KỸ THUẬT điện tử TRANSISTOR lưỡng cực

Ngày tháng 10 năm 2014 Kỹ thuật Điện tử: TRANSISTOR Lưỡng cực - VOER KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TRANSISTOR Lưỡng cực Tác giả: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Tổng quan Bài giới thiệu tranzito lưỡng cực (Bipolar Junction Transistor – BJT) Đây linh kiện bán dẫn quan trọng có lớp tiếp xúc P-N chân điện cực Trong trình bày nguyên lý hoạt động tranzito lưỡng cực chế độ cấp điện phân cực cho chế độ tích cực, chế độ ngắt chế độ bão hòa Bài trình bày cách mắc tranzito lưỡng cực sơ đồ mạch khuếch đại cách mắc cực gốc chung, cực phát chung cực góp chung, đặc điểm cách mắc Trong đề cập đến phương pháp phân cực cho tranzito phân cực dòng cực gốc, phân cực phân áp phân cực hối tiếp Đồng thời chương trình bày sơ đồ tương đương tranzito chế độ khuếch đại tín hiệu nhỏ trình bày chế độ chuyển mạch tranzito Cơ sở nguyên lý Chế độ hoạt động transistor npn pnp Tranzito lưỡng cực gồm có hai tiếp xúc P-N tạo nên miền bán dẫn loại P N xếp xen kẽ Nếu miền bán dẫn bán dẫn loại N ta có tranzito lưỡng cực loại P-N-P Nếu miền bán dẫn bán dẫn loại P ta có tranzito lưỡng cực loại N-P-N http://voer.edu.vn/c/transistor-luong-cuc/5ac39975/a73d6824 1/13 Ngày tháng 10 năm 2014 Kỹ thuật Điện tử: TRANSISTOR Lưỡng cực - VOER a Tranzito lưỡng cực loại P-N-P (hay tranzito thuận) cấu tạo ký hiệu sơ đồ mạch; b Tranzito N-P-N (hay tranzito ngược) cấu tạo ký hiệu Tranzito có chân cực là: - Cực Phát ký hiệu chữ E (Emitter) nguồn phát hạt tải điện tranzito - Cực Gốc ký hiệu chữ B (Base) cực điều khiển dịng điện - Cực Góp ký hiệu chữ C (Collector) có nhiệm vụ thu nhận tất hạt dẫn từ phần phát E qua phần gốc B tới - Hai tiếp xúc P-N tiếp xúc phát-gốc ký hiệu TE (gọi tắt tiếp xúc phát), tiếp xúc góp-gốc ký hiệu TC (gọi tắt tiếp xúc góp) Nguyên lý làm việc tranzito Khi chưa cung cấp điện áp ngồi lên chân cực tranzito hai tiếp xúc phát TE góp TC trạng thái cân dòng điện tổng chạy qua chân cực tranzito Muốn cho tranzito làm việc ta phải cung cấp cho chân cực điện áp chiều thích hợp Có ba chế độ làm việc tranzito là: chế độ tích cực (hay chế độ khuếch đại), chế độ ngắt chế độ dẫn bão hòa Cả hai loại tranzito P-N-P N-P-N có nguyên lý làm việc giống nhau, có chiều nguồn điện cung cấp vào chân cực ngược dấu + Chế độ ngắt: Cung cấp nguồn điện cho hai tiếp xúc P-N phân cực ngược Tranzito có điện trở lớn có dịng điện nhỏ chạy qua nên tranzito coi không dẫn điện + Chế độ dẫn bão hòa: Cung cấp nguồn điện cho hai tiếp xúc P-N phân cực thuận Tranzito có điện trở nhỏ dịng điện qua lớn Ở chế độ ngắt chế độ dẫn bão hòa, tranzito làm việc phần tử tuyến tính mạch điện Ở chế độ tranzito khóa điện tử sử dụng mạch xung, mạch số http://voer.edu.vn/c/transistor-luong-cuc/5ac39975/a73d6824 2/13 Ngày tháng 10 năm 2014 Kỹ thuật Điện tử: TRANSISTOR Lưỡng cực - VOER + Chế độ tích cực: Ta cấp nguồn điện cho tiếp xúc phát TE phân cực thuận, tiếp xúc góp TC phân cực ngược Ở chế độ tích cực, tranzito làm việc với q trình biến đổi tín hiệu dịng điện, điện áp, hay cơng suất có khả tạo dao động, khuếch đại tín hiệu, Đây chế độ thông dụng tranzito mạch điện tử tương tự So sánh Transistor loại Ge Si Đặc điểm đường đặc tuyến Họ đặc tuyến vào: Đặc tuyến vào mô tả mối quan hệ điện áp vào dòng điện vào sau: UEB = f1(IE) UCB = const Xét trường hợp tranzito lưỡng cực Gecmani loại P-N-P Khi cực góp hở đặc tuyến vào đặc tuyến Vơn-Ampe tiếp xúc P-N phân cực thuận nên ta có: IE = I0(e UEB/VT – 1) Ta có đường đặc tuyến vào mơ tả hình 6.2 Họ đặc tuyến vào tranzito gecmani loại P-N-P Khi UCB ≤ 0, đặc tuyến xê dịch chứng tỏ điện áp cực góp ảnh hưởng đến dòng điện qua tiếp xúc phát Họ đặc tuyến ra: Đặc tuyến biểu thị mối quan hệ dịng điện mạch cực góp với điện áp mạch cực góp Ta có mối quan hệ sau: IC = f2(UCB) IE = cont Biểu thức tính dịng điện cực góp IC sau: IC = IE + ICBo http://voer.edu.vn/c/transistor-luong-cuc/5ac39975/a73d6824 3/13 Ngày tháng 10 năm 2014 Kỹ thuật Điện tử: TRANSISTOR Lưỡng cực - VOER Họ đặc tuyến tranzito gecmani loại P-N-P Thiết lập ổn định điểm làm việc cho transistor Xác định điện trở Colector (RC) Muốn tranzito làm việc phần tử tích cực phần tử tranzito phải thảo mãn điều kiện thích hợp tham số tranzito mục trước biết, phụ thuộc nhiều vào điện áp phân cực chuyển tiếp colectơ emitơ Nói cách khác giá trị tham số phụ thuộc vào điểm công tác tranzito Một cách tổng quát, dù tranzito mắc mạch theo kiểu nào, muốn làm việc chế độ khuyếch đại cần có điều kiện sau: - Chuyển tiếp emitơ – bazơ phân cực thuận - Chuyển tiếp bazơ – colectơ ln phân cực ngược Có thể minh họa điều qua ví dụ xet tranzito, loại pnp (h.2.33) Nếu gọi UE, UB, UC điện emitơ, bazơ, colectơ, vào điều kiện phân cực kể điện phải thảo mãn điều kiện: UE > UB > UC Hãy xết điều kiện phân cực cho loại mạch -Từ mạch chung bazơ với chiều mũi tên hướng dương điện áp dòng điện, xác định cực tính điện áp dòng điện cực tranzito mắc CB sau: UEB = UE – UB > IE>0 UCB = UC – UB> IC IB IC IB