Kỹ thuật điện tử C - Chương 2

ky thuat dien tu c

Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh Chương 2 TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (Bipolar Junction Transistor-BJT) BJT là một loại linh kiện bán dẫn 3 cực có khả năng khuếch ñại tín hiệu hoặc hoạt ñộng như một khóa ñóng mở, rất thông dụng trong ngành ñiện tử. 2.1 Giới thiệu Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh n+ p n B E C p+ n p B E C Hình dáng BJT E: Emitter C: Collector B: Base Cấu tạo và hình dáng Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh Ky hiệu của BJT B E C E C B BJT loại NPN BJT loại PNP B E C E C B n+ p n B E C p+ n p B E C Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 2. 2 Chê ñô làm việc của BJT Tùy theo cách phân cực cho transistor mà transistor sẽ có các chế ñộ làm việc khác nhau. Transistor có 3 chế ñộ làm việc cơ bản: - Chê ñô khuếch ñại. - Chê ñô khóa. - Chê ñô dẫn bảo hòa. Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh Chế ñộ khuếch ñại: J E phân cực thuận và J C phân cực ngược. - J E : tiếp xúc PN giữa cực phát (E) va cực nền (B). - J C : tiếp xúc PN giữa cực thu (C) va cực nền (B). Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh Chế ñộ khóa (hay ñóng mở): cả 2 chuyển tiếp J E và J C ñều ñược phân cực ngược. Chế ñộ dẫn bảo hòa: cả 2 chuyển tiếp J E và J C ñều ñược phân cực thuận. Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh * Chê ñô khuếch ñại Qui ước vê dòng trong BJT I E I C I B V EE V CC I B I E I C V EE V CC Theo ñịnh luật Kirchhoff: I E = I C + I B I C = I C (INJ) + I CBO ; I C(INJ) : dòng hạt dẫn ñi qua miền nền. E )INJ(C I I = == =α αα α ðịnh nghĩa thông sô α αα α : ⇒ ⇒⇒ ⇒ I C = α αα α I E + I CBO Vì I CBO rất nho, có thê bo qua : E C I I ≈ ≈≈ ≈α αα α NPN PNP Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 2.3 Ba sơ ñô cơ bản của BJT 2.3.1 Mạch B chung (Common Base – CB) Cực B là cực chung cho mạch vào và ra. - Dòng ñiện ngo vào là dòng I E . - Dòng ngõ ra là dòng I C . - ðiện áp ngõ vào là V EB . - ðiện áp ngõ ra là V CB . R L E C B • vi I E I C Mch CB ñn gin hóa Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh Cực E là cực chung cho mạch vào và ra. - Dòng ñiện ngo vào là dòng I B . - Dòng ngõ ra là dòng I C . - ðiện áp ngõ vào là V BE . - ðiện áp ngõ ra là V CE . 2.3.2 Mạch E chung (Common Emitter – CE) Mch CE ñn gin hóa B C E • •• • vi I B I C R L I E Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 2.3.3 Mạch C chung (Common Colletor – CC) Cực C là cực chung cho mạch vào và ra. - Dòng ñiện ngo vào là dòng I B . - Dòng ngõ ra là dòng I E . - ðiện áp ngõ vào là V BC . - ðiện áp ngõ ra là V EC . B E C • vi I B I E R L I C Mch CC ñn gin hóa [...]... IB c RE VBB Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh VCC IE RE 2. 5.4 Phân c c nhơ h i ti p tư C Ta c : IE VBE = VCE – IBRB RC IB =V - (I +I )R - I R CC C B C B VCC − VBE IB = RB + (β + 1)RC IC = βIB VCE = VCC – IERC B RB IC Vcc VCE VBE IE = IBRB + VBE Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 2. 6 Thi t kê m ch phân c c Vi c thi t kê ñư c tính toán trên c c gia tr ngu n cung c p là c ... trong m ch phân c c CE ñ nh dòng IB, v i VCC = 12V ði m phân c c là IC = 2mA và VCE = 6V 1 Thi t k m ch dùng c c ñi n tr chu n 5% 2 Tìm gi i h n c th c c a ñi m phân c c n u β c a transistor thay ñ i t 50 ñ n 150 (m t gi i h n thư ng g p trong th c t ) Gi s là c c ñi n tr c giá tr t i ưu Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh Hư ng d n 1 - VCC + IC RC + VCE = 0 - VCC + IB RB + VBE = 0 IC= β... Th Kim Anh 2. 