›
›

Bài giảng Vật liệu và linh kiện điện tử - Chương 6: Phân cực cho Transistor BJT

ppt 74 trang ngocly 3520
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Vật liệu và linh kiện điện tử - Chương 6: Phân cực cho Transistor BJT", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_vat_lieu_va_linh_kien_dien_tu_chuong_6_phan_cuc_ch.ppt

Nội dung text: Bài giảng Vật liệu và linh kiện điện tử - Chương 6: Phân cực cho Transistor BJT

  1. Chương 6: PHÂN CỰC CHO TRANSISTOR BJT 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 1
  2. I. ĐẠI CƯƠNG • Transistor có rất nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử, tuỳ theo từng ứng dụng cụ thể mà transistor cần phải được cung cấp điện áp và dòng điện cho từng chân một cách thích hợp. • Việc chọn điện áp nguồn và điện trở ở các chân transistor gọi là phân cực cho transistor. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 2
  3. II. PHÂN CỰC BẰNG HAI NGUỒN • 1. Trường hợp không có RE • Xét mạch điện hình 7.1 là mạch phân cực cho transistor có độ khuếch đại dòng điện  = 100 và VBE = 0,6V. RC IC 3k RB 120k + VCC V _ BB + IB 12V _ VBE 3V 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 3
  4. • Ở ngõ vào nguồn VBB cung cấp dòng điện IB cho cực B qua điện trở RB. • Ta có: V BB − V BE 3V − 0,6V I B = =  20A R B 120k • Suy ra dòng điện ở cực thu là: • IC = .IB = 100 20A = 2mA. • Ở ngõ ra dòng điện IC được cung cấp do nguồn VCC và dòng điện IC qua điện trở RC tạo giảm áp. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 4
  5. • Ta có: VCE = VCC – IC.RC • = 12V – (2mA 3k) = 6V • Trên transistor có dòng điện IC qua và chịu điện áp VCE nên tiêu hao một công suất là: • P = VCE.IC = 6V 2mA = 12mW • Từ các trị số dòng điện và điện áp trên ta có thể xác định điểm làm việc của transistor trên đặc tuyến ngõ ra. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 5
  6. • Từ công thức tính VCE ta có thể suy ra công thức tính IC như sau: VCC − VCE IC = R C • - Nếu: IC = 0 thì VCE = VCC VCC • - Nếu: VCE = 0V thì IC = = ICmax RC • Đườøng thẳng nối hai điểm VCE = VCC và ICmax V = gọiCClà đường tải tĩnh theo công thức: RC VCC − VCE IC = R C 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 6
  7. • Điểm làm việc của transistor là điểm có tọa độ Q (VCE = 6V, IC = 2mA) nằm trên đường tải tĩnh. • Khi thay đổi dòng điện IB sẽ làm thay đổi dòng điện IC và điểm làm việc của transistor sẽ thay đổi vị trí trên đườøng tải tĩnh (hình 7.2). 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 21/05/2021 7
  8. • Đặc tuyến ngõ ra IC ñöôøng taûi tænh ICmax 40A 3mA 30A Q 2mA 20A 1mA IB = A VCE 0V 3V 6V 9V 12V 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 8
  9. • 2. Trường hợp có RE • Trường hợp mạch điện hình 7.3 có thêm điện trở RE ở cực E và có dòng điện IE đi qua (IE  IC = .IB) sẽ tạo ra điện áp VB nên dòng điện ở ngõ vào IB được tính theo công thức: • VBB = IB.RB + VBE + IE.RE • Thay IE  .IB vào công thức trên ta có: • VBB = IB . RB + VBE +  . IB . RE • VBB = IB (RB + .RE) + VBE 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 9
  10. • Suy ra: VBB − VBE 3V − 0,7V 2,3V I B = = =  20A RB +   RE 70k + (100 0,5k) 120 • IC  IE = .IB = 100 20A = 2mA IC R IC ñöôøng taûi tænh C V 2,5k CC ICmax = = 4mA 40A RB 70k RC+RE 3mA 30A VCE + VCC Q 2mA 20A VBB IB _ 12V + VBE _ RE 1mA IB = 10A 3V I E 0,5k VCE 0V 3V 6V 9V 12V 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 10
