PHÂN CỰC BJT VÀ MẠCH ỨNG DỤNG

Tài liệu bao gồm lý thuyết và bài tập áp dụng ( có đáp án ) về BJT và mạch ứng dụng của nó trong chương trình môn học điện tử cơ bản. Tài liệu rất dễ hiểu sẽ giúp bạn hiểu rõ những kiến thức cần nắm. Chúc các bạn học tốt.

Bài Giảng Mạch Điện Tử Chương 02 BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR (BJT) 2.1 CẤU TẠO, KIỂU VỎ, PHÂN LOẠI THEO MÃ HIỆU 2.1.1 Cấu tạo: Transistor hai mối nối (Bipolar Junction Transistor – BJT) linh kiện điện tử cực có cấu tạo gồm lớp bán dẫn : N, P, N P, N, P ghép nối tiếp Mỗi lớp bán dẫn hàn ngồi điện cực kim loại C C C C N P B N B B P B N+ P+ E E E E a) Cấu tạo ký hiệu Transistor PNP (Transistor thuận) b) Cấu tạo ký hiệu Transistor NPN (Transistor nghòch) B: Base (cực cổng hay cực nền) C: Collector (cực thu) E: Emitter (cực phát) Hình 2.1: Cấu tạo ký hiệu Transistor Nồng độ tạp chất lớp bán dẫn khơng nhau: Lớp cực E (P+ N+) có nồng độ tạp chất cao có số lượng hạt dẫn tự nhiều C Lớp cực B có nồng độ tạp chất lớp mỏng lớp Mặt tiếp giáp lớp cực B lớp cực E gọi chuyển tiếp JE hay mối nối BE Chuyển tiếp JC hay mối nối BC Chuyển tiếp JE hay mối nối BE B Mặt tiếp giáp lớp cực B lớp cực C gọi chuyển tiếp JC hay mối nối BC E 2.1.2 Kiểu vỏ: Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 30 Bài Giảng Mạch Điện Tử TO-126 FM TO-92 MOD TO-126 MOD TO-92 B B C C C E E E E TO-3PFM TO-3 TO-3P C C B B TO-220FM B TO-220CFM TO-220AB B B C E E B C C E B C E E Hình 2.2: Một số kiểu vỏ Transistor thơng dụng 2.1.3 Phân loại Transistor theo mã hiệu: Transistor chia thành loại P-N-P (loại thuận) N-P-N (loại nghịch) Ta nhận dạng Transistor thuộc loại P-N-P hay N-P-N qua xem xét ký hiệu nó: Transistor có ký hiệu bắt đầu A B thuộc loại P-N-P (A: loại cao tần B: loại âm tần hoạt động tần số thấp) Transistor có ký hiệu bắt đầu C D thuộc loại N-P-N (C: loại cao tần D: loại âm tần hoạt động tần số thấp) Một số Transistor có ký hiệu bắt đầu 2N…(ví dụ 2N3055A) TIP (ví dụ TIP120) Transistor ký hiệu theo tiêu chuẩn Mỹ ta phải tra cứu để xác định loại a) Transistor N-P-N Điều kiện dẫn điện, đặc tuyến IB, UBE đặc tuyến IC, UCE : Điều kiện dẫn điện đặc tuyến IB, UBE : Transistor có tính chất quan trọng có khả khuếch đại dòng điện Nếu ta cấp vào cực B dòng điện IB cực C cực E xuất dòng điện lớn IB nhiều lần Vì dùng dòng IB nhỏ điều khiển dòng IC lớn Sự thay đổi IB (dù nhỏ kéo theo thay đổi IC lớn (so với lượng IB thay đổi) Tuy nhiên để đạt vậy, điện áp tác động lên cực Transistor phải có điều kiện định : cực tính có giá trị đủ lớn Đối với Transistor N-P-N loại chế tạo Si, điều