Bài giảng Vô tuyến điện đại cương - Chương 8: Chuyển mạch Transistor - Ngô Văn Thanh

Nội dung text: Bài giảng Vô tuyến điện đại cương - Chương 8: Chuyển mạch Transistor - Ngô Văn Thanh

1. VÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 2016
2. 2 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Tài liệu tham khảo [1] David B. Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999). [2] Dennis L. Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011). [3] Jon B. Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009). [4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT [5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT [6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn
3. 3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 8. CHUYỂN MẠCH TRANSISTOR 1. Transistor lưỡng cực 2. Các kiểu transistor 3. Chuyển mạch transistor
4. 4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Transistor lưỡng cực  Giới thiệu chung  Các loại chất bán dẫn . Chất bán dẫn loại p: có nồng độ lỗ trống cao . Chất bán dẫn loại n: có nồng độ điện tử cao hơn  Diode bán dẫn . Tạo bởi 2 bán dẫn loại p và n . p : nối với cực dương (anode) . n : nối với cực âm (cathode)  Bóng bán dẫn ngược (transistor npn) . Tạo bởi 2 tấm BD loại n và 1 tấm BD loại p  Bóng bán dẫn thuận (transistor pnp) . Tạo bởi 2 tấm BD loại p và 1 tấm BD loại n  Tên gọi các cực . Collector : cực góp . Base : cực gốc . Emitter : cực phát
5. 5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Transistor lưỡng cực  Bipolar Transistors  Bóng bán dẫn npn . Nối kiểu back-to-back giữa 2 diode : bóng ngược . Biểu thức liên hệ của dòng điện : là hiệu suất góp, cỡ khoảng 0.99 . Định luật Kirchhoff cho dòng điện . Hệ số khuếch đại dòng điện . Nếu . Ta có: . Ứng dụng để tạo mạch khuếch đại • Tín hiệu vào : cực gốc • Tín hiệu ra : cực góp
6. 6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Các kiểu transistor  Transistor Models  Xét mạch tương đương 1 diode . Hình quả trám ký hiệu cho nguồn cấp dòng . Nguồn cấp dòng phụ thuộc vào dòng điện khác (IB) . Ký hiệu nguồn cấp dòng không phụ thuộc là hình tròn  Xét mạch tương đương 2 diode . Dòng điện IB được tách thành 2 dòng • Ir : Dòng ngược (nghịch) : dòng đi ngược qua diode từ cực gốc đến cực góp hệ số khuếch đại • If : Dòng thuận: dòng đi qua diode từ cực gốc đến cực phát . Nguồn cấp dòng bao gồm 2 thành phần
7. 7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Các kiểu transistor  Xét điện áp 2 đầu cực C và E . Dòng qua cực gốc không đổi  Trạng thái hoạt động (ổn định) . điện áp VCE > 0 . dòng điện : . được sử dụng cho mạch khuếch đại  Trạng thái ngừng hoạt động . điện áp VCE < 0 . dòng điện : . miền hoạt động ngược . rất dễ bị hỏng do gần với ngưỡng đánh thủng  Trạng thái bão hòa . nằm trong khoảng điện áp rất hẹp . điện áp biến thiên nhanh
8. 8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Các kiểu transistor  Bảng tổng kết trạng thái Trạng thái VBE VBC VCE IC Hoạt động Vf VS IB Hoạt động ngược - VS > -(r +1) IB, < IB Tắt (off) < Vf < Vf 0 . VS : là điện áp ranh giới giữa vùng hoạt động và bão hòa, vào cỡ 0.1  0.2 V.
9. 9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Chuyển mạch transistor  Transistor Switches  Xét mạch điện . Dòng điều khiển : . • không có dòng ở cực góp • chuyển mạch ở trạng thái đóng (off) • tương đương với mạch không có transistor . • Điện trở giữa cực góp và cực phát là bé • transistor ở trạng thái bão hòa • chuyển mạch ở trạng thái mở (on) • tương đương với đoản mạch bởi transistor . Ứng dụng trong mạch lọc RF • Giữa máy phát và máy thu là mạch cộng hưởng nối tiếp • Khi nhận tín hiệu, transitor ở trạng thái đóng, tín hiệu ở tần số cộng hưởng sẽ truyền trực tiếp từ antenna đến máy thu • Khi phát tín hiệu, transitor ở trạng thái mở (đoản mạch), tín hiệu đến máy thu bị chặn lại.
10. 10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Chuyển mạch transistor  Chuyển mạch transistor pnp . đoản mạch tiếp mát (tiếp đất). . Nguồn điện áp được nối với cực gốc . Tải được nối với cực phát . Điều khiển điện áp cung cấp cho tải . Khi dòng cực gốc bằng 0 : transistor ở trạng thái đóng • Dòng điện và điện áp ở tải bằng 0 . Khi cấp dòng cho cực gốc : transistor ở trạng thái mở • Dòng điện được cấp cho tải