  11. • Ta có thể tính điện áp từng chân của transistor so với điểm 0V theo các công thức • VE = IE.RE = 2mA 0,5k = 1V • VB = VE + VBE = 1V + 0, 7V = 1,7V • VC = VCC – (IC.RC) • = 12V – (2mA 2,5k) = 7V • Xét mạch ngõ ra để tìm phương trình đường tải tĩnh: • VCC = (IC.RC) + VCE + (IE.RE) (với IE  IC) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 11
  12. • Suy ra: VCC = IC (RC + RE) + VCE • Phương trình đường tải tĩnh là: VCC − VCE IC = R C + R E • Nếu: IC = 0 thì VCE = VCC VCC • Nếu: VCE = 0V thì IC = = ICmax R C + R E V • Nối liền hai điểm V = V và I = CC CE CC Cmax R + R • ta có đường tải tĩnh (hình 7.4). C E 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 12
  13. • Điện áp VCE ở điểm làm việc Q được tính theo công thức: • VCE = VCC – IC (RC + RE) • = 12V – 2mA (2,5k + 0,5k) = 6V • hay có thể tính được trực tiếp từ điện áp VC và VE đã có: • VCE = VC – VE = 7V – 1V = 6V • Điểm làm việc của Transistor là điểm nằm trên đường tải tĩnh và có tọa độ Q (VCE = 6V, IC = 2mA) (hình 7.4). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 13
  14. III. PHÂN CỰC BẰNG NGUỒN CHUNG • 1- Phân cực cho cực B bằng điện trở RB IC RC RB 520k 2,5k + VCC I VBE - 12V B RE 0,5k IE 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 14
  15. • Trong mạch điện hình 7.5 cực B dùng nguồn VCC giảm áp bằng điện trở RB nên dòng điện ngõ vào được tính theo công thức: VCC = IB.RB + VBE + IE.RE • VCC = IB.RB + VBE + .IB.RE • VCC = IB (RB + .RE) + VBE • Suy ra: VCC − VBE 12V − 0,6V I B = =  20A RB +   RE 520k + (100 0,5k) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 15
  16. • Dòng điện cực thu ở ngõ ra: • IC = .IB = 100 20A = 2mA • IE  IC = 2mA • Tính điện áp các chân: • VE = IE.RE = 2mA 0,5k = 1V • VB = VE + VBE = 1V + 0,7V = 1,7V • VC = VCC – (IB.RC) • = 12V – (2mA 2,5k) = 7V 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 16
  17. • Dòng điện cực thu ở ngõ ra: • IC = .IB = 100 20A = 2mA • IE  IC = 2mA • Tính điện áp các chân: • VE = IE.RE = 2mA 0,5k = 1V • VB = VE + VBE = 1V + 0,7V = 1,7V • VC = VCC – (IB.RC) • = 12V – (2mA 2,5k) = 7V 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 17
  18. • Điện áp VB có thể tính theo công thức xét ở ngõ vào: • VB = VCC – (IB.RB) • = 12V – (20A 520k)  1,6V • Phương trình đường tải tĩnh là: VCC − VCE IC = R C + R E • Trong mạch điện hình 7.5 có điện trở RE và RC giống như điện trở trong mạch điện 7.3 nên mạch này cũng có đường tải tĩnh và điểm làm việc giống như hình 7.4. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 18
  19. • 2. Phân cực cho cực B bằng cầu phân áp IC IC RC RC RB1 56k 2,5k 2,5k RB IR + VCC + VCC IB - 12V IB - RB2 + IE 12V RE RE 10k - IE 0,5k VBB 0,5k 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 19
  20. • 2. Phân cực cho cực B bằng cầu phân áp • Trong mạch điện hình 7.6 cực B được phân cực bằng nguồn VCC giảm áp qua cầu phân áp RB1 – RB2. • Ở ngõ vào có hai dòng điện là IR từ nguồn VCC đi qua hai điện trở RB1 và RB2 xuống mass và dòng điện IB từ nguồn qua điện trở RB1 vào transistor. Việc tính toán dòng điện và điện áp ở các chân transistor sẽ phức tạp hơn các mạch trên. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 20
  21. • Để tính toán phân cực cho transistor trong mạch này người ta dùng định lý Thevenin để đổi nguồn điện ngõ vào từ VCC và cầu phân áp RB1 – RB2 thành nguồn VBB và RB như mạch điện hình 7.7. • Công thức đổi nguồn điện theo định lý Thevenin là: R B 2 10k V BB = V CC  = 12V  1,8V R B1 + R B 2 56k + 10k R B1  R B 2 56k 10k R B = =  8,5k R B1 + R B 2 56k + 10k 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 21
