THỰC HÀNH TRANSISTOR

Ký hiệu, đặc điểm, phân cực a Ký hiệu: Transistor có điện trở lót Transistor có điện trở và điốt lót Hình 8.2 b Đặc điểm: + Loại PN: Trong đó B: Base C: Colecter E: Emitter - Transistor

8 Transistor lưỡng cực (BJT)

8.1 Cơ sở lý thuyết

8.1.1 Khái niệm chung

- Transistor là linh kiện bán dẫn có 3 chân,

mà ở đó là một lớp mỏng bán dẫn loại P

nằm giữa 2 lớp bán dẫn N (Transistor NPN)

hoặc một lớp mỏng bán dẫn N nằm giữa hai

lớp bán dẫn loại P (Transistor PNP)

- Giữa hai miền tiếp giáp PN là lớp giữa

(gốc) và hai lớp bên ngoài ( phát và góp) có

tác dụng nắn dòng, người ta có thể thử tác

dụng này như những diode nắn dòng khác

Hình 8.1

8.1.2 Ký hiệu, đặc điểm, phân cực

a) Ký hiệu:

Transistor có điện trở lót

Transistor có điện trở

và điốt lót

Hình 8.2

b) Đặc điểm:

+ Loại PN:

Trong đó B: Base C: Colecter E: Emitter

- Transistor chỉ làm việc khi UBE < 0 và UCE < 0 tức là điện thế tại cực B và cực C của

Transistor loại này phải nhỏ hơn điện thế tại E

- Khi transistor bị phân cực ngược tức là các điều kiện trên không thoả mãn thì Transistor bị khoá

- Loại này thường được ký hiệu bắt đầu là chữ A hoặc B

- Khi thay thế hay lắp ráp cần chú ý đến các thông số cơ bản:

• Điện áp ngược UBC

• Hệ số khuếch đại dòng

• Dòng tải cực đại

• Điện áp UBE max

• Tần số cắt

+ Loại PNP:

Trong đó B: Base C: Colecter E: Emitter

- Transistor chỉ làm việc khi UBE > 0 và UCE > 0 tức là điện thế tại cực B và cực C của Transistor loại này phải lớn hơn điện thế tại E

- Khi transistor bị phân cực ngược tức là các điều kiện trên không thoả mãn thì Transistor bị khoá

- Loại này thường được ký hiệu bắt đầu là chữ C hoặc D

c) Phân cực:

-Các cách mắc BJT

Emitter chung (EC) Colecter chung (CC) Base chung (BC)

-Các cách phân cực cho BJT

Cầu chia điện áp R1 và R2 Phân cực Dòng cố định R1 Phân cực Dòng phản hồi R1 Với PNP: U BE < 0 U CE < 0 Với NPN: U BE > 0 U CE > 0

8.1.3 Cách kiểm tra chất lượng BJT

- Đo nguội:

Để đồng hồ ở thang X10 ta đo như sau:

Đo kim không lên Đo kim không lên Đo kim không lên Đo kim không lên

Nếu lấy lưỡi nếm vào

cực B kim sẽ lên

- Như vậy ta thấy rằng đo cặp chân BC và BE kết quả giống như đo một Diode.

- Đo cặp chân CE 2 lần có đổi que đo kim không lên

Ghi chú:

 Đối với loại BJT được chế tạo bởi vật liệu bán dẫn Ge (Germanium) thì khi ta đo cặp chân C, E sẽ thấy kim đống hồ nhích lên Điều này cũng dễ nhầm lẫn với khi đo BJT chất liệu Si (Silicon) Như vậy làm sao ta phân biệt được giữa Ge và Si cho đúng? Cách phân biệt như sau:

o Loại Ge được chế tạo thường là loại PNP và vỏ ngoài bao bằng thiếc, bởi vì loại này có độ nhạy rất cao so với loại Si, cho nên tránh cảm ứng bên ngoài (xung nhiễu, sóng vô tuyến,…) người ta chế tạo bọc kín nó bởi vỏ kim loại, ngoài ra cũng thiết kế thêm một chân nối mass

để đảm bảo vỏ ngăn cảm ứng

o Loại Si tất cả đều thiết kế vỏ hắc ín đen hoặc xanh, đỏ, vàng, trắng…

o Dùng sổ tay tra cứu

 Đối với cac loại BJT đặc biệt như:

o Đối với loại có ghép điện trở đo cặp BE đảo chiều 2 lần kim đều lên (nhưng không về 0)

o Đối với loại ghép liên hợp có độ nhạy rất lớn, đo cặp chân BE hay CE kim có thể lên ở cả 2 lần đo đổi que

o Đối với loại có lót Diode bảo vệ, đo cặp chân EC đo giống như Diode

- Đo nóng:

Là cách đo ở tình trạng mạch đang hoạt động có điện Ta vặn đồng hồ ở thang đo VDC, rồi thực hiện thao tác cơ bản:

- Que đen kẹp mass (nếu mass là âm)

- Que đỏ đo Volt tại cực C và cực E

Ví dụ 1: Với sơ đồ mắc E chung.