kiện để Transistor dẫn điện là: Điện áp UBE > 0,6 UCE > Dòng điện cực B, C E có chiều hình 2.3 Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 31 Bài Giảng Mạch Điện Tử C IB + IC B Vài chục mA + UBE UBE < 1mA 0.5 0.6 UCE IB IE E 0.7 - Hình 2.3 Đặc tuyến IB,VBE UBE Mối nối BE lớp tiếp giáp P-N nên có đặc tính giống Diode, Giả sử ta tăng dần UBE từ 0V UBE tăng đến khoảng 0,5v dòng IB bắt đầu xuất Khi UBE khoảng 0,6v dòng IB < 1mA sau tăng nhanh cần tăng UBE lượng nhỏ Dòng IB đạt giá trị khoảng vài chục mA UBE = 0,7v lớn đến mức làm hỏng Transistor UBE tăng đến khoảng 1V cao Vì giá trị UBE phép tính tốn lấy gần 0,6V hay 0,7V trường hợp cụ thể Khi có dòng IB, ta có UCE > UCES (khoảng 0,1 đến 0,4v) cực C cực E xuất dòng điện IC IE có cường độ lớn IB nhiều lần Khi ta nói Transistor trạng thái dẫn điện Khi có dòng IB mà khơng có nguồn áp thứ hai để tạo dòng IC Transistor trạng thái ngưng dẫn, lúc dòng IB chảy đến cực E ta có IE = IB, IC = Nếu khơng có nguồn áp phân cực cho mối nối BE UBE khơng đủ lớn (UBE < 0,6V) dòng IB = Khi Transistor trạng thái ngưng dẫn bất chấp yếu tố khác Tóm lại điều kiện để Transistor N-P-N dẫn điện, cần có hai điều kiện cần đủ: Điều kiện cần là: UBE > 0,6V Điều kiện đủ: UCE > UCES Đặc tuyến IC, UCE : Trong trường hợp giữ dòng điện IB khơng đổi thay đổi UCE, quan hệ dòng điện IC điện áp UCE gọi đặc tuyến IC, UCE Transistor Với nhiều giá trị IB khác ta có nhiều đường đặc tuyến khác gọi họ đặc tuyến IC, UCE mà hình 2.5 ví dụ A V + UBB + - IC RB - UCE IB Hình 2.4 : Thí nghiệm đo đặc tuyến IC, UCE Transistor Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 32 Bài Giảng Mạch Điện Tử Nếu dòng điện IB khơng đổi dòng điện IC gần khơng đổi UCE biến thiên UCE đủ lớn Như dòng điện IC chủ yếu phụ thuộc vào IB Hệ số khuếch đại dòng điện quan hệ dòng điện IB, IC, IE Hệ số khuếch đại dòng điện DC () hay hFE Trong trường hợp dòng điện IB, IC số tỉ số dòng điện IC dòng điện IB gọi hệ số khuếch đại dòng điện DC Transistor Hệ số ký hiệu  hay hFE tính theo cơng thức:  IC với điều kiện IC < ICS IB (ICS dòng điện bão hồ cực C có giá trị phụ thuộc mạch điện cụ thể) IC mA IB  75A IB  40A IB  20A IB  5A 0 10 11 12 13 UCE Hình 2.5 : Họ đặc tuyến IC, UCE Transistor Hệ số  Transistor nói chung có giá trị từ vài chục đến vài trăm phụ thuộc vào nồng độ hạt dẫn tự kích thước vật lý lớp bán dẫn Vì  nhà sản xuất cung cấp Với Transistor mã hiệu, hệ số  khác từ vài chục đến hàng trăm Vì sổ tay tra cứu dạng tóm lược, người ta thường cho giá trị min, max typ (giá trị  điển hình) Khi sử dụng, ta thường lấy giá trị typ Trong