  22. • Sau khi đổi nguồn ở ngõ vào, mạch điện hình 7.6 được đổi thành hình 7.7 và cách tính giống như trường hợp phân cực bằng hai nguồn riêng. • Ta vẫn tính dòng điện ngõ vào IB theo công thức: V BB − V BE 1,8V − 0,7V I B = = = 20A R B1 +   R E 8,5k + (100 0,5k) • Từ dòng điện IB ta có thể suy ra IC, IE và các điện áp VE, VB, VC và vẽ đường tải tĩnh tương tự các mạch trên. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 22
  23. IV. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI TRANSISTOR • Hầu hết các thông số của transistor đều bị thay đổi theo nhiệt độ, trong đó ba thông số chịu ảnh hưởng lớn nhất là dòng điện rỉ ICBO, độ khuếch đại , điện áp phân cực VBE. • 1. Ảnh hưởng đối với ICBO • Dòng điện rỉ ICBO là dòng các hạt tải thiểu số, khi nhiệt độ tăng thì dòng ICBO sẽ tăng theo hàm mũ. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 23
  24. • Thường đối với transistor gecmanium, nhiệt độ 0 tăng lên 12 C thì dòng ICBO tăng gấp đôi, đối với transistor silic, nhiệt độ tăng 80C thì dòng ICBO tăng gấp đôi. Tuy độ tăng dòng rỉ ICBO của silic lớn hơn germanium nhưng dòng rỉ ở nhiệt độ xác định của silic lại rất nhỏ so với dòng rỉ germanium. • Do đó, đối với transistor germanium yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lên dòng rỉ quan trọng hơn loại transistor silic. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 24
  25. • 2. Ảnh hưởng đối với độ khuếch đại  • Như đã biết độ khuếch đại  thay đổi theo dòng điện IC. Khi nhiệt độ tăng làm dòng điện IC tăng và  tăng theo. • 3. Ảnh hưởng đối với phân cực VBE • Điện áp phân cực VBE khoảng 0,6V đến 0,7V cho transistor Si và khoảng 0,1V đến 0,3V cho transistor Ge. Khi nhiệt độ tăng, VBE sẽ bị giảm. Thông thường, khi nhiệt độ tăng 10C thì VBE giảm khoảng 2,4mV. • Trong ba thông số trên dòng điện rỉ ICBO có ảnh hưởng quan trọng nhất. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 25
  26. V. CÁC PP ỔN ĐỊNH NHIỆT • Để tránh các ảnh hưởng của nhiệt độ lên các thông số của transistor có thể làm sai điểm làm việc tĩnh Q, người ta dùng các biện pháp phân cực cho transistor như sau: +VCC +VCC +VCC IC RC IC IC RB1 RB RB1 RC RC • VC VB VB • • • V VB V V V E I E E BE B RB2 RB2 Th IE RE IE RE IE RE 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 26
  27. • 1. Dùng điện trở RE để ổn định nhiệt • Theo mạch điện hình 7.8a, khi nhiệt độ tăng thì dòng điện IC tăng lên làm dòng điện IE tăng theo. • Khi IE tăng sẽ làm VE tăng (VE = IE.RE) trong khi điện áp phân cực VB sẽ giảm xuống (VBE = VB- VE) làm cho dòng điện IB giảm xuống theo đặc tính ngõ vào IB/ VBE. • Dòng điện IB giảm sẽ kéo theo IC giảm xuống và nhiệt độ transistor sẽ được ổn định. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 27
  28. • 2. Dùng điện trở RB hồi tiếp từ cực C • Theo mạch điện hình 7.8b điện áp phân cực VB được lấy từ cực C giảm áp qua điện trở RB. Trong mạch này dòng điện ngõ vào IB được tính theo công thức: VC − VBE I B = RB +   RE • Khi nhiệt độ tăng làm IC tăng và VC bị giảm (vì VC = VCC – IC.RC). Theo công thức trên khi VC giảm sẽ làm cho IB bị giảm xuống kéo theo IC giảm xuống, nhiệt độ transistor được ổn định. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 28
