Linh kiện điện tử chương 4 transistor lưỡng cực

Chương 4: Transistor lưỡng cực NHATRANG UNIVERSITY • • • • • • Cấu tạo nguyên lý hoạt động Transistor Các chế độ làm việc Transistor Các cách mắc Transistor mạch khuếch đại Phân cực cho Transistor Sơ đồ tương đương Transistor Một số ứng dụng Transistor NHATRANG UNIVERSITY Transistor lưỡng cực • Transistor lưỡng cực linh kiện gồm có lớp bán dẫn hai lớp tiếp giáp p-n Ba lớp bán dẫn đưa ba cực Emitter, Base, Collector – Nếu ba lớp bán dẫn p-n-p transistor loại thuận – Nếu ba lớp bán dẫn n-p-n transistror loại ngược Cấu tạo Transistor NHATRANG UNIVERSITY • Lớp Emitter pha tạp với nồng độ cao • Lớp Bazo pha tạp với nồng độ thấp mỏng • Lớp Collector pha tạp với nồng độ trung bình – Tiếp giáp emitter bazo gọi tiếp giáp emitter (J E) – Tiếp giáp collector bazo gọi tiếp giáp collector (J C) Nguyên lý làm việc Transistor NHATRANG UNIVERSITY • Khi chưa cấp điện áp đến cực transistor tiếp giáp JE, JC trạng thái cân nên tổng dòng điện transistor • Để transistor làm việc, phải cấp điện áp chiều thích hợp (gọi phân cực cho transistor): – Chế độ ngắt (cutoff): Điện áp chiều làm JE, JC phân cực ngược – Chế độ dẫn bão hòa (saturation): Điện áp chiều làm JE, JC phân cực thuận – Chế độ tích cực (linear): Điện áp chiều làm JE phân cực thuận JC phân cực ngược Chế độ ngắt transistor NHATRANG UNIVERSITY • JC JE phân cực ngược, nên transistor có dòng ngược hai tiếp giáp nhỏ, nên coi Điện trở transistor lớn, UCE≈VCC Chế độ dẫn bão hòa transistor NHATRANG UNIVERSITY • JE JC phân cực thuận nên điện trở transistor nhỏ coi cực C E bị nối tắt UCE xấp xỉ NHATRANG UNIVERSITY Nguyên lý làm việc Transistor NHATRANG UNIVERSITY Transistor làm việc chế độ tích cực • Để transistor làm việc chế độ tích cực (khuếch đại), phải phân cực cho transistor theo nguyên tắc JE phân cực thuận, JC phân cực ngược (UC>UB>UE: npn; UC[...]... cách mắc transistor trong sơ đồ khuếch đại NHATRANG UNIVERSITY • Một mạch điện tử xử lý tín hiệu, thường được coi như một mạng bốn cực với hai đầu đưa tín hiệu vào, và hai đầu lấy tín hiệu ra • Transistor là một linh kiện 3 cực, nên để khi sử dụng ta phải đặt một cực chung cho cả đầu vào và đầu ra Nếu dùng chung cực B ta có cách mắc B chung (BC); chung cực E ta có cách mắc E chung (EC); chung cực C ta... tuyến của transistor NHATRANG UNIVERSITY • Coi transistor là một mạng bốn cực, người ta viết được hệ các phương trình mô tả qua hệ giữa dòng điện, điện áp đầu vào, đầu ra của transistor từ đó xác định được các đặc tuyến của transistor Họ đặc tuyến của transistor mắc theo kiểu B chung NHATRANG UNIVERSITY • Dùng phương pháp thực nghiệm, đo các thông số của mạch để vẽ họ đặc tuyến Họ đặc tuyến của transistor. .. Họ đặc tuyến của transistor mắc theo kiểu C chung IB µ A NHATRANG UNIVERSITY 100 UCE = 21V UCE(ra) UCB(vao) UCE =41 V C UCE = 6V IE mA UCB V IB =60µA -4 UCE = 2V Họ đặc tuyến vào IB =40 µA 4 IB =20µA IB µA 100 -5 Họ đặc tuyến ra và họ đặc tuyến truyền đạt UCE V Phân cực cho transistor NHATRANG