GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT XUNG - CHƯƠNG 3 CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ pptx

Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Dạng sóng tín hiệu Chương Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP DIODE DÙNG NHƯ MỘT CHUYỂN MẠC H Phân cực thuận diode điệ n áp ngưỡng V Điện trở ac diode Mạch tương đương Diode phân cực ngược HCM DIODE ZENER TP huat Khi phân cực thuận diode zener Ky t ham Khi phân cực ngược diode zener DH Su p g Các thông số làm việc Truon Zener n© qu a Mạch tương đương củyeZener Ban CÁC DẠNG DIODE THÔNG DỤNG KHÁC Diode phát quang LED Diode Schottky TRANSISTOR MỐI NÔÍ: Transistor BJT Khi Transistor hoạt động khuếch đại Khi Transistor hoạt động chế độ chuyển mạch Khi Transistor hoạt động chế độ chuyển mạch Các thông số làm việc Transistor Ở CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CỦA DIODE BÁN DẪN PN Xét trạng thái chuyển mạch Cải thiện tốc độ CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CỦA TRANSISTOR Xét trạng thái chuyển mạch Cải thiện dạng sóng BÀI TẬP LIỆT KÊ CÁC HÌNH Hình Hình Hình Hình 3-1 Cấu tạo, kí hiệu 3-2 Đặc tuyến diode 3-3 Phân cực thuận diode 3-4 Đặc tuyến PCT diode Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình SPKT – Nguyễn Đình Phú 3-5 Ản h hưởn g nhiệt độ 3-6 Xác định điện trở dc diode điểm làm việc 3-7 Khi có tín hiệu nhỏ ac 3-8 Xác định điện trở ac điểm Q 3-9 Mạch TĐ diode thường 3-10 Mạch TĐ diode bỏ qua điện trở nội 3-11 Mạch TĐ diode lý tưởng 3-12 Mạch PCN diode đặc tuyến 3-13 Mạch TĐ diode PCN 3-14 Mạch TĐ diode PCN diode lý tưởng 3-15 Kí hiệu diode zener 3-16 Đặc tuyến diode zener 3-17 Mạch ổn áp dùng diode zener 3-18 Mạch TĐ PCT PCN diode zener 3-19 Kí hiệu, hình dạng thực tế cấu tạo LED 3-20 Mạch điều khiển led 3-21 Mạch điều khiển led 3-22 Kí hiệu HCM TP huat 3-23 Đặc tuyến diode Schottky vaø diode PN Ky t pham 3-24 Transistor NPN H Su ng D 3-25 Transistor PNP Truo n© 3-26 Mạch dùng BJT quye an B 3-27 Đặc tuyến đường tải DC 3-28 Khi thay đổi RC Hình 3-29 Khi thay đổi VCC Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 3-30 Mạch tương đương trạng thái tắt BJT 3-31 Mạch tương đương trạng thái dẫn BJT 3-32 Đặc tuyến làm việc chuyển mạch BJT 3-33 Mạch ví dụ 3-1 3-34 Đặc tuyến thông số giới hạn BJT 3-35 Đặc tuyến chuyển đổi tắt dẫn BJT 3-36 Chuyển mạch dùng FET đặc tuyến chuyển đổi tắt dẫn 3-37 Cổng NOT dùng FET 3-38 Mạch điện 3-39 Dạn g sóng vào 3-40 Bù tụ C 3-41 Dạn g sóng sau bù 3-42 Mạch điện 3-43 Dạn g sóng vào 3-44 Bù tụ C 3-45 Transistor có chống bảo hoà sâu 60 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử I SPKT – Nguyễn Việt Hùng Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP: DIODE DÙNG NHƯ MỘT CHUYỂN MẠC H: Kí hiệu đặc tuyến diode hình 3-1 3-2 Hình 3-1 Cấu tạo, kí hiệu Hình 3-2 