  29. • 3. Dùng cầu phân áp có điện trở nhiệt • Mạch điện hình 7.8c có điện trở nhiệt Th ghép song song điện trở RB2 là loại điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm. Điện trở này được đặt gần vỏ của transistor nên khi nhiệt độ của transistor tăng lên thì điện trở nhiệt bị nóng và giảm trị số điện trở làm giảm thấp điện áp phân cực VB. Lúc đó dòng điện IB giảm xuống kéo IC giảm theo. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 29
  30. BA CÁCH RÁP CĂN BẢN VÀ MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA TRANSISTOR 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 30
  31. I. MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR 1. Mạch khuếch đại đơn giản 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 31
  32. Trong sơ đồ mạch khuếch đại hình 8.1, transistor có điện trở RC để lấy điện áp của tín hiệu ở ngõ ra, điện trở RE để ổn định nhiệt, cầu phân áp RB1-RB2 phân cực một chiều cho cực B để chọn điểm làm việc tĩnh Q trên đặc tuyến ngõ ra. Các tụ điện C1, C2 gọi là tụ điện liên lạc có tác dụng cách ly điện áp một chiều giữa các chân B và C của transistor với nguồn tín hiệu ở ngõ vào và mạch điện ở ngõ ra. Tụ điện CE ghép song song điện trở RE gọi là tụ phân dòng để lọc bỏ tín hiệu xoay chiều trên cực E xuống mass. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 32
  33. Các tụ điện C1, C2, CE có trị số được chọn sao cho có dung kháng rất nhỏ so với trị số các điện trở trong mạch ở tần số của tín hiệu khuếch đại. Điện trở RS là nội trở của nguồn tín hiệu VS. Nguồn tín hiệu VS có biên độ hiệu dụng nhỏ ở mức vài mV đến vài chục mV. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 33
  34. 2. Xét trạng thái tĩnh điện Mạch điện hình 8.1 giống như mạch phân cực cho cực B bằng cầu phân áp hình 7.6 nên việc tính toán các dòng điện và điện áp ở mỗi transistor cũng giống như vậy. Ta có: Trong đó: VBB và RB được tính theo định lý Thevenin. Suy ra: IC = IE = 2mA VC = 7V, VE = 1V, VB = 1,7V VBE = 0,7V, VCE = 6V 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 34
  35. Tương tự, ta có thể vẽ đường tải tĩnh như đặc tuyến ngõ ra hình 8.2b theo phương trình đường tải là: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 35
  36. 3. Xét trạng thái xoay chiều a)Tác dụng của các tụ điện: Ở trạng thái xoay chiều thì phải xét dung kháng của các tụ C1, C2 và CE. Giả sử đây là mạch khuếch đại tín hiệu âm tần và tần số âm tần được chọn để tính toán là f = 1kHz. Ta có: và 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 36
  37. Dung kháng XC1, XC2 và XCE có giá trị rất nhỏ so với các trị số điện trở trong mạch nên được coi như nối tắt. Mặt khác, điện áp nguồn VCC cũng có một tụ lọc nguồn trị số rất lớn nên nguồn VCC cũng được coi như nối tắt xuống mass đối với xoay chiều (gọi là mass xoay chiều). Như vậy, ở trạng thái xoay chiều mạch điện hình 8.1 có thể vẽ lại như hình 8.3: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 37
  38. a)Tổng trở ngõ vào: Trong mạch tương đương ở trạng thái xoay chiều hình 8.3 thì ri là điện trở ngõ vào của transistor xét từ cực B đến cực E. Ba điện trở RB1, RB2 và ri song song với nhau gọi là tổng trở ngõ vào Ri trong đó RB1 và RB2 song song chính là RB. Ta có: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 38
  39. c) Đường tải động: Ở ngõ ra do tụ phân dòng CE nối tắt đối với xoay chiều nên cực E nối mass. Lúc đó, điện trở tải chỉ còn có RC, do đó, đường tải ở trạng thái xoay chiều gọi là đường tải động khác với đường tải tĩnh. Đường tải động là đường đi qua điểm Q và cắt trục IC ở điểm ICmax = 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 39