tài liệu tra cứu chi tiết, nhà sản xuất cung cấp hệ số  cho dạng đồ thị phụ thuộc vào dòng IC Khi muốn xác định , ta ước lượng trị số tương ứng với khoảng dòng điện định giá trị xác giá trị dòng điện biết trước Ví dụ hình 2.6, hệ số  có giá trị khoảng 90 ứng với dòng IC = 2mA Hình 2.6: Hệ số  hay hFE Transistor C535 Quan hệ dòng điện: Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 33 Bài Giảng Mạch Điện Tử Khi Transsitor dẫn điện, dòng điện cực C lớn gấp  lần dòng điện cực B dòng IC chưa đạt cực đại (chưa bão hồ) Xem hình 2.3 ta nhận thấy hai dòng IB IC hội tụ cực E nên ta có: IE = IC + IB (đẳng thức ln với trường hợp) Vì IC = .IB nên có cách tính khác là: IE = .IB + IB = ( + 1).IB Vậy dòng IC chưa đạt cực đại thì: IC = .IB IE = IC + IB = ( + 1).IB Khi dòng IC đạt cực đại giá trị cực đại gọi ICS (dòng IC bão hồ) để có IC = ICS dòng điện cực B phải có giá trị lớn IBS với IBS = ICS/ Lúc ta có: IB  IBS IC = ICS IE = IC + IB UEB b) Transistor P-N-P Điều kiện dẫn điện, hệ số  quan hệ dòng điện Điều kiện dẫn điện: Cũng giống Transistor N-P-N, Transistor P-N-P cần có điều kiện định để dẫn điện : Điện áp UEB > 0,6 UEC > B E + IE - UEC IB IC Hình 2.7 Dòng điện cực B, C E có chiều hình 2.7 C - Mối nối EB lớp tiếp giáp P-N nên có đặc tính giống Diode, Giả sử ta tăng dần UEB từ 0V UEB tăng đến khoảng 0,6V dòng IB bắt đầu xuất sau tăng nhanh cần tăng UEB lên lượng nhỏ Dòng IB đạt giá trị lớn đến mức làm hỏng Transistor UEB tăng đến khoảng 1V cao Khi Transistor làm việc với dòng IB nhỏ khoảng 1mA UEB khoảng 0,6V Nếu tăng UEB đến 0,7V IB khoảng vài chục mA Vì giá trị UEB phép tính tốn lấy gần 0,6V hay 0,7V trường hợp cụ thể Khi có dòng IB, điện cực E lớn điện cực C tức UEC > cực C cực E xuất dòng điện IC IE có cường độ lớn IB nhiều lần Khi ta nói Transistor trạng thái dẫn điện Khi có dòng IB mà khơng có nguồn áp thứ hai để tạo dòng IC Transistor trạng thái ngưng dẫn, Lúc dòng IC = ta có IB = IE Nếu khơng có nguồn áp phân cực cho mối nối EB UEB khơng đủ lớn (UEB < 0,6V) dòng IB = Khi Transistor trạng thái ngưng dẫn bất chấp yếu tố khác Tóm lại điều kiện để Transistor P-N-P dẫn điện, cần có hai điều kiện cần đủ: Điều kiện cần là: UEB > 0,6V Điều kiện đủ: UEC > Hệ số khuếch đại dòng điện DC ( hay hFE): Đối với Transistor P-N-N, hệ số  hay hFE định nghĩa tỉ số dòng IC IB dòng IC chưa đạt tới trị bão hồ Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 34 Bài Giảng Mạch Điện Tử  IC với điều kiện IC < ICS IB (ICS dòng điện bão hồ cực C có giá trị phụ thuộc mạch điện cụ thể) Quan hệ dòng điện: Khi dòng IC chưa đạt cực đại thì: IC = .IB IE = IC + IB = ( + 1).IB Khi dòng IC đạt cực đại giá trị cực đại gọi dòng IC bão hồ, ký hiệu ICS Để có IC = ICS cần có IB  ICS/ Lúc ta có : IB  IBS IC = ICS IE = IC + IB 2.2 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRANSISTOR 2.2.1 Hoạt động Transistor chia thành chế độ sau: Chế độ ngưng dẫn: Transistor khơng dẫn điện, dòng điện điện cực Chế độ dẫn khuếch đại: Dòng điện IC = IB chưa đạt cực đại (IC < ICS) Chế độ bão hồ: Dòng IC đạt cực đại ICS điện áp UCE giảm xuống thấp UCE = UCES = 0,1 0,4V tuỳ theo cường độ dòng ICS Với ICS khoảng vài chuc mA UCES khoảng 0,1  0,2v Với ICS khoảng vài trăm mA đến vài Ampe UCES đến 0,3 0,4v UCES điện áp cực C E đo Transistor bão hồ Với tất Transistor, điện 2.2.2 Điểm làm việc tĩnh, đường tải DC transistor sơ đồ khuếch đại Trong mạch ứng dụng Transistor N-P-N, nguồn cấp điện cho mạch nguồn chiều có giá trị khơng đổi phải có điện trở mắc từ cực (+) nguồn điện đến cực C từ cực E đến mass để hạn dòng qua Transistor (điện trở tải) Với mạch dòng IC tăng tạo sụt áp điện trở hạn dòng làm cho điện áp U CE giảm ngược lại Điện áp UCE có giá trị lớn điện áp nguồn dòng IC = nhỏ UCES IC = ICS Tại thời điểm dòng điện IC điện áp UCE có giá trị xác định Cặp giá trị (UCE, IC) xác định điểm Q mặt phẳng toạ độ UCE,IC gọi điểm làm việc Transistor Khi dòng điện cực B (dòng IB) khơng biến thiên cặp giá trị IC,UCE có giá trị khơng đổi điểm làm việc Q(UCE,IC) gọi điểm làm việc tĩnh Transistor Quỹ đạo điểm làm việc tĩnh IC thay đổi từ đến giá trị tối đa ICS đoạn thẳng gọi đường tải DC Transistor Đường tải DC mơ tả quan hệ IC UCE mạch điện xét, có ý nghĩa quan trong việc xác định xu hướng dẫn điện mạnh yếu Transistor dùng để xác định vùng hoạt động q cơng suất Transistor Việc xây dựng đường tải DC trình bày sau Trên hình 2.8 mơ tả đường tải DC điển hình (đoạn AS) Khi điểm làm việc Q tiến đến S, Transistor đạt trạng thái bão hồ Khi điểm Q tiến đến A, Transistor ngưng dẫn Khi Q vị trí hình vẽ, Transistor dẫn điện chế độ khuếch đại Vị trí điểm làm việc Q giao điểm đường đặc tuyến IC,UCE (do nhà sản xuất cung cấp xây dựng từ nghiệm) với đường đặc tuyến ngõ mạch (đường AB) Đường tải DC cho thấy rõ phạm vi biến thiên thực tế điện áp UCE dòng điện IC quan hệ IC UCE Khi IC tăng UCE giảm ngược lại Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 35 Bài Giảng Mạch Điện Tử IC B Khoảng biến thiên thực tế IC ICS IB = IBS S (Điểm bão hoà) IBQ < IBS Q (Điểm làm việc) ICQ IB < IBQ (Điểm ngưng dẫn) UCE(max) = UCC UCQ UCES UCE A Khoảng biến thiên thực tế UCE Hình 2.8: Đường tải DC Transistor N-P-N Để xác