Đặc tuyếM diode n P HC T Trong mối nối P-N quan hệ dòng điện điện áp theohuat phương trình sau: yt am K u V h V Se pD T  I D DH I g S ruon  Is = dòng điện bảo hòa ngược n©T quye o vật liệu 1≤≤2  : số phụathuộc B n kT  VT: hiệu điện nhiệt VT  k q  Tk : nhiệt độ Kelvin Tk = Tc +273  q: điện tích q = 1,6 x 10-19 C  k: số Boltzman k = 1,38 x 10-23 J/ 0K   (3-1) Khi phân cực thuận: mạch điện đặc tuyến hình 3-3 3-4: Hình 3-3 Phân cực thuận diode a Hình 3-4 Đặc tuyến PCT diode Phân cực thuận diode điệ n áp ngưỡng V : Khi phân cực thuận (PCT) diode bắt đầu dẫn điệN áp phân cực VD  V AK  V 61 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử Với V SPKT – Nguyễn Đình Phú điện áp ngưỡng: với diode Si V  0,7V (hoặc nằm khoảng V  0,6V  0,8V ), với diode Ge V  0, 2V (hoặc nằm khoản g V  0,1V  0,3V ) Ảnh hưở ng nhiệt độ lên V : nhiệt độ tăng V giảm khoảng  2mV  C cho Si Ge Hình 3-5 Ản h hưởn g nhiệt độ b Điện trở ac diode rd : HCM TP t cách đơn giản cách Điện trở dc diode điểm hoạt động tìm uat y mộ thấ y th Kn áp nguồn cung cấp dc trình bày tìm mức điện áp VD dòng điện ID tương ứng vớam i điệ ph H Su hình 3-6 áp dụn g phương trình sau: g D ruon n © T R  VD (3-2) D quye ID Ban Các mức điện trở dc vị trí uốn cong phía lớn điện trở từ khúc uốn cong trở lên Các mức điện trở vùng phân cực nghịch lớn Hình 3-6 Xác định điện trở dc diode điểm làm việc Trong phương trình (3-2) điện trở dc diode không phụ thuộc vào hình dạng đặc tính vùng xung quanh điểm tónh Q Nếu xếp chồng nguồn tín hiệu sin lên nguồ n điện áp dc tín hiệu vào thay đổi làm điểm hoạt động thay đổi lên xuống hình 3-7 Nếu tín hiệ u biến thiê n đưa đến bằn g 0, điểm hoạt động điểm Q xuất hình 3-8 xác định mức điện áp dc Điểm gán chữ Q rút từ chữ quiscent có nghóa mức không thay đổi hay gọi điểm tónh 62 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 3-7 Khi có tín hiệu nhỏ ac Hình 3-8 Xác định điện trở ac điểm Q Phương trình tính điện trở độn g diode là: V D rD  I D (3-3) Trường hợp η = xét nhiệt độ phòng TC  25 o C VT = 26mV: 26mV rD  (2-6) ID Giá trị điện trở thuận diode khoảng rD  5  10 HCM c Mạch tương đương: TP huat Khi phân cực thuận, chế độ xác lập, ta có mạcam Ky t h điện tương đương (TĐ) diode u h hình 3-9, 3-10, 3-11 Khi sử dụng diode làm chuyểnpmạch tuỳ trường hợp ta sử dụng DH S g mạch tương đương diode © Truon n quye Ban Hình 3-9 Mạch TĐ diode thường Hình 3-10 Mạch TĐ diode bỏ qua điện trở nội 63 Kỹ thuaät xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 3-11 Mạch TĐ diode lý tưởng d Diode phân cực ngược: Khi diode phân cực ngược (PCN) xuất hiệ n dòng điệ n rỉ bảo hoà I o khôn g phục thuộc vào điện áp phân cực ngược Sơ đồ phân cực ngược đặc tuyến hình 3-12 H Su ng D ruo K pham M P HC uat T y th n©T quye an B Hình 3-12 Mạch PCN diode đặc tuyến Đối với diode Si dòng I o có giá