  40. d) Xét sự biến thiên của tín hiệu: Giả sử nguồn tín hiệu VS có biên độ tín hiệu trị số đỉnh là VS(p) = 22mV điện áp này giảm qua nội trở nguồn RS và cho điện áp xoay chiều vào transistor theo công thức: Như vậy, điện áp vào transistor có trị số đỉnh là: -3 Vi(p) = 0,68VS(p) = 0,68 22.10 = 15mV 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 40
  41. * Khi tín hiệu vào transistor có bán kỳ dương (+ 15mV): Ở ngõ vào điện áp VBE tăng làm IB tăng từ 20A lên 30A (hình 8.2a). Ở ngõ ra dòng điện IC tăng từ 2mA lên 3mA (hình 8.2b) và làm điện áp VC giảm xuống theo công thức: VC = VCC – IC.RC = 12– (3.10-3 2,5.103) = 4,5V Mức biến thiên xoay chiều của IC là: IC = 3mA – 2mA= +1mA (bán kỳ dương) Mức biến thiên xoay chiều của VCE là: VCE = 4,5V – 7V = -2,5 (bán kỳ âm) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 41
  42. Vi(mV) +15 + t - -15 IB (A) +10 + t - -10 IC(mA) +1 + t - -1 VCE(V) +2,5 + t - -2,5 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 42
  43. * Khi tín hiệu vào transistor có bán kỳ âm (- 15mV): Ở ngõ vào điện áp VBE giảm làm IB giảm từ 20A xuống 10A. Ở ngõ ra dòng điện IC giảm từ 2mA xuống còn 1mA và làm điện áp VC tăng lên theo công thức: VC = VCC – IC.RC = 12 – (1.10-3 2,5.103) = 9,5V Mức biến thiên xoay chiều của IC là: IC = 1mA – 2mA = -1mA(bán kỳ âm) Mức biến thiên xoay chiều của VCE là: VCE = 9,5V – 7V = +2,5V(bán kỳ dương) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 43
  44. e) Xét góc pha của các tín hiệu: Ở ngõ vào điện áp vi = vbe và dòng điện ib đồng pha nhau. Dòng điện ib và ic là hai dòng điện đồng pha nhau. Ở ngõ ra dòng điện ic và điện áp vce đảo pha nhau. Suy ra: vce và vi là hai điện áp đảo pha nhau. Hình 8.4 cho thấy góc pha của các dòng điện và điện áp ở ngõ vào và ngõ ra. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 44
  45. 4. Tính độ khuếch đại a) Độ khuếch đại dòng điện: Độ khuếch đại dòng điện là tỉ số giữa dòng điện xoay chiều ở ngõ ra và ngõ vào. 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 21/05/2021 45
  46. b) Độ khuếch đại điện áp: Độ khuếch đại điện áp là tỉ số giữa điện áp xoay chiều ở ngõ ra và ngõ vào. Xét độ khuếch đại điện áp riêng của transistor: (dấu trừ (-) chỉ đảo pha) Thay số vào ta có: AV = -100 = - 166 lần Dấu (-) trong công thức có ý nghĩa là tín hiệu ở ngõ ra và ngõ vào đảo pha nhau. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 46
  47. Xét độ khuếch đại điện áp chung của mạch. Ta đã có: Suy ra: Thay vào AVS ta có: Thay số vào ta có: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 47
  48. Kết luận: Trong mạch điện tử transistor có tác dụng khuếch đại tín hiệu xoay chiều từ biên độ nhỏ lên biên độ lớn hơn nhiều lần cả về điện áp và cường độ dòng điện. Từ độ khuếch đại điện áp AV và độ khuếch đại dòng điện Ai ta có thể tính được độ khuếch đại công suất của transistor theo công thức: A P = AV A I 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 48
  49. II. BA CÁCH RÁP CĂN BẢN Mạch khuếch đại hình 8.1 có tín hiệu vào ở cực B và tín hiệu lấy ra ở cực C, cực E có tụ phân dòng CE xuống mass nên cực E không có tín hiệu xoay chiều được gọi là cực chung. Mạch này gọi là mạch khuếch đại ráp kiểu E chung. Tương tự, transistor còn có thể ráp theo kiểu cực B chung hay C chung. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 49
