khi dòng IC tăng làm điệnápUCE giảm, có thể dùng đặc tính này làm cho dòng IB giảmdo đó ổn định được dòng IC bằng cách dùng điệntrở hồitiếpRB từ cựcC về B, ta có mạch Collector-Feedback Bias (CFB) hình (a). - IB, IC = ? - Phương trình đường tảitĩnh: EC=(IC+IB)RC+UCE=ICRC(β0+1)/β0+UCE GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 52 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  53. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ a. Mạch định thiên hồitiếp âm Collector β +1 - Hệ sốổn định nhiệt: S = 0 RC 1+ β0 RB + RC - Như vậyS< β0+1, đãcảithiện đượctínhổn định nhiệt. - NếuchọnRB<<RC thì S→1. - Điệnápphảnhồiâmqua RB trong mạch phân cựclàmtăng độ ổn định nhiệt đồng thờilạilàmgiảmhệ số khuếch đại tín hiệuxoaychiều, RB giảmthìđộ ổn định tăng nhưng hệ số khuếch đạigiảm. Như vậy để khắcphụcmẫuthuẫnnàyRB được chia thành 2 phầnR1 và R2 và dùng tụ nối đất điểmnốigiữa2 điệntrở này như hình (b). C hở mạch đốivới tín hiệu định thiên 1 chiềunhưng ngắnmạch tín hiệuxoaychiều không cho phảnhồitrở lại đầuvào. - Mạch định thiên hồitiếp âm Collector vẫn không thể tăng được độ ổn định lên cao vì S và điểmcôngtáctĩnh phụ thuộclẫn nhau. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 53 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  54. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b. Mạch định thiên hồitiếp âm Emitter EC EC I I C B RB RC RB RC C2 C2 C1 C1 T Ura T Ura Uvao Uvao R RE E C (a) (b) E (EC −U BE ) β0 (EC −U BE ) Dễ dàng tính được: I B = IC = RE (β0 +1) + RB RE (β0 +1) + RB Phương trình đường tảitĩnh ? UCE = ? S = ? GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 54 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  55. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ c. Mạch định thiên hồitiếp âm Collector và Emitter Phương trình đường tảitĩnh ? + Ec I = ? B IB+IC RC I = ? C I R C C2 S = ? C1 B U = ? T1 Ura CE Uvao RE GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 55 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  56. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.4 Phân cựcbằng mạch định thiên tự cấp + Ec + Ec + Ec I Ipa1 R R C R1 C 1 RC IC C2 C1 IB I U RB B T1 Ura B U T1 Uvao B R UB 2 + E I B I pa2 R RE E R 2 (a) E (b) - Mạch định thiên tự cấp(còn đượcgọilàmạch phân áp, mạch phân cực bằng dòng Emitter, mạch phân cựcbằng hồitiếp âm dòng điện) có sơ đồ như hình (a). Sơđồtương đương tĩnh như hình (b) (áp dụng biến đổi Norton, Thevenin vớicơ cấunguồnEC và điệntrở phân áp R1, R2. - R1, R2 tạo thành mạch phân áp tạo điệnápUB đặtvàocựcB củaBJT. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 56 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  57. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.4 Phân cựcbằng mạch định thiên tự cấp -RE hồitiếp âm dòng điện. Uht= UE=IE.RE -Giá trị củanguồnbiến đổitương đương: R2.EC R1R2 EB = và RB = R1 + R2 R1 + R2 -CầnchọnR1, R2 để đảmbảoUB ổn định và UB<<EC, nhưng RB không lớnhơnnhiềuRE, nếu không thì sự phân cựccủamạch giống như trường hợpphâncựcdòngcốđịnh. (Thông thường chọnRB=RE) EB=IBRB+UBE+(IC+IB)RE=UBE+IB(RB+(β0+1)RE -Trong trường hợp này không đượcbỏ qua UBE -Tính toán điểm phân cực: EB −U BE I B = ; IC = β0 I B RB + (β0 +1)RE - Phương trình đường tảitĩnh: EC=IC(RC+RE)+UCE+IB.RE (bỏ qua IB.RE) EC = IC(RC+RE)+UCE GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 57 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  58. