Ta biết BJT có thể hoạt động trong 3 vùng: - Vùng tác động: Vùng khuếch đại hay tuyến tính với nối B-E phân cực thuận nối B-C phân cực nghịch - Vùng bảo hòa: Nối B-E phân cực thuận Nố
Trang 1MẠCH ĐIỆN TỬ
Chương II
MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG BJT
*******
1 Mục tiêu
2 Kiến thức cơ bản cần có khi học chương này
3 Tài liệu tham khảo liên quan đến chương
4 Nội dung:
2.10 Mạch khuếch đại cực thu chung.
2.11 Mạch khuếch đại cực nền chung.
2.12 Phân giải theo thông số h đơn giản.
2.13 Phân giải theo thông số h đầy đủ.
Bài tập cuối chương.
5 Vấn đề nghiên cứu của chương kế tiếp
Ta biết BJT có thể hoạt động trong 3 vùng:
- Vùng tác động: (Vùng khuếch đại hay tuyến tính)
với nối B-E phân cực thuận nối B-C phân cực nghịch
- Vùng bảo hòa: Nối B-E phân cực thuận
Nối B-C phân cực thuận
- Vùng ngưng: Nối B-E phân cực nghịch
Tùy theo nhiệm vụ mà hoạt động của transistor phải được đặt trong vùng nào Như vậy, phân cực transistor là đưa các điện thế một chiều vào các cực của transistor như thế nào để transistor hoạt động trong vùng mong muốn Dĩ nhiên người ta còn phải thực hiện một số biện pháp khác để ổn định hoạt động transistor nhất là khi nhiệt độ của transistor thay đổi
Trong chương này, ta khảo sát chủ yếu ở BJT NPN nhưng các kết qủa và phương pháp phân tích vẫn đúng với BJT PNP, chỉ cần chú ý đến chiều dòng điện và cực tính của nguồn điện thế 1 chiều
2.1 PHÂN CỰC CỐ ÐỊNH: (FIXED-BIAS)
Mạch cơ bản như hình 2.1
Trang 2Phương pháp chung để phân giải mạch phân cực gồm ba bước:
- Bước 1 : Dùng mạch điện ngõ vào để xác định dòng điện ngõ vào (IB hoặc IE)
- Bước 2: Suy ra dòng điện ngõ ra từ các liên hệ IC=IB IC=IE
- Bước 3:Dùng mạch điện ngõ ra để tìm các thông số còn lại (điện thế tại các chân, giữa các
chân của BJT )
Áp dụng vào mạch điện hình 2.1
* Sự bảo hòa của BJT:
Sự liên hệ giữa IC và IB sẽ quyết định BJT có hoạt động trong vùng tuyến tính hay không Ðể BJT hoạt động trong vùng tuyến tính thì nối thu - nền phải phân cực nghịch Ở BJT NPN và cụ thể ở hình 2.1 ta phải có:
Trang 3thì BJT sẽ đi dần vào hoạt động trong vùng bão hòa Từ điều kiện này và liên hệ IC=IB ta tìm được trị
số tối đa của IB, từ đó chọn RB sao cho thích hợp
2.2 PHÂN CỰC ỔN ÐỊNH CỰC PHÁT: (EMITTER - STABILIZED BIAS)
Mạch cơ bản giống mạch phân cực cố định, nhưng ở cực phát được mắc thêm một điện trở RE
xuống mass Cách tính phân cực cũng có các bước giống như ở mạch phân cực cố định
* Sự bảo hòa của BJT :
Tương tự như trong mạch phân cực cố định, bằng cách cho nối tắt giữa cực thu và cực phát ta tìm được dòng điện cực thu bảo hòa ICsat
Ta thấy khi thêm RE vào, ICsat nhỏ hơn trong trường hợp phân cực cố định, tức BJT dễ bão hòa hơn
2.3 PHÂN CỰC BẰNG CẦU CHIA ĐIỆN THẾ: (VOLTAGE - DIVIDER BIAS)
Mạch cơ bản có dạng hình 2.3 Dùng định lý Thevenin biến đổi thành mạch hình 2.3b
Trang 4
Trong đó:
Mạch nền - phát:
VBB= RBBIB+VBE+REIE
Thay: IE=(1+)IB
Suy ra IC từ liên hệ: IC=IB
* Cách phân tích gần đúng:
Trong cách phân cực này, trong một số điều kiện, ta có thể dùng phương pháp tính gần đúng Ðể
ý là điện trở ngõ vào của BJT nhìn từ cực B khi có RE là:
Trang 5Ta thấy, nếu xem nội trở của nguồn VBE không đáng kể so với (1+)RE thì Ri=(1+)RE Nếu
Ri>>R2 thì dòng IB<<I2 nên I1# I2, nghĩa là R2//Ri # R2 Do đó điện thế tại chân B có thể được tính một cách gần đúng:
Vì Ri=(1+)RE # RE nên thường trong thực tế người ta có thể chấp nhận cách tính gần đúng này khi RE 10R2
Khi xác định xong VB, VE có thể tính bằng:
Trong cách tính phân cực này, ta thấy không có sự hiện diện của hệ số Ðiểm tĩnh điều hành
Q được xác định bởi IC và VCE như vậy độc lập với Ðây là một ưu điểm của mạch phân cực với điện trở cực phát RE vì hệ số rất nhạy đối với nhiệt độ mặc dù khi có RE độ khuếch đại của BJT có suy giảm
2.4 PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP ÐIỆN THẾ: (Dc Bias With Voltage Feedback)
Ðây cũng là cách phân cực cải thiện độ ổn định cho hoạt động của BJT