trị khoảng nA, với diode Ge dòng I o có giá trị khoản g µA Dòng I o nhạy với nhiệt độ: với diode Si dòng I o tăng gấp nhiệt độ tăng thêm ∙C, với diode Ge dò ng I o tăng gấp nhiệt độ tăng thêm 10 ∙C, Mạch tương đương diode phân cực ngược hình 3-7: Hình 3-13 Mạch TĐ diode PCN Mạch tương đương diode lý tưởng phân cực ngược hình 3-14: Hình 3-14 Mạch TĐ diode PCN diode lý tưởng Khi sử dụng diode cần phải biết thông số sau: 64 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử  Điện áp ngược lớn mà diode chịu đựng được: Vng max  Dòng điệ n thuận lớn mà diode chịu đựng được: I th max  SPKT – Nguyễn Việt Hùng Tần số hoạt động lớn diode: f max DIODE ZENER: Kí hiệu đặc tuyến diode zener hình 3-15 3-16 Hình 3-15 Kí hiệu diode zener Hình 3-16 Đặc tuyến diode zener a Khi phân cực thuận diode zener: HCM TP h at Diode zener hoạt động giống diode thường điện áp u Ky t ngưỡng để diode dẫn V  0,6V am u ph b Khi phân cực ngược diode zener: g DH S ruon Khi điện áp nguồ n nhỏyen ©điệ n áp phân cực ngược zener : V  VZ dòng zener T n qu dòng bảo hoà ngược Ba  I o IZ Khi điện áp nguồn lớn hay điện áp phân cực ngược zener : V  VZ diode zener bắt đầu dẫn làm tăng dòng áp không tăng: V  VZ c Các thông số làm việc Zener: Khi sử dụng diode zener cần biết:  Điện áp làm việc phân cực zener: VZ  Công suất làm việc cực đại zener dòng làm việc cực đại I Z max Nhà sản xuất thường cho VZ  2V  200V công suất PZ max  0,5W  100W Chú ý sử dụng diode zener phải có điện trở hạn dòng hình 3-17 giá trị điện trở hạn dòng tính theo côn g thức: Rhc   V  VZ  V  VZ suy công suất diode zener PZ    R  I T   VZ  I T  0,2 I T   T 65 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 3-17 Mạch ổn áp dùng diode zener d Mạch tương đương Zener: Do diode hoạt động vùng PCT PCN với đặc tuyến hình 3-16 ta có mạch tương đương hình 3-18: H Su ng D ruo K pham M P HC uat T y th n©T quye an B Hình 3-18 Mạch TĐ PCT PCN diode zener CÁC DẠNG DIODE THÔNG DỤNG KHÁC: a Diode phát quang LED: Kí hiệu mạch điều khiển Led sáng hình 3-15 3-16: Hình 3-19 Kí hiệu, hình dạng thực tế cấu tạo LED Khi điện áp nguồ n cung cấp bằn g điện áp làm việc Led led phát sáng nguồn cung cấp lớn phải có điện trở hạn dòng cho led hình 3-20 cho trường hợp led trường hợ p nhiều led hình 3-21 66 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Việt Hùng Điện áp VLED  1,5V  2V tuỳ thuộc vào kích thước led mà áp dòng thay đổi từ vài mA đến 20mA Chú ý: điện áp phân cực ngược cho led VPCNLED  5V nên sử dụng điện áp PCN phải nhỏ 5V để Led không bị hỏng Hình 3-20 Mạch điều khiển led K pham b Diode Schottky: Ban M P HC uat T y th H Su ng D uo © Tr Hình 3-21 Mạch điều khiển led yen qu Cấu tạo diode Schottky tiếp xúc Schottky Ứng dụng mạch yêu cầu tốc độ chuyển mạch nhanh Kí hiệu đặc tuyến diode Schottky hình 3-22 3-23: Hình 3-22 Kí