định điểm làm việc Q ta cần bƣớc tiến hành nhƣ sau: b) Dựa vào mạch phân cực ngõ vào để xác định giá trị dòng IB c) Tìm đặc tuyến tương ứng với IB vừa tính họ đặc tuyến IC, UCE xác định giao điểm đặc tuyến với đường đặc tuyến ngõ mạch Lưu ý cách làm khơng thực khơng có họ đặc tuyến IC, UCE Transistor, khơng có cách tính gần thực sau: So sánh IB với IBS = ICS/ (giá trị  phải biết trước) Nếu IB  IBS Transistor làm việc chế độ bão hồ tức điểm Q  S Nếu IB < IBS Transistor chưa bão hồ, dòng IC = .IB Có IC tìm điểm Q Trước tiền hành xác định đường tải DC điểm làm việc Q, ta xét số dạng mạch thường gặp Transostor loại N-P-N ứng dụng dạng mạch 2.3 PHÂN CỰC CHO BJT +Ucc 2.3.1 Phân cực dùng nguồn riêng biệt a) Dạng mạch (hình 2.9) Rc b) Phƣơng trình đƣờng tải DC Từ lưới 1: RB VBB = IB.RB + VBE  IB = (VBB - VBE)/ RB  IC = IB Từ lưới 2: UBB VCC = IC.RC + VCE Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ IB IC - UCE + - - 36 + + Hình 2.9 Ucc Bài Giảng Mạch Điện Tử +VCC  VCE = VCC - IC.RC 2.3.2 Phân cực cố định a) Dạng mạch (hình 2.10) b) Phƣơng trình đƣờng tải DC RB Từ lưới 1: Vcc = IB.RB + VBE Rc Q  IB = (Vcc - VBE)/ RB  IC = IB Từ lưới 2: Hình 2.10 VCC = IC.RC + VCE  VCE = VCC - IC.RC 2.3.3 Phân cực hồi tiếp cực phát +VCC a) Dạng mạch (Hình 2.11) b) Phƣơng trình đƣờng tải DC Từ lưới 1: RB Vcc = IB.RB + VBE + IE.RE  IB V CC V BE R B  (   1)R E Rc Q  IC = IB Từ lưới 2: VCC = IC.RC + VCE + IE.RE Hình 2.11 (IC = IE) RE  VCE = VCC - IC(RC + RE) 2.3.4 Phân cực hồi tiếp cực thu +VCC a) Dạng mạch (Hình 2.12) Rc b) Phƣơng trình đƣờng tải DC Từ lưới 1: RB Vcc = IE.RC + IB.RB + VBE + IE.RE  IB V CC V BE R B  (   1)(R C  R E ) Q  IE = (+1)IB Từ lưới 2: Hình 2.12 VCC = IE.RC + VCE + IE.RE (IC = IE)  VCE = VCC - IC(RC + RE) 2.3.5 Phân cực dùng cầu phân áp a) Dạng mạch (Hình 2.13) Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 37 RE Bài Giảng Mạch Điện Tử +Ucc b) Phƣơng trình đƣờng tải DC Trong số trường hợp, việc tính tốn gặp nhiều khó khăn Để đơn giản, ta đưa mạch tương đương dùng nguồn riêng R BB + IC IB Khi đó: V BB  Rc RB1 + - UCE RB2 V CC R B1  R B Ucc RB2 - R R  B1 B R B1  R B Hình 2.13 Áp dụng mạch nguồn riêng để giải tốn 2.4 SƠ ĐỒ KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG BJT (*) 2.4.1 Các tiêu tầng khuếch đại: a) Độ lợi điện áp: Av = Vout/Vin b) Độ lợi dòng điện: Ai = Iout/Iin c) Tổng trở ngõ vào: Được xác định dựa vào định luật Ohm: Zi  Vi Ii d) Tổng trở ngõ ra: Được xác định tín hiệu vào Vi = 0, Ii = Ib = nên xem hở mạch nguồn dòng Tổng qt: Z0  V0 I0 +Ucc 2.4.2 Tầng khuếch đại Common Emitter (CE) a) Dạng