  50. 1. Mạch khuếch đại ráp kiểu E chung (CE: Common Emitter) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 50
  51. Các thông số kỹ thuật của mạch: a) Tổng trở ngõ vào: b) Tổng trở ngõ ra: c) Độ khuếch đại dòng điện: d) Độ khuếch đại điện áp: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 51
  52. 2. Mạch khuếch đại ráp kiểu B chung (CB: Common Base) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 52
  53. Các thông số kỹ thuật của mạch: a) Tổng trở ngõ vào: b) Tổng trở ngõ ra: c) Độ khuếch đại dòng điện: d) Độ khuếch đại điện áp: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 53
  54. III. Độ khuếch đại ráp kiểu C chung (CC: Common Collector) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 54
  55. Các thông số kỹ thuật của mạch: a) Tổng trở ngõ vào: b) Tổng trở ngõ ra: c) Độ khuếch đại dòng điện: d) Độ khuếch đại điện áp: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 55
  56. III. MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA TRANSISTOR Transistor là một linh kiện có tính phi tuyến nhưng nếu xét ở mức tín hiệu nhỏ thì ảnh hưởng của tính phi tuyến không quan trọng. Trong điều kiện này người ta có thể phân tích mạch khuếch đại dùng transistor bằng lý thuyết tuyến tính, trong đó transistor được đổi thành mạch tương đương gồm các phần tử như điện trở, nguồn dòng điện và nguồn điện áp (hình 8.8). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 56
  57. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 57
  58. Mạch tương đương của transistor có thể vẽ như hình 8.9 trong đó rb là điện trở từ cực B vào giữa vùng bán dẫn của cực B, re là điện trở thuận ở trạng thái xoay chiều của diod BE, rc là điện trở nghịch của diod BC. Điện trở rb có trị số nhỏ khoảng vài chục ohm đến vài trăm ohm. Điện trở re là điện trở động của diod BE nên được tính theo công thức của diod là: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 58
  59. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 59
  60. Điện trở rc là điện trở nghịch của diod BC có trị số rất lớn khoảng vài trăm kilo-ohm được coi như cách điện giữa C và B, do đó, không có dòng điện từ C qua diod BC ra ở cực B, nhưng có dòng điện IC qua mối nối và ra ở cực E. Như vậy, ở ngõ ra mạch tương đương được đổi lại là cực C không dính vào cực B và có nguồn dòng điện IC đi từ C qua E (hình 8.10). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 60
  61. Mạch tương đương của transistor dùng thông số hybrid (gọi là thông số lai) nên các thông số có ký hiệu chữ h như: - hie = tổng trở ngõ vào kiểu E chung (i: input) - hfe = độ khuếch đại dòng điện thuận kiểu E chung (f: forward) - hoe = tổng dẫn ngõ ra (nghịch đảo của tổng trở ngõ ra) kiểu E chung (o: output). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 61
  62. 1. Mạch tương đương kiểu E chung -Tính tổng trở ngõ vào: -Tổng trở ngõ ra: ro = = vài chục - vài trăm k. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 62
  63. Do ro có trị số rất lớn nên nhiều trường hợp có thể bỏ ro. - Tính độ khuếch đại dòng điện: (  vài chục đến vài trăm) - Tính độ khuếch đại điện áp: (  vài trăm lần) Xét góc pha: điện áp của tín hiệu vào ra đảo pha. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 63
  64. 2. Mạch tương đương kiểu B chung vi ie re + ib rb - Tính tổng trở ngõ vào: ri = = ii ie  ib re + ib rb  re + rb ri = =  ib  h r = ie (  vài chục ohm) i  21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 64
