tài liệu uy tín được biên soạn bởi giảng viên đại học Bách Khoa TPHCM, thuận lợi cho qua trình tự học, nghiên cứu bộ tự động hóa, điện tử, cơ điện tử, cơ khí chế tạo máy, lập trình nhúng, Tài liệu được kiểm duyệt bởi giảng viên, phòng đào tạo trường đại học bách khoa, lưu hành nội bộ
Điện tử tương tự ứng dụng Chương Transistor lưỡng cực nối BJT Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Transistor lưỡng cực nối BJT • BJT (bipolar junction transistor) linh kiện có cực: cực phát E (emitter), cực thu C (collector) cực B (base) • Có hai loại BJT: loại pnp loại npn • Transistor npn: miền phát & miền thu bán dẫn n miền bán dẫn p • Miền phát có mật độ tạp chất cao, miền thu có mật độ tạp chất vừa phải miền có mật độ tạp chất thấp miền mỏng Transistor lưỡng cực nối BJT BJT có hai tiếp giáp pn : tiếp giáp phát-nền EBJ JE tiếp giáp thunền CBJ JC Miền phát n Miền p Miền thu n Tiếp xúc kim loại Tiếp giáp phát-nền EBJ JE Tiếp giáp thu-nền CBJ JC Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Các chế độ hoạt động BJT Transistor BJT có miền hoạt động (lấy thí dụ loại pnp) VEB Miền tích cực thuận (JE phân cực thuận, JC phân cực nghịch) Miền ngưng (cả hai tiếp giáp phân cực nghịch) Miền bão hòa (cả hai tiếp giáp phân cực thuận) VCB Miền (tích cực) nghịch (JE phân cực nghịch, JC phân cực thuận) Do transistor BJT có cực, có cách mắc mạch khuếch đại (a) Nền chung (b) Phát chung (c) Thu chung Chế độ tích cực (BJT npn) Phân cực thuận JE phân cực thuận, JC phân cực nghịch Phân cực nghịch Chế độ tích cực (BJT npn) Phân cực thuận JE Phân cực nghịch JC • Phân cực thuận JE làm cho điện tử tiêm từ miền phát vào miền (lưu ý: mật độ điện tử miền phát cao) • Do miền mỏng, phần lớn điện tử khuếch tán đến cạnh miền nghèo hạt mang điện đa số tiếp giáp JC, quét sang miền thu tác dụng điện trường tiếp giáp JC phân cực nghịch tạo • Một phần nhỏ điện tử (được tiêm từ miền phát) tái hợp với lỗ miền • Các lỗ tiêm từ miền vào miền phát Chế độ tích cực (BJT npn) IS : dòng bão hòa AE: diện tích tiếp giáp nền-phát W: độ rộng miền NA: mật độ tạp chất miền Dn: số khuếch tán điện tử ni: mật độ hạt mang điện nội (cũng có tài liệu sử dụng VT = 0.026 V) Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Chế độ tích cực (BJT npn) Độ lợi dòng cực phát chung Độ lợi dòng cực chung Độ lợi dòng cực phát chung Độ lợi dòng cực chung Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Chế độ tích cực (BJT pnp) Phân cực thuận Phân cực nghịch Chế độ tích cực (BJT pnp) Độ lợi dòng cực phát chung Độ lợi dòng cực chung 10 Mạch tương đương BJT cực phát chung CE IC ib C IB B vi RL IE hieiE rin E v1 i1 V2 B ic C hie hfeib re ib E v be v ( 1) be re ibB i eE 0.026[mV] 0.026[mV] re I E [mA] I C [mA] hfE fe i2 i1 V2 ic ib 63 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Mạch tương đương BJT cực chung CB ie IE E IC C E hib vi v1 hib iB rin i1 hfB fb i2 i1 V2 B V2 hfbie ie re RL ic C B vbe re ie ic ie 64 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Mạch tương đương BJT cực thu chung CC IE IB IC RL C v1 hiciC rin i1 i2 hfC fc i1 B ie E E B vi ib V2 V2 hic hfcib re ib C vbe vbe ( 1) re ib ie ie ( 1) ib 65 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ • Mạch khuếch đại cực phát chung CE 