mạch (Hình 2.14) b) Mơ hình mạch khuếch đại CE thơng số h (hybrid) Phương trình mạch CE: vbe = hieib + hrevce IB ic = hfeib + hoevce IC + UCE us RB2 38 UCEQ 0V Hình 2.14 Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ Rc RB1 Bài Giảng Mạch Điện Tử ib hfeib vce vbe vbe ic ib ic hrevce vce ie Hình 2.14a Hình 2.14b Trong đó: h ie  v be ib h re  v be v ce hfe  ho e  v ce  ic ib ic v ce i b 0 v ce  i b 0 Các thơng số xác định dựa vào đồ thị Trong tính tốn, mơt cách gần đúng, thơng số tính sau: h ie  với re  v be ib  v ce 0 26mV   re I EQ ib 26mV I EQ h re  v be v ce h fe  ic ib h 0e  ic v ce 0 .re i b 0 v ce   ic i c  i b Hình 2.14c 0 i b 0 c) Thơng số mạch khuếch đại CE - Tín hiệu vào tín hiệu lệch pha 1800 - Mạch khuếch đại tín hiệu điện áp dòng điện, tức: Av = Vout/Vin = ic.Zout/ib.Zin > Ai = Iout/Iin =  >1 - Tổng trở ngõ vào (được xác định dựa vào định luật Ohm): Zin = Rth //hie - Tổng trở ngõ ra: Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ ib 39 Bài Giảng Mạch Điện Tử Z0  V0 I0 V i 0 Zout = Rc 2.4.3 Tầng khuếch đại Common Collector (CC) a) Dạng mạch (Hình 2.15) +VCC RB Rc C1 Q Vin C2 Vout RE Hình 2.15 Vì mạch CC BJT sử dụng, nên khơng xây dựng mơ hình Mơ hình mạch CC dựa vào mơ hình CE Phương trình mạch CC: vbc = hicib + hrcvec ie = hfcib + hocvec Trong đó: h ic h fc v  bc ib i  e ib v ec  v ec  ; h re  ; v be v ce i b 0 ic v ec i b 0 hoc  b) Thơng số mạch khuếch đại CC - Tín hiệu vào tín hiệu pha - Mạch khuếch đại tín hiệu dòng điện, tức: Ai >1 - Mạch khơng khuếch đại tín hiệu điện áp, tức: Av 1 - Tổng trở ngõ vào: - Tổng trở ngõ ra: Zout =RE //re 2.5 ĐƢỜ TẢI AC (*) NG Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 43 Bài Giảng Mạch Điện Tử Khi Transistor làm việc, ngồi nguồn điện chiều (DC) ảnh hưởng đếm điểm làm việc BJT chịu ảnh hưởng nguồn xoay chiều tín hiệu cần khuếch đại Tín hiệu làm điểm làm việc Q khơng lúc chưa có Sự dịch chuyển điểm Q làm cho tín hiệu khuếch đại bị xén Điểm Q lúc nằm đường tải: Đường tín hiệu chiều (DC) đường tín hiệu xoay chiều (AC) tạo nên, hai đường tải cắt điểm Q Tương tự phân tích tín hiệu chiều, cấp tín hiệu ac chân BJT chịu đồng thời điện áp dòng điện tín hiệu Do đó: iB = IB +ib iC = IC +ic vCE = VCE + vce (các số chữ thường nhỏ tín hiệu xoay chiều) Phương trình đường tải AC: Vì xét tín hiệu xoay chiều tín hiệu chiều xem nối tắt Để viết phương trình đường tải AC ta dựa vào phương trình ngõ với tín hiệu AC ic(RC // Rt) + vce = hay: i c   *v ce (*) Với: (R C // R t ) ic = iC - ICQ vce = vCE - VCEQ Thế vào (*) ta có: (i C  I CQ )   iC   (R C // R t ) * (v CE V