 Đo áp tại cực C (VC) nếu nằm trong khoảng (30% - 70%)Vcc thì mạch hoạt động tốt

 Nếu VC = 0 thì R1 đứt hoặc hỏng BJT

 Nếu VC < 10%Vcc thì có thể do R1 tăng trị số hoặc BJT chạy quá mạnh làm sụt áp nhiều qua R1 Chạy quá mạnh bởi nguyên do: đứt R4 làm điện áp tại B dâng cao hoặc C1 bị nối tắt làm phân cực VE giảm hoặc BJT bị rò rỉ mối nối CE

 Nếu VC < 30%Vcc → BJT chạy mạnh có thể do: R4 tăng trị số hoặc C1 bị rò rỉ

 Nếu VC ≈ Vcc → BJT không chạy → không làm sụt áp qua R1 → có thể do: đứt R2 làm VB

= 0, hoặc đứt R3 làm mất phân cực cho BJT, hoặc hỏng BJT

 Nếu VC > 70%Vcc → BJT chạy yếu → làm sụt áp trên R1 rất ít, nguyên nhân có thể do: R2 tăng trị số (làm VB thấp) hoặc R3 tăng trị số

Ví dụ 2: Mạch mắc B chung

 Đo áp cực C nằm trong khoảng (30%-70%)Vcc: mạch hoạt động tốt

 Nếu VC = 0V suy ra không có dòng chạy qua R1 tức là BJT không hoạt động Nguyên nhân

có thể do: R1 đứt hoặc R2 đứt hoặc R3 đứt hoặc hỏng BJT

 Nếu VC < 30%Vcc Có 2 trường hợp xảy ra:

 Dòng qua R1 yếu Nguyên nhân có thể R1, R2, R3 tăng trị số hoặc BJT yếu.

 BJT chạy quá mạnh dẫn tới IE tăng nhiều làm sụt áp qua R3 tăng → VE giảm → VC giảm Nguyên nhân có thể do: R4 tăng trị số làm phân cực VB giảm hoặc mối nối CE của BJT bị rỉ nặng

Ví dụ 3: Mạch mắc C chung

 Đo áp VE nếu nằm trong khoảng ≥ 70%Vcc thì BJT hoạt động tốt

 Nếu VE = Vcc thì BJT bị nối tắt CE hoặc đứt R4

 Nếu VE ≤ 70%Vcc thì BJT chạy yếu, nguyên nhân có thể do R2, R3 tăng trị số

 Nếu VE = 0V thì BJT không chạy, nguyên nhân có thể do đứt R2, R3, hoặc BJT bị hỏng (đứt mối nối CE)

8.2 Thí nghiệm

8.2.1.Thí nghiệm 1

Khảo sát sự ảnh hưởng của dòng điện cực phát I tới dòng điện cực gốc C I Thực hiện thí B

nghiệm với một transistor NPN

Trình tự thí nghiệm

- Đặt một điện áp một chiều Ugl = 20V vào

mạch điện ở hình 8.3 Khi dây dẫn Collector

hở (bỏ biến trở), đo dòng điện cực gốc IB và

ghi các giá trị đó vào bảng 8.2.1

- Sau đó đưa biến trở vào và điều chỉnh biến

trở tương ứng với các trị số đã cho ở bảng

8.2.1 Đo các giá trị dòng điện IB tương ứng,

• Biểu diễn sự phụ thuộc của dòng điện IB vào dòng IC (Khi điện áp Basis/Emitter bằng hằng số) lên biểu đồ hình 8.4

( C

I = , UBE = Const

]

[W

R V - 1000 680 470 470 470 330 330 330 220

]

[mA

I C 0 20 25 30 35 40 45 50 55 60

]

[mA

I B

Bảng 8.2.1

Hình 8.4

8.2.2.Thí nghiệm 2

Khảo sát sự ảnh hưởng của dòng điện cực gốc đến dòng điện cực phát Thực hiện thí nghiệm với một transistor NPN

Trình tự thì nghiệm

- Lắp mạch theo hình 8.5 Dùng biến trở

điều chỉnh thay đổi các giá trị dòng điện cực

gốc tương ứng với cá giá trị đưa ra trong

bản 8.2.2 Đo các giá trị dòng điện cực phát

IC phụ thuộc và ghi các giá trị đó vào bảng

8.2.2

- Biểu diễn sự phụ thuộc của dòng điện IC

vào dòng điện cực gốc trên biểu đồ hình 8.6

IC = f(IB)

Hình 8.5

]

[mA

I B 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 ]

[mA

I C

Bảng 8.2.2

Hình 8.6

Câu hỏi 1: Những nhận xét nào có thể nhận được từ đường đặc tính trên hình 8.6?

Trả lời :……….

………

………

………

Câu hỏi 2: Hệ số khuếch đại dòng β có giá trị là bao nhiêu khi IC = 55 mA(xem hình 8.6) ? Trả lời : = = B C I I β ……….

Câu hỏi 3: Hệ số khuếch đại dòng tín hiệu nhỏ β có giá trị bao nhiêu (xem hình 8.6) ? Trả lời : Hệ số khuếch đại dòng tín hiệu nhỏ ở

: 20 40 = ∆ ∆ = − = ∆ B C C I I mA mA I β Hệ số khuếch đại dòng tín hiệu nhỏ ở

: 70 80

=

∆

∆

=

−

=

∆

B

C

I

IC

mA mA

I

β