UNIVERSITY • Đối với chế độ dẫn bão hòa và chế độ khóa, chỉ cần cung cấp một điện áp phân cực đủ lớn (nhỏ) để... transistor là một mạng bốn cực tuyến tính, các điện áp và dòng điện vào là u1, i1; điện áp ra và dòng điện ra là u2, i2 Ta có phương trình tham số hỗn hợp h như sau: u1 = h11i1 + h12u2  i2 = h21i1 + h22u2 i1 u1 i2 Mạng 4 cực (BJT) u2 NHATRANG UNIVERSITY Ý nghĩa các tham số u1 h11 = i1 u1 h12 = u2 i2 h21 = i1 i2 h22 = u2 Trở kháng vào khi ngắn mạch đầu ra (u2=0) u2 =0 i1 = 0 u2 =0 Độ khuếch đại điện. .. ở chế độ tích cực, với một khung cộng hưởng, và chế độ hồi tiếp thích hợp, transistor có khả năng tạo dao động điều hòa: Dao động ba điểm điện cảm, dao động ba điểm điện dung, dao động ghép biến áp,… Mạch DĐ 3 điểm điện dung Mạch DĐ 3 điểm điện cảm Ứng dụng của transistor NHATRANG UNIVERSITY • Mạch xung số – Khi transistor làm việc ở chế độ ngắt (cắt và dẫn bão hòa), người ta sử dụng transistor trong... Khuếch đại – Khi transistor làm việc ở chế độ tích cực (JE phân cực thuận, JC phân cực ngược), thì nó có khả năng khuếch đại tín hiệu, tùy theo mục đích sử dụng mà có các mạch khuếch đại: KĐ tín hiệu nhỏ, KĐ công suất, KĐ vi sai, KĐ cộng hưởng,…(sẽ học ở môn học Điện tử cơ bản”) Mạch KĐ công suất Mạch KĐ tín hiệu nhỏ Ứng dụng của transistor NHATRANG UNIVERSITY • Tạo dao động – Khi transistor làm việc... tuyến ra tĩnh của transistor, nó xác định điện áp, dòng điện một chiều trên các cực của transistor Điểm làm việc tĩnh và đường tải tĩnh NHATRANG UNIVERSITY • Tập hợp các điểm làm việc tĩnh, ta được một đường thẳng gọi là đường làm tải tĩnh • Với sơ đồ phân cực như hình vẽ dưới thì: Đường tải tĩnh cắt trục tung tại điểm mà transistor làm việc ở chế độ dẫn bão hòa; cắt trục hoành tại điểm mà transistor làm... và chế độ khóa, chỉ cần cung cấp một điện áp phân cực đủ lớn (nhỏ) để JE, JC cùng phân cực thuận (ngược) • Đối với chế độ tích cực (tuyến tính, khuếch đại), để tín hiệu khuếch đại không bị méo phải cung cấp các điện áp, dòng điện một chiều ổn định đến các cực của transistor (để khi cộng với tín hiệu xoay chiều vào, transistor không bị rơi vào chế độ dẫn bão hòa hoặc chế độ khóa) Điểm làm việc tĩnh và... dòng điện theo cách mắc Echung • Đối với transistor, các tham số hỗn hợp thường được nhà sản xuất cho trước trong datasheet của linh kiện Mạch tương đương hỗn hợp NHATRANG UNIVERSITY i1 Mạch u1 tương đương hỗn hợp của transistor h11 h12u2 i2 h21i1 Mạng bốn cực u1 = h11i1 + h12u2  i2 = h21i1 + h22u2 h22 u2 Sơ đồ tương đương hỗn hợp cách mắc EC NHATRANG UNIVERSITY ib Mạch tương ube đương hỗn hợp của transistor. .. CB 0 Suy ra ∂I C S= = β +1 ∂I CB 0 NHATRANG UNIVERSITY Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi Độ ổn định nhiệt β +1 S= RC 1+ β RC + RB NHATRANG UNIVERSITY Phân cực bằng phân áp Độ ổn định nhiệt S = ( β + 1) RB 1+ RE RB (1 + β ) + RE Sơ đồ tương đương của Transistor làm việc ở chế độ tín hiệu nhỏ, tần số thấp NHATRANG UNIVERSITY • Khi transistor làm việc ở chế độ tín hiệu nhỏ, tần số thấp, người