CEQ ) , hay: 1 *v CE  *V CEQ  I CQ (R C // R t ) (R C // R t ) Đây phương trình đường tải AC, cách vẽ dường tải AC tương tự DC 2.6 MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ MẠCH KHUẾCH ĐẠI (*) 2.6.1 Ví dụ 1: Mạch khuếch đại mắc E chung Cho mạch hình 2.14: Với RB1 = 56k, RB2 = 4.7k, RC =1k, = 100, Vcc = 12V Vẽ đồ thị đường tải DC AC Xác định Av, Ai, Z0, Zi Giải: Sơ đồ tương đương thơng số h mạch (hình 2.14a; 2.14b): (trong trường hợp khơng có Re có Re) C B C2 C1 Vin Vin C2 C1 + + + + Vout hfe.Ib hie Rth hie hfe.Ib Rc Zin Hình 2.14a Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ Vout Hình 2.14b 44 Rc Rth E Re Zout Bài Giảng Mạch Điện Tử - Tổng trở ngõ vào (được xác định dựa vào định luật Ohm): Zi = Rth //hie Hay: Zi = Rth //(hie + Re) - Tổng trở ngõ ra: Z0  V0 I0  Rc V i 0 - AV  V i 0Z  i c RC R C    V i i i Z i i b (h ie  R e ) (h ie  R e ) - Ai  I0 V /Z0 Z   AV i Ii Vi /Zi Z0 2.6.2 Ví dụ 2: Mạch khuếch đại mắc C chung Cho mạch hình 2.15: Với RB = 330k, RC = 1.2k, RE = 300, = 120, Vcc = 12V Vẽ đồ thị đường tải DC AC Xác định Av, Ai, Z0, Zi Giải: Sơ đồ tương đương thơng số h mạch (hình 2.15a): (trong trường hợp khơng có Rc có Rc nhau) Tổng trở ngõ vào (được xác định dựa vào định luật Ohm): Zi = Rb // (hie + Re) - Tổng trở ngõ ra: Z0  V0 I0  R e // V i 0 C1 Vin + C B hie  1 - hie Rc Zin Rb V I Z (   1)i b R e (   1)R e E AV   0   1 Vi I i Z i i b h ie  (   1)i b R e ) h ie  (   1)R e ) Re - I I i Rb A i   b  (   1) I i ib I i R b  [h ie  (   1)R e ] , do: ib  Rb Ii R b  [h ie  (   1)R e ] I  i e  (  1)i b 2.7 MỘT SỐ MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÁC (*) 2.7.1 Mạch khuếch đại Darlington a) Dạng mạch (Hình 2.19) Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ hfe.Ib 45 + C2 hfe.Ib Vout Zout Hình 2.15a Bài Giảng Mạch Điện Tử C C B Q1 Q2 E Qdar B E Hình 2.19 b) Thơng số mạch IB = IB1 IC = IC1 + IC2 = 1.IB1 + 2.IB2 = 1.IB1 + 2.IE1 = 1.IB1 + 2(1 + 1).IB1 = (1 + 2 + 1 2).IB1 = (1 + 2 + 1 2).IB Đặt  = (1 + 2 + 1 2) ta có: IC = .IB IE = IC + IB = ( + 1).IE Nhận thấy quan hệ dòng điện IC, IE theo IB giống trường hợp Transistor đơn Vì ghép ghép Transistor cho ta Transistor tương đương loại có thơng số sau:  = (1 + 2 + 1.2) UBE = UBE(Q1) + UBE(Q2)  1,4v UCE = UCE(Q2) 2.8 PHƢ ƠNG PHÁP GHÉP CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠI 2.8.1 Ghép tầng tụ điện a) Dạng mạch b) Đặc điểm mạch Dễ dàng tính tốn phân cực tầng khuếch đại Dễ nối mạch Bị giới hạn tần số tụ điện liên lạc C Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 46 Bài Giảng Mạch Điện Tử +VCC RB R C1 R B1 R