hiệu, cấu tạo Hình 3-23 Đặc tuyến diode Schottky diode PN TRANSISTOR MỐI NÔÍ: Nhắc lại transistor: cấu tạo kí hiệu transistor hình 3-24 3-25: 67 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 3-24 Transistor NPN a Hình 3-25 Transistor PNP Transistor BJT: Transistor có vùng làm việc: ngưng dẫn, khuếch đại dẫn bảo hoà Trong kỹ thuật xung ta thường sử dụng transistor làm việc vùng ngưng dẫn dẫn bảo hoà Xét mạch điện dùng transistor BJT hình 3-26: H Su ng D ruo K pham M P HC uat T y th n©T quye an B Hình 3-26 Mạch dùng BJT b Khi Transistor hoạt động khuếch đại: Khi transistor làm việc chế độ khuếch đại ta có phương trình sau: Dòng điệ n: I C  I B Điện áp: VCE  VCC  I C RC Hay IC   V VCE  CC phương trình đườn g tải DC đồ thị RC RC phương trình hình 3-25: 68 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 3-27 Đặc tuyến đường tải DC Khi thay đổi điện trở RC với giá trị khác ta có đặc tuyến thay đổi hình 328 thay đổi nguồn cung cấp VCC ta đặc tuyến hình 3-29 H Su ng D ruo K pham M P HC uat T y th n©T quye an B Hình 3-28 Khi thay đổi RC c Hình 3-29 Khi thay đổi VCC Khi Transistor hoạt động chế độ chuyển mạch: Ở chế độ chuyển mạch BJT thường hoạt động cấu hình E chung BJT làm việc trạng thái tắt dẫn bảo hoà Ở trạng thái tắt: tín hiệu vào 0, I B  transistor ngưng dẫn mạch tương đương hình 3-30: Hình 3-30 Mạch tương đương trạng thái tắt BJT Điện áp ra: VCE  VCC  I C RC  VCC Với transistor ta có phương trình: 69 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Đình Phú I C  I E  I CO  I E  I B  I C Thế phương trình thứ vào phương trình ta được: I C   I B  I C   I CO Khi trạng thái tắt dòng I B  suy dòng điện I C : I CO    1 I CO 1  Nếu sử dụng transistor loại Ge: gần tắt   nên dòng điện I C có giá trị lớn ta cần IC  phải thêm điện áp phân cực nghịch mối nối BE Nếu sử dụng transistor loại Si: gần tắt   nên dòng điện I C  I CO Điểm làm việc transistor điểm A hình 3-32 Ở trạng thái dẫn bảo hoà tín hiệu vào Vcc đủ điện áp làm transistor dẫn bảo hoà mạch tương đương hình 3-31: H Su ng D ruo K pham M P HC uat T y th n©T quye an B Hình 3-31 Mạch tương đương trạng thái dẫn BJT Khi transistor trạng thái bảo hoà mối nối BE BC phân cực thuận giá trị điện áp VBESat  V V VCESat  0,1  0,2V Điện áp ra: VCE  VCESat  0,1  0,2V Điểm làm việc transistor điểm B hình 3-32 Chú ý: transistor trạng thái bảo hoà giá trị I BSat I CSat mạch bên định Lúc I B   I CSat Suy dò ng bảo hoà: I CSat  VCC  VCESat dòng I C lớn nhất, RC Và dòng bảo hoà I BSat  VBB  VBE với VBB điện áp ngõ vào RB  giá trị nhỏ  , thiết kế mạch thường chọn  có giá trị nhỏ 70 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 3-32 Đặc tuyến làm việc chuyển mạch BJT d Ảnh hưở ng nhiệt độ Transistor: m Do mối nối BE BC phân cực thuận nên VCB VBE giảCM2mV / C P H uat T Ở chế độ chuyển mạch BJT thường