  65. - Tổng trở ra: vo ro =  vài trăm k (vì BC phân cực ngược) ic - Tính độ khuếch đại dòng điện: i i  i o c b  A  1 AI = = = =  1 I ii ie ( + 1) ib  + 1 - Tính độ khuếch đại điện áp: (  vài trăm lần) Xét góc pha: điện áp của tín hiệu vào và ra đồng pha. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 65
  66. 3. Mạch tương đương kiểu C chung - Tính tổng trở ngõ vào: ri = rb + .re + .RE ri = hie + .RE (  vài trăm k) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 66
  67. - Tính tổng trở ngõ ra: Điện trở RB là điện trở của cầu phân áp RB1 song song RB2. Khi đứng từ ngõ ra nhìn vào mạch thì ta thấy điện trở RB song song nội trở của nguồn rs. Thường điện trở RB rất lớn so với rs nên điện trở tương đương của RB song song rs cũng chính là rs. Mạch tương đương được vẽ lại như hình 8.13b. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 67
  68. Tổng trở ngõ ra là: Theo mạch tương đương thì các điện trở rs, rb và re ghép nối tiếp nhau và song song với điện trở tải RE. Ta có: ve = ie.RE = ib (rs + rb + re) Suy ra (  vài chục ) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 68
  69. - Tính độ khuếch độ dòng điện: A I =  + 1 - Tính độ khuếch đại điện áp: A V  1 (vì rb +  re << RE) Xét góc pha: Khi VB tăng làm IB tăng và IE tăng nên VE cũng tăng theo, do đó, điện áp của tín hiệu vào và ra đồng pha. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 69
  70. IV. BẢNG SO SÁNH CÁC THÔNG SỐ THEO BA CÁCH RÁP Caùch raùp E chung B chung C chung h h = r + r ie (vaøi chuïc h + R Toång trôû vaøo r ie b e ie E i (vaøi traêm )  ) (vaøi traêm k) 1 r + (r + r ) e  b s Toång trôû ra ro Vaøi chuïc k Vaøi traêm k (vaøi chuïc ) R R −  C  C Ñoä khueách ñaïi h hie ie  1 ñieän aùp A V (vaøi traêm laàn) (vaøi traêm laàn) h =  Ñoä khueách ñaïi fe  +1 (vaøi chuïc – (vaøi chuïc – vaøi  1 doøng ñieän A vaøi traêm) i traêm) Pha giöõa tín Ñaûo pha Ñoàng pha Ñoàng pha hieäu vaøo vaø ra 21/05/2021 70
  71. Nhận xét: 1.Transistor ráp kiểu E chung có độ khuếch đại mạnh nhất vì AI và AV đều lớn. 2.Transistor ráp kiểu B chung có ri rất nhỏ (ri = ) và ro rất lớn nên dùng để đổi tổng trở từ nhỏ ra lớn. 3.Transistor ráp kiểu C chung có ri rất lớn và ro rất nhỏ nên dùng để đổi tổng trở từ lớn ra nhỏ. 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 21/05/2021 71
  72. V. BA TRẠNG THÁI CỦA TRANSISTOR 1. Trạng thái ngưng dẫn Nếu phân cực cho transistor có VBE < V (VBE = 0V-0,6V) thì transistor ngưng dẫn, dòng điện IB = 0, IC = 0 và VCE  VCC. Lúc đó, chỉ có dòng điện rỉ qua transistor rất nhỏ không đáng kể. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 72
  73. 2. Trạng thái khuếch đại Nếu phân cực cho transistor có VBE = 0,6V  0,75V transistor dẫn điện và có dòng điện IB, dòng điện IC tăng theo IB qua hệ số khuếch đại . Lúc đó, điểm làm việc của transistor sẽ nằm trên đường tải tĩnh và khi IB tăng và IC tăng và VCE giảm. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 73
  74. 3. Trạng thái bão hòa Nếu phân cực cho transistor có VBE 0,8V thì transistor sẽ dẫn rất mạnh gọi là bão hòa. Lúc đó, IB tăng cao làm IC tăng cao đến mức gần bằng và điện áp VCE giảm còn rất nhỏ ( 0,2V) gọi là điện áp VCEsat (saturation) hay là VCE bão hòa. Ba trạng thái của transistor được mô tả trên đặc tuyến ngõ ra của transistor hình 8.15. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 74