C2 C2 Vout C C1 Q2 Q1 Vin Rt R B2 R E1 R E2 Hình 2.21 2.8.2 Ghép tầng MBA a) Dạng mạch +VCC RB T1 C1 Vin C R B1 R C2 C2 Vout Q2 Q1 Rt R B2 R E1 R E2 Hình 2.22 b) Đặc điểm mạch Việc tính tốn tầng khuếch đại gặp khó khăn Mạch cồng kềnh, đắt tiền Phối hợp trở kháng tầng nhờ máy biến áp 2.8.3 Ghép tầng trực tiếp a) Dạng mạch b) Đặc điểm mạch Mạch đơn giản, dễ lắp ráp Phân cực tầng khó khăn, việc phối hợp trở kháng tầng khó thực Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 47 Bài Giảng Mạch Điện Tử +VCC RB R C1 R C2 R B1 C2 Vout C1 Q2 Q1 Vin Rt R B2 R E1 R E2 Hình 2.23 2.9 BÀI TẬP CHƢ ƠNG (TRANSISTOR MỐI NỐI) Bài 01: Cho mạch gồm nhóm đèn LED sau: +9V LED1 LED5 Đặc tuyến Volt-Ampere đèn LED hình vẽ ILED LED2 LED6 20mA 4.1,8 = 7,2V LED3 LED4 VĐK LED7 Q LED8 RB Q VAK 1,8V IC Si min = 40 RE 1k Mỗi đèn LED đủ sáng dòng qua khoảng 20mA điện áp V AK khoảng 1,8V a) Xác định điện trở tương đương LED nhóm LED b) Đem nhóm LED mắc vào cực C Transistor hình vẽ Giả sử dòng qua LED 20mA, xác định dòng IC Transistor c) Giả sử Transistor bão hồ (VCES = 0,2V) áp điều khiển mức cao (4,3V) Cho biết áp rơi nhóm LED 4.1,8 = 7,2V Xác định RE Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 48 Bài Giảng Mạch Điện Tử d) Với RE xác định câu c) Xác định RB để Transistor bão hồ áp điều khiển mức cao (4,3V) ĐS: a) RLED = 90 RNH = 180 b) IC = 40mA +12V c) RE = 40 d) RB  2K Bài 02: Cho mạch phân cực Transistor cách định dòng IB hình vẽ Vẽ đường tải DC xác định điểm tĩnh Q Transistor ĐS: Q ( 6,4V; 2,1mA) RC 2,2K RC Q 220K Si  = 45 RE 470 Bài 03: Cho mạch khuếch tín hiệu ghép E chung sau (*) a)Tính trở kháng tụ Ci, C0 CE thành phần tín hiệu có tần số f = 10KHz b) Vẽ đường tải DC xác định điểm làm việc tĩnh Q Transistor c)Tính tổng trở vào Zin, tổng trở Zo, độ lợi dòng Ai độ lợi áp Av tầng khuếc đại d) Giả sử tín hiệu (vs) có dạng hình vẽ, vẽ đồ thị quan hệ v0 vs +12V RC 2K RB1 430K Ci Q 10uF Vs RB2 220K RE 1K Co 10uF Si  = 100 CE 100uF RL 1K VO ĐS: a) b) c) d) Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 49 Zci = Zco  1,59 ZCE  0,159 Q (7,91V; 1,36mA) Zin = 1,8K; Zo = 2K; Ai  -65,84; Av  -36,58 Tín hiệu ngược pha so với tín hiệu vào có trị đỉnh Vm  1,829V Bài Giảng Mạch Điện Tử Bài 04: Cho mạch khuếch đại tín hiệu hình vẽ sau: (*) +20V RC 2K RB1 430K Ci Q 10uF Vs RE 1K Si  = 100 a) b) Co 10uF CE 100uF Biên soạn: Ths Ngơ Sỹ 50 RL 1K Vẽ đường tải DC xác định điểm làm việc tĩnh Q Transistor Tính tổng trở vào Zin, Tổng trở Zo, độ lợi dòng Ai độ lợi áp Av tầng khuếc đại ĐS: a) Q (9V; 3,63mA) b) Zin = 682; Zo = 2K; Ai = -66,56; Av = -97,6