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.4 Phân cựcbằng mạch định thiên tự cấp R 1 + B β 0 + 1 RE S = = (1 + β 0 ) RE RB 1 + β 0 1 + β 0 + RE RE + RB ¾ S→1 khi RB >RE ¾ S không phụ thuộcvàoRt0=RC. - Bảnchấtcủasựổn định nhiệtcủamạch định thiên tự cấp chính là dòng phảnhồiâmqua điệntrở RE. Tăng RE nghĩalàtăng phảnhồi âm, do đó làm giảmhệ số khuếch đại tín hiệuxoaychiềucủamạch. Có thể loại trừ phảnhồiâmcủa tín hiệu xoay chiềubằng cách mắcthêmtụđiệnCE ngắnmạch đốivới tín hiệu xoay chiềunhư hình c, d. - Trong thựctế β0 cũng thay đổi theo nhiệt độ, do đócũng ảnh hưởng đến độ ổn định của điểmlàmviệctĩnh GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 58 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  59. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.4 Phân cựcbằng mạch định thiên tự cấp + Ec + Ec R Ipa1 R R R1 C 1 C C2 IC C2 I C1 C1 B T Ura T Ura Uvao Uvao R2 RE1 I C pa2 R2 RE E R C (c) (d) E2 E GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 59 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  60. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Tổng kếtsự cảithiệncácmạch định thiên cho BJT + E + E E C C + EC + EC + C RB RC RB RC RC RC R1 RC T T T T T R R B B R R (1) (2) RE (3) (4) (5) 2 E RE (1) : BB - Base Bias Độ ổn định tăng dần (2) : EFB - Emitter-Feedback Bias (3) : CFB - Collector-Feedback Bias (4) : CEFB – Collector- and Emitter- Feedback Bias (5) : VDB –Voltage –Divider Bias GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 60 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  61. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Mạch định thiên cho BJTpnp ¾Chú ý: Mạch phân cựcchoBJTpnpcũng tương tự, chỉ khác nhau về chiềucủa nguồn cung cấp, và chú ý chiềudòngđiệncủa các cựccũng ngượclại - E - E E C C - EC - EC - C RB RC RB RC RC RC R1 RC T T T T T RB RB RE R2 RE RE BB EFB CFB CEFB VDB + + E EE E + EE + + E EE C RE RE R R RE B RB 2 T T T T T RB RB RC RC R R R C RC 1 C GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 61 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  62. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.5 BJT trong chếđộchuyểnmạch (chếđộxung) ƒ VD: BJT hoạt động trong các mạch xung, mạch số, mạch logic ƒ BJT trong trường hợpnàylàmviệcnhư mộtmột khóa điệntử, BJT làm việc ở 2 chếđộ: đóng – chếđộngắt (ngắtmạch không có dòng đi qua BJT), mở -chếđộdẫnbãohòa(nốimạch cho dòng điqua BJT) ƒ Do đó các tham số, đặctínhcủa BJT chuyên dùng cho các ứng dụng này cũng có nhiều đặc tính khác so với BJT chuyên hoạt động chếđộtích cực. ƒ Các tham số củaBJT làmviệc ở chếđộchuyểnmạch : + ĐiệnápthuậnUBEbh : là điệnápUBE khi BJT mắcCE ở trạng thái bão hòa. + Điện áp bão hòa UCEbh: là điệnápUCE khi BJT mắcCE ở trạng thái bão hoà + Thờigianquáđộ củaBJT : ton -thời gian quá độ khi BJT chuyểntừ chế độ ngắt sang chếđộbão hoà, toff –thờigianquáđộ khi BJT chuyểntừ chế độ bão hòa sang chếđộngắt. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 62 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  63. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.5 BJT trong chếđộchuyểnmạch - Vdụ mạch BJT làm việc ở chếđộchuyểnmạch như hình (a) - Khi Ui =0V => tiếpgiápBE, BC phâncựcngược, Q làm việc ở chếđộngắt, IB=IB0=- ICB0≈0, IC ≈0 => UO= EC=5V - Khi Ui=5V, chọnRC, RB sao cho Q làm việc ở chếđộbão hòa, Khi đó: Uo=UCE ≈ 0V. Như vậyBJT làmviệc chuyển đổigiữa2 điểm bão hòa và ngắt. EC −UCESat EC Ui −U BE ICSat ICSat = ≅ I B = Điềukiện để Q bão hòa: I B > RC RC RB β Ui 5V IC(mA Ec =+5V I I ) B 0V t CSat Điểmbão hòa 0.82k I RC B2 UO 5V UO RB Ui Q (β=125) 0V t I 68 k B C C Đ1iểm Ngắt ngắtIB0=-ICB0 (a) R ≈∞ R ≈0 Bão hòa U E U (V E GIẢNG VIÊN:E ThS. TrầnThụcLinhCESa CE www.ptit.edu.vn t C Trang) 63 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  64. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ t = t + t Thời gian quá độ củaBJT on d r - Giản đồ thời gian minh hoạt các thời Ui toff = ts + t f gian quá độ củaBJT làmviệc ở chếđộ chuyểnmạch. U1 t - Ban đầuBJT ở trạng thái ngắt, tạithời 0 t0 điểmt0 khi có xung dương đặtvào, -U chuyểntiếpBE được phân cựcthuậnBJT 2 iB mở, tuy nhiên IC vẫnrấtnhỏ nhưởtrạng thái ngắttrongthờigiantrễ t , sau đómới IB1 d t bắt đầutăng và sau thờigiantăng tr mới t0 đạtgiátrị bão hòa ICS, và ở trạng thái bão -IB2 hòa trong khoảng thờigiantn, sau đó đột iC ngộtxungvàomấtUi=0, và dòng IB chảy I theo chiềungượclại, dòng I không giảm CS C 0,9ICS nhỏ ngay mà tiếptục duy trì giá trị bão 0,1ICS t hòa trong thờigiantồntíchtS, sau đómất 0 thờigianhồiphụctf mớigiảmdần đền t tr tn ts tf to giá trị ban đầunhưởtrạng thái ngắt d GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 64 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  65. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 4. Các mô hình tương đương của BJT a. Mô hình tương đương mộtchiều b. Mô hình tham số Hybrid (Hybrid parameter/h–Parameter Model) c. Mô hình tương đương tín hiệunhỏ hybrid-π d. Mô hình tương đương re e. Mô hình Spice GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 65 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  66. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b. Mô hình tham số Hybrid -Từ hệ phương trình hỗnhợpH của4C cóthể suyramôhìnhtương đương của4C như hình vẽ. ⎧u1 = h11.i1 + h12.u2 ⎨ ⎩i2 = h21.i1 + h22.u2 u1 Trở kháng vào khi I h = h = I1 2 11 i đầurangắnmạch i1 u2 =0 U 4C U 1 2 u hh==1 Độ khuếch đại điện 12 r áp ngượchở mạch u2 i1 =0 i h = h = 2 Hệ số khuếch đại dòng 21 f thuậnngắnmạch i1 u2 =0 i2 Độ hỗ dẫnrakhi h22 = ho = u2 đầuvàohở mạch i1 =0 Tham số h sẽđượckýhiệuvàtínhtheomỗi cách mắc BJT khác nhau GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 66 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  67. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b1. Mô hình mạch tương đương Hybrid – mạch CE B hie C i i i1 2 B iC uCE hreuCE u1 4C u2 h i h uBE uBE fe B oe uCE iE u BE E h11 = hie = = re Trở kháng tiếp giáp emitter iB uCE =0 u Chỉ sử phụ thuộccủau vào u , hh==BE BE CE 12 re h rấtnhỏ thường bỏ qua uCE re iB =0 ic h21 = h fe = = β 0 ib uCE =0 ic h22 = hoe = uCE iB =0 GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 67 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  68. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b2. Mô hình mạch tương đương Hybrid – mạch mắcCB,CC I I2 1 I IE I I IE B IC C B UEB U1 4C U2 UCE UCE UEC U UBE BC IE IB IC (CE) (CB) (CC) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 68 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  69. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ c. Mô hình tương đương tín hiệunhỏ hybrid-π ƒMô hình tương đương tín hiệunhỏ củaBJT xácđịnh mốiquanhệ giữa tín hiệuxoaychiềubiênđộ nhỏ trong BJT: ib,ube, ic, uce. ƒ Các phương trình đặc tính tương ứng để xác định các mô hình tương đương củaBJT: Tín hiệulớn ifCB= (,vEvCE) IiC +ΔC = f(,VBE +ΔvBE VCE +ΔvCE ) Tín hiệunhỏ Điểmlàmviệctĩnh (bias) DC (bias) iC= IiCc+ =+f(,VBEvbeVCE+vce) Tín hiệunhỏ ∂∂ff QV= (,V) iv≈+vi = g u + g u BE CE cb∂∂vvecec m be o ce BE Q CE Q Output conductance Transconductance- Độ hỗ dẫngm (Điệndẫn đầurag0) GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 69 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  70. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Độ hỗ dẫngm, Điệntrở vào ƒ Độ hỗ dẫngm: Tương tự nhưđộdẫncủa điốt, gm là độ dốccủaphương trình đặctínhiC=f(uBE) tại điểmlàmviệctĩnh Q(IC,UBE,UCE) (uBE /Vth ) ƒ Ở chếđộtích cực: iC = I S e ; iC = IC + ic ; uBE = U BE + ube U BE ∂iC I S Vth IC q gm = = e = = IC ∂uBE Q Vth Vth kT ƒ gm,liên kếtgiữacặpcực B-E và dòng collector, tỉ lệ thuậnvớidòng tĩnh IC và tỉ lệ nghịch vớinhiệt độ, nó là phầntử trung tâm trong mô hình β β .V r = = th ƒ Điệntrở vào động rπ đượcxácđịnh như sau: π g m I C ƒ Điệntrở vào tỷ lệ nghịch vớidòngđiệnphâncựcmộtchiềuIC và tỷ lệ thuậnvớihệ số khuếch đại dòng tín hiệunhỏ β GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 70 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  71. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ ĐiệnápEarly ƒ Trong chếđộtích cực dòng điệniC tăng không đáng kể khi điệnápđiệnápuCE tăng. Để xác định mốitương quan đóxétsựđiềuchếđộrộng hiệudụng miềnB. ƒ Khi uCE tăng, điệnápphâncựcngượcuCB đặttrênchuyểntiếpBC tăng: uCB = uCE-uBE ≈ uCE-0,7V ƒ Để xác định tác động của điệnápphâncựcngược đó đến dòng iC thựchiện tính toán độ rộng củamiềnB thayđổitheouCE và thay vào biểuthức tính iC(uBE, uCE), biểuthứcnàyrấtphứctạp. Để đơngiảnhơn trong việc tính toán, ngườita thường dùng xấpxỉ thuần túy theo kinh nghiệm để xác định sự phụ thuộccủa dòng iC vào điệnápuCE. ƒ Dựavàođồ thịđặc tính củaIC theo điệnápUCE I trong chếđộtích cực, ngoại suy và xác định giao C UBE3 điểmcủa chúng vớitrụcUCE, các đặctuyến đều đi UBE2 qua điểm –VAn (VAn- Early Voltage) slope~1/ro UBE1 UCE -VAn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 71 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  72. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Điệntrởđầura TừđồthịđặctuyếnIC, hiệuchỉnh phương trình iC như sau: uBE ⎛ u ⎞ Vth ⎜ CE ⎟ iC = I S e ⎜1+ ⎟ ⎝ VAn ⎠ - Điệndẫn đầurag0 đượcxácđịnh như sau: ∂iC 1 g = = r0 : điệntrởđầura 0 ∂u r CE Q 0 ⎛U ⎞ ⎜ BE ⎟ ⎛ ⎞ VAn 1 ⎝ Vth ⎠ 1 IC g = = I e ⎜ ⎟ ≅ r0 = 0 S ⎜ ⎟ I r0 ⎝VAn ⎠ VAn C -MỗiloạiBJT cóđiệnápVAn khác nhau, phụ thuộcvàocấutạocủa BJT, ngườitathường xác định điệnápnàybằng thựcnghiệm và dùng phương pháp ngoạisuytừđồthịđặctuyếncủaBJT. GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 72 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  73. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Mô hình tương đương tín hiệunhỏ hybrid-π ¾Dựa vào các p/trình đặctínhvàthamsố xác định trong chếđộtín hiệu nhỏ, nếubỏ qua các thành phầntíchđiện, ta có thể xây dựng mô hình BJT chếđộtín hiệunhỏ như hình vẽ (mô hình này thường dùng cho BJT hoạt động ở tầnsố thấp): v u i = be = π Tại điểmlàmviệctĩnh: Q(UBE/IB, UCE, IC) b rπ rπ β β.Vth IC q VAn 1 r = = gm = = IC r = π g I V kT 0 I igcm=+vbe vce m C th C r GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh o www.ptit.edu.vn Trang 73 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  74. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Mô hình tương đương tín hiệunhỏ hybrid-π của BJT pnp ¾Mô hình tương đương tín hiệunhỏ củaBJTpnpcóthểđược suyratừ mô hình của BJTnpn đã trình bày. Sinh viên tự vẽ và tính tham số chomôhìnhnày? GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 74 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  75. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ d. Mô hình tương đương re CE CB Ib Ic Iin = -Ie Io = Ic B C E C + + + + βr r e βIb e Ic=αIe R1 1k R1 1k - - - - E E B B ¾Mốiquanhệ giữa các tham số của các mô hình tương đương (mắc CE): 1 1 26mV g = r = r = rrπ = β e m o e r h I E e oe GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 75 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  76. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Mô hình tương đương re của BJT pnp ¾ Mô hình tương đương re củaBJT pnpcóthểđượcsuyratừ mô hình của BJT npn đã trình bày. Sinh viên tự vẽ và tính tham số chomôhìnhnày? GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 76 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  77. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 5. Phân loại BJT ¾Có nhiều cách phân loạiBJT dựa trên các cơ sở khác nhau. Thông thường ta có thể phân loạiBJT theocácchỉ tiêu sau ƒ Dựatheovậtliệuchế tạocócácloại: BJT Gecmani, BJT Silic, v.v ƒ Dựa vào công nghệ chế tạo ta có: BJT khuếch tán, BJT trôi, BJT hợp kim. ƒ Dựavàotầnsố công tác có: BJT âm tần, BJT cao tần ƒ Dựa vào chứcnăng làm việccó: BJT côngsuất, BJT chuyểnmạch, v.v ƒ Dựavàodiện tích mặttiếp xúc P-N có: BJT tiếp điểm, BJT tiếpmặt. ƒ BJT đượcsử dụng nhiều trong các ứng dụng như trong mạch khuếch đại tín hiệu, trong các mạch tạodaođộng, trong các mạch ổnáp, các mạch khuếch đại đặcbiệt, các chuyểnmạch điệntử GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 77 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1
  78. BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 6. Mộtsố mạch ứng dụng dùng BJT ¾BJT đượcsử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ví dụ mộtsố ứng dụng như sau: ƒ Mạch khuếch đại điện áp, dòng điện ƒ Mạch điềukhiểnRơle. ƒ Chuyểnmạch điệntử. ƒ Mạch tạonguồn dòng không đổi ƒ Mạch logic (cổng logic) ƒ Mạch cảnh báo ƒ Mạch nguồn ƒ ƒ Các mạch ứng dụng cụ thể SV có thể tham khảophầnbàitập GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh www.ptit.edu.vn Trang 78 BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1