66 Phân tích mạch tín hiệu nhỏ C B rie re rin (tầng) rin ib E - rin = rie = (+1) re re - rin (tầng) = RB // hie = RB // re Với: 0.026[V] reE I E [ A] 67 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ is vin B iout C vout iin rie re E - rout = lớn - rout (tầng) = RC //rout RC iL ib rout rout (tầng) 68 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ • Khi khơng có tải RL (ngõ xem hở mạch): • vout = ic.rout(tầng) = -ibRC ; vin = ib ( re) • AV = vout/vin RC AVE re vin rin vs rs rin vs rs rin vin (rin : rin(tầng stage) ) rin • Nhận xét: Tín hiệu ngõ ngược pha với tín hiệu ngõ vào RCR L RL vout • AV = vL/vS (khi có tải RL); vL i b (RL // RC ) i b R L RC R L RC v v RL rin AVETP L out vs vin RL RC rin rs AVETP RC RB // re RL re rs (RB // re ) RL RC 69 Phân tích mạch tín hiệu nhỏ AiE i in i out i c i in i b rs r r v i s i s s in i in ; i s s rs rin rs rs i out (RL // RC ) i L RL i L RC i out R L RC RC i L i out rs i s i in rs rin RL RC rs RC iL is rs (R B // re ) R L RC 70 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ • Mạch khuếch đại cực chung CB C1 RS C2 RC RE vS VCC vin RS RL RE C E ie vout iL ic hib hfbie re ie vS RC RL B rin(tầng) rin rout rout (tầng) 71 Phân tích mạch tín hiệu nhỏ • rin = hib= re • rin (tầng) = RE // re re • Thơng thường giá trị re nhỏ (khoảng vài chục ) Vì mạch khuếch đại B chung có điện trở vào bé • rout = lớn • rout (tầng) = rout // RC RC • Khi khơng có tải RL (ngõ xem hở mạch): • vout = icRC ; vin = ie re AV B i c RC RC i ere re Nhận xét: Tín hiệu ngõ đồng pha với tín hiệu ngõ vào • AV = vout/vin 72 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ • Khi có tải RL • AV = vL/vS i e RCR L RL v L i e (RL // RC ) vout RC R L RC R L vin r r rin vS vs in s vin rin rs rin AVBTP v L vout rin RL vs v in rin rs R L RC • rin = RE // re re RC re RL AVBTP re rs re R L RC 73 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ • Mạch khuếch đại cực thu chung CC RB rS vS VCC C2 C1 RE RL hic rS vS hfcib RB RE RL 74 Phân tích mạch tín hiệu nhỏ rS rin(tầng) vS vin B hic (+1)re RB ib • vout iL ie hfcic (+1)ib rin v BC ; rin bc ib E RE ro RL ro(tầng) C rin(tầng) = RB // rin • vbc = vbe + vec • vbc = ib.hic + ie.rL (rL = RE // RL) ; hic=(+1)re • vbc = ib.hic + (hfc + 1)ib.rL; hfc=(+1) (hfC 1).rrinL ( 1)(re RL ) (vài trăm K) rin(tầng) RB 75 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ ro(tầng) = RE // ro ; ro v ec ie vec = ib.hic + ib.(rs // RB) v h i (rs // RB )ib hic (rs // RB ) ro ec ic b ie ie h f 1 c rs // R B ro re 1 ro(tầng) ro (khoảng vài chục ) AV = vout/vin Khi khơng có tải RL (ngõ xem hở̉̉̉ mạch): vout ie RE ( 1)ib RE 76 Tống Văn On – Biên soạn từ tài liệu Bộ môn Điện tử - ĐHBK TP HCM Phân tích mạch tín hiệu nhỏ vin ( 1) ib (re RE ) vout RE re AVC vin RE Nhận xét chung: - Mạch khuếch đại cực phát chung CE có tín hiệu ngõ ngược pha với tín hiệu ngõ vào Có khả khuếch đại dòng áp - Mạch khuếch đại cực chung CB có tổng trở vào nhỏ (vài chục ohm), tổng trở ngõ lớn (vài trăm K), khơng khuếch đại dòng (Ai 1) - Mạch khuếch đại cực thu chung CC có tổng trở vào lớn (vài trăm K), tổng trở nhỏ (vài chục ohm), không khuếch đại áp (Av 1) - Cả hai mạch khuếch đại thu chung có tín hiệu ngõ đồng pha với tín hiệu ngõ vào 77