hoạt động Ky uhhình E chung BJT làm việc cấ t am u ph trạng thái tắt dẫn bảo hoà DH S g V ruon Điện trở mối nối CE transistor dẫn bảo hoà: rCESat  CESat n©T ye qu I CSat Ban Ví dụ 3-1: Cho mạch điện hình 3-26: Hình 3-33 Mạch ví dụ 3-1 Cho I B  0, 2mA , RB  10 K , RC  1K , VCC  10V hãy: a Xác định  để transistor bảo hoà b Nếu thay RC  220 dùng transistor BJT 2N3904 có   60 I C  50mA mạch có bảo hoà không ? Giải: a Theo mạch điện dòng điện bảo hoà I CSat  suy hệ soá   VCC 10V   10mA RC 1K I CSat 10 mA   50 IB 0,2 mA 71 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử b SPKT – Nguyễn Đình Phú Khi giảm điện trở xuống nhỏ dòng điện bảo hoà I CSat  VCC 10V   45mA RC 220 I CSat 45mA   225 IB 0,2 mA Với hệ số transistor BJT 2N3904 sử dụ ng chế độ bảo hoà suy hệ số   Ví dụ 3-2: Hãy tìm công suất ví dụ 3-1 dùng transistor BJT 2N3904 Hãy tìm công suất nhiệt transistor trường hợp sau: a BJT tắt b BJT dẫn bảo hòa c Khi VCE  2V Giải: a Khi transistor tắt Do BJT tắt nên: I C  I CO  50nA (tra soå tay transistor) VCE  VCC  10V PBJTOFF  I C  VCE  I C  VCC CM nA  10V  0,5 W  50 H TP V 10V uat Khi transistor dẫn bảo hoà I CSat  CC  Ky th 10mA RC pham 1K H Su D  0, 2V (tra soå tay transistor) g Và điện áp bảo hoà: ruon VCE n©T Công suất BJT n quye bảo hoà là: chế độ PBJTSat  I CSat  VCC  10mA  0, 2V  2mW Ba V  VCE 10V  2V Khi VCE  2V I C  CC   8mA RC 1K Điện áp transistor: VCE  2V Công suất BJT chế độ tắt là: b c Công suất BJT là: e PBJT  I C  VCC  8mA  2V  16mW Các thông số làm việc Transistor: Khi sử dụng transistor phải biết thông số sau: - Điện áp VCE max - Dòng điệ n I C max - Công suất PC max - Tần số f max - Hệ số  Đặc tuyến transistor thông số giới hạn làm việc hình 3-34 Khi transistor làm việc chế độ bảo hoà thường điểm làm việc nằm vù ng bảo hoà (Saturation) tắt điểm làm việc nằm vùng tắt (cutoff) giống phân tích 72 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 3-34 Đặc tuyến thông số giới hạn BJT Biểu đồ côn g suất transistor chuyển đổi chế độ tắt dẫn bảo hoà hình 335, biểu đồ chuyể n đổi cho thấy transistor làm việc chế độ tắt dẫn bị nóng làm việc chế độ khuếch đại M Chú ý: Với transistor công suất phải có xung điều khiển t TP Hn mạch cực B để điểm chuyể C hua làm việc không dừng vị trí điểm C công suất làm tcho transistor hỏng Ky pham H Su ng D Truo © uyen an q B Hình 3-35 Đặc tuyến chuyển đổi tắt dẫn BJT Hoạt động transistor FET gần giống transistor BJT hình 3-36 3-37: 73 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 3-36 Chuyển mạch dùng FET đặc tuyến chuyển đổi tắt dẫn H Su ng D ruo K pham M P HC uat T y th n©T quye an B Hình 3-37 Cổng NOT dùng FET II Ở CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ: Trong phần khảo sát tượng xảy trình chuyển mạch – gọi chế độ độ, phần khôn g sâu vào chất vật lý mà chủ yếu nêu tượng