5 .2 Phân c c ki u ñ nh dòng base IB va c thêm ñi n trơ RE Phương trình ñư ng t i ngo vào: - VCC+ IB RB+VBE +IERE = 0 V i: IE = IC + IB IB RB IC RC VCC Cout Cin = (β+1)IB β VCC − VBE ⇔ IB = R B + (β + 1)R E Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh IE RE Phương trình ñư ng t i ngo ra: - VCC + IC RC + VCE+IERE = 0 VCE VCC IC = − + RC + RE RC + RE IB RB IC RC VCC Cout Cin IE Bài gi... ICEO là dòng ngư c trên ti p x c JC khi hơ m ch ngo vào Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh Ta c : IC = α IE + ICBO ⇒ α IE = IC - ICBO Chia 2 vê cho α, ta c : I C I CBO I C I CBO = IB + IC − = IE ⇒ − α α α α αI B I CBO ⇒ IC = + 1− α 1− α Khi VBE hơ m ch, ta c : ð t: α β= 1− α ICBO IC = ICEO = 1− α I CBO ⇒ I C = βI B + = βI B + I CEO 1− α Vì ICEO là r t nho: IC ≈ βIB (xem ICEO ≈ 0) Bài gi... ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 2. 4 .2. b ð c tuy n ngo vào E chung: IB = f (VBE) V Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh CE =const 2. 4 .2. b ð c tuy n ngo ra E chung: I C = f ( VCE ) Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh I B = const 2. 4.3 ð c tính C chung 2. 4.3.a H ñ c tuy n ngo vào C chung: Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh I B = f ( VCB ) V CE = const 2. 4.3.b H ñ c tuy... yêu c u vê ñi m làm vi c ta ph i x c ñ nh c c gia tr ñi n trơ trên m ch Vì trên th c tê c c ñi n trơ s ñư c ch n theo gia tr chu n, do ño khi ch n ph i phu h p v i sai sô cho phép M t sô gia tr R chu n: 10, 12, 15, 18 ,22 , 27 ,33, 39,43, 47,51, 56, 68, 75, 82, 91 Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh Ví du cho thi t kê phân c c E chung M t transistor silicon NPN c β t i ưu là 100, ñư c s... ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 2. 5.1 Phân c c ki u ñ nh dòng base IB Phương trình ñư ng t i - VCC + IB RB + VBE = 0 V BE  0 6 ÷ 0 7 =  0 2 ÷ 0 3 ngo vào: VCC − VBE ⇔ IB = RB ( BJT _ Si ) ( BJT _ Ge ) Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh Phương trình ñư ng t i - VCC + IC RC + VCE = 0 ði m làm vi c tĩnh ngo ra: 1 VCC VCE + ⇔ IC = − RC RC ngo ra: Q(IC,VCE) Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV:... i c a ñi n áp ngõ vào khi ñi n áp ngõ ra thay ñ i Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 2. 4.1 ð c tính B chung 2. 4.1.a H ñ c tuy n ngo vào B chung: I E = f ( VBE ) V CB Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh = const 2. 4.1.b ð c tuy n ngo ra B chung: I C = f ( VCB ) I E =const Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 2. 4 .2 ð c tính E chung 2. 4 .2. a Dòng ICEO va β Dòng ICEO... tuy n ngo ra C chung: Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh IE = f (VCE ) I B =const 2. 5 Phân c c cho BJT ði m phân c c tĩnh (ñi m làm vi c tĩnh) Là giao ñi m c a ñư ng t i m t chi u v i ñ c tuy n Vôn-Ampe ði m làm vi c tĩnh ngo vào: là giao ñi m c a ñư ng t i m t chi u va ñ c tuy n VônAmpe ngo vào ði m làm vi c tĩnh ngo ra: là giao ñi m c a ñư ng t i m t chi u va ñ c tuy n Vôn-Ampe ngo ra... 565KΩ ; RC = 3KΩ Ω Ω ⇒ ch n 560 KΩ va 3KΩ Ω Ω 2 Tính l i IC theo sư thay ñ i c a β t IB ng v i RB ña ch n Tư ño tìm gi i h n c a ñi m phân c c Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 2. 7 BJT Inverter BJT ñư c ng d ng như m t ch c năng ñ o tr ng thái - Khi ñi n áp ngo vào là 5V: RB va RC ñư c thi t kê sao cho BJT ho t ñ ng chê ñô b o hòa - Khi ño VCE ≈ 0 (kho ng 0.1V) ñư c g i là VCE ng: sat(saturation),