biện pháp cải thiện dạng sóng CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CỦA DIODE BÁN DẪN PN: a Xét trạng thái chuyển mạch: Xét mạch điện hình 3-38, cho tín hiệu vào sóng vuông dạng sóng hình 3-39 74 Kỹ thuaät xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 3-38 Mạch điện Hình 3-39 Dạn g sóng vào Trong khoảng thời gian 0  t1  điện áp vào vi  Vm , diode PCT: có số lượng lớ n hạt điện tử từ chất bán dẫn n khuếch tán sang chất bán dẫn loại p M t số lượng lớ n lỗ mộ HC TP trình dẫn điện trống từ chất bàn dẫn p khuếch tán sang chất bán dẫn n để thựthhiện c uat Ky Các điện tử chất bán dẫn loại p lỗ trống m pha chất bán dẫn n trở thành hạt tải H Su t lớn tiểu số chất bán dẫn số lượng ng y rấ bâ D Truo Trong khoảng thời gian qt1yen  điện áp vào vi  Vm , diode chuyển trạng thái từ PCT u  © an B sang trạng thái PCN diode lý tưởng chuyển từ trạng thái dẫn sang trạng thái ngưng dẫn tức thời, với diode thực tế số lượ ng lớn hạt tải tiểu số chất bán dẫn nên diode phân cực nghịch khoảng thời gian T1  t s - gọi thời gian tồn trữ: thời gian để hạt tải tiểu số trở trạng thái hạt tải đa số chúng chất bán dẫn đối diện Điều có ý nghóa diode trạng thái ngắn mạch với dòng Ireverse xác định thông số mạch Khi thời gian ts hết (các hạt tải trạng thái) dòng điện giảm ứng với trạng thái ngưng dẫn, khoảng thời gian chuyển trạng thái T2  tt Thời gian khôi phục ngược tổng thông số thời gian: ttt  t s  tt Vấn đề trở nên quan trọng ứng dụng chuyển mạch tốc độ cao Hầu hết diode chuyể n mạch có thời trr vào khoảng vài nano giây đến s Với b ts  0,1s tăng dòng ID  Vm RT tăng tt khoảng vài chục s Cải thiện tốc độ: Nên sử dụng transistor chuyển mạch – switching diode Hoặc thêm tụ bù C: thường nhà chế tạo cung cấp thông số hình 3-40 Khoảng thời gian tt ảnh hưởng điện dung Cd Tuỳ theo giá trị tụ bù C2 mà ta có dạng sóng hình 3-41 75 Kỹ thuaät xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử Hình 3-40 Bù tụ C SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 3-41 Dạn g sóng sau bù CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CỦA TRANSISTOR: Quá trình độ xảy transistor phức tạp, ta khảo sát yếu tố chủ yếu gây nê n méo dạng xung a Xét trạng thái chuyển mạch: Xét mạch điện hình 3-42, cho tín hiệu vào sóng vuông dạng sóng hình 3-43 HCM TP huat Ky t pham H Su ng D Truo © uyen an q B Hình 3-42 Mạch điện Hình 3-43 Dạn g sóng vào Thời gian chuyển từ tắt sang dẫn bảo hoà: Trong khoảng thời gian 0  t1  điện áp vào vi  V2 , transistor tắt Trong khoảng thời gian t1  t  điện áp vào vi  V1 , transistor bắt đầu dẫn gồm khoảng thời gian: - Thời gian trể t d (delay time) thời gian cần thiết để điện áp vào vi tăng từ 0V đến V - Thời gian lên t r (rise time) thời gian bị ảnh hưởng điện dung ngõ vào Ci transistor 76 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử Thời gian chuyển từ dẫn bảo hoà sang tắt: SPKT – Nguyễn Việt Hùng Trong khoảng thời gian t2   điện áp vào vi  V2 , transistor bắt đầu chuyển trạng thái từ dẫn bảo hoà sang tắt gồm khoảng thời gian: - Thời gian tồn trữ t s (storage time) thời gian cần thiết để xả điện tích thừa transistor dẫn bảo hoà Transistor bảo hoà sâu thời gian tồn trữ t s lớn - Thời gian xuố ng t f (fall time) thời gian ảnh hưở ng điện dung ngõ vào Ci transistor Vậy tín hiệ u bị méo dạng cần phải giảm ảnh hưởn g ứng dụng chuyển mạch tốc độ cao b Cải thiện dạng sóng ra:  Nên sử dụng transistor chuyển mạch tốc độ cao có tần số làm việc cao  Có thể giảm thời gian trể t d cho tín hiệ u vào dạng sóng vuông sắc sảo có độ dốc nhỏ  Có thể giảm thời gian t r t f cho tín hiệu vào dạng sóng vuôn g với cạnh lên xuống sắc sảo có độ dốc nhỏ  CM Có thể dùng tụ tăng tốc (speed – up capacitor) mắc songTP H với RB để cải thiện dạng song huat Ky t sóng hình 3-44, giá trị tụ Cb nhỏ khoảng vài pF thường nhà sản xuất cung pham H Su cấp ng D Truo © uyen an q B Hình 3-44 Bù tụ C  Thời gian tồn trữ: thời gian transistor bảo hoà sâu: Khi transistor bảo hoà mối nối BE BC phân cực thuận Do BC phân cực thuận nên ta có: VB  VC hay VB  VC  V , với BJT loại Si V  0,7V Nếu mắc thêm diode nguồn hình 3-45: 77 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Chuyển mạch điện tử SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 3-45 Transistor có chống bảo hoà sâu Khi transistor tắt VB  VC nên diode phân cực ngược xem hở mạch Khi transistor bắt đầu chuyển trạng thái từ tắt sang dẫn bảo hoà: Khi điện áp vào VC  VD  VB  VC  VD  0,3V laøm transistor dẫn bảo hoà, diode chưa dẫn HCM TP at  Khi điện áp vào VB  VC  VD  0,3V Kymhtransistor dẫn bảo hoà t u ham diode bắt đầu dẫn: rẽ bớt dòng điện, làp cho transistor không bảo hoà sâu H Su m gD giảm thời gian trể © Truon yen Trong kỹ thuật vi mạan qu dụng diode Schottky thay cho diode nguồn 0,3V transistor ch sử B kí hiệu tương ứng transistor Schottky transistor Schottky có tốc độ chuyển mạch nhanh transistor thường vi mạch số sử dụng transistor Schottky gọi vi mạch họ Schottky  end 78 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn ... chuyển đổi tắt dẫn BJT 3- 3 6 Chuyển mạch dùng FET đặc tuyến chuyển đổi tắt dẫn 3- 3 7 Cổng NOT dùng FET 3- 3 8 Mạch điện 3- 3 9 Dạn g sóng vào 3- 4 0 Bù tụ C 3- 4 1 Dạn g sóng sau bù 3- 4 2 Mạch điện 3- 4 3. .. Hình 3- 3 0 Mạch tương đương trạng thái tắt BJT 3- 3 1 Mạch tương đương trạng thái dẫn BJT 3- 3 2 Đặc tuyến làm việc chuyển mạch BJT 3- 3 3 Mạch ví dụ 3- 1 3- 3 4 Đặc tuyến thông số giới hạn BJT 3- 3 5 Đặc... tưởng 3- 1 2 Mạch PCN diode đặc tuyến 3- 1 3 Mạch TĐ diode PCN 3- 1 4 Mạch TĐ diode PCN diode lý tưởng 3- 1 5 Kí hiệu diode zener 3- 1 6 Đặc tuyến diode zener 3- 1 7 Mạch ổn áp dùng diode zener 3- 1 8 Mạch