Chương 3 BJT transistor lưỡng cực

Điện tử Ch Transistor lưỡng cực nối (Bipolar junction Transistor) I Cấu tạo • • Gồm nối tiếp xúc ghép xen kẽ Có loại Transistor nối: npn pnp (h 1) • C C • C n • p B B • B B p • n n • p E E E loại npn loại pnp • • loại npn lo ại pnp C C C C n p B B p B n B n + p+ E E C E E E Sự phân bố điện tích cân nhiệt động n - - p n - - + + + - - - - - - + + + - - - - - - - - - - - - Ei vùng + Ei + - vùng - - - - - - - - - - - - II Các kiểu hoạt động-Phân cực • Có kiểu phân cực Nối phát-nền EB tùy theo cách cấp điện phc.ngược phc thuận -Ngưng -Bão hoà Nối -Tác động thuận thu-nền -Tác động nghịch CB phc.ng Ngưng (Off) phc th Tác động Tác động thuận (Forward active) Bảo hoà nghịch ( ( On Reverse Saturation active) ) kiểu hoạt động BJT 1.Cả nối EB CB phân cực nghịch : Do nối ngưng dẫn  BJT ngưng dẫn Eex (off) n p n vùng rộng Ei VEE VCC Ei Eex 2.Cả nối EB CB phân cực thuận: Do nối dẫn hạt tải chạy vào vùng nền.Mà vùng hẹp nên bị tràn ngập hạt tải  BJT dẫn bão hòa(On) • Eex Eex vùng hẹp • VEE VCC Ei Các kiểu hoạt động không sử dụng riêng biệt mà kết hợp hoạt động giao hốn ( chuyển mạch) • • • Ic Q1 Q2 VCE 3.Phân cực thuận EB, Phân cực nghịch CB: Do tác động điện trường ngoài,các điện tử tự bị đẩy vào cực Tại cực hẹp nên có số đttd bị tái kết, đa số đttd lại bị hút cực thu  BJT dẫn mạnh ( kiểu tác động thuận thông dụng mạch khuếch đại) Engoài Engoài InE IE Ei + Ei + InC IpE + + VCC - ICO - + VEE IC IB - Cách hoạt động giống kiểu hạt tãi di chuyển theo chiều từ cực thu sang cực phát Do cấu trúc bất đối xứng dòng thu dòng phát nhõ kiểu tác động nghịch  BJT dẫn theo kiểu tác động nghịch n Eex p n Eex Ei Cách phân cực tác động nghòch sử dụng , ngoại trừ IC số cấu trúc đối xứng nên cực thu C cực phát E thay vị trí cho Chú ý: 1.Trong phần khảo sát transistor hoạt động khuếch đại ta xét đến kiểu tác động (BE phân cực thuận, CB phân cực nghịch) 2.Phần hoạt động giao hoán xét đến sau Cách ráp thu chung (CC hay EF) • Mạch điện Co Ci Q RB + vi + - • RE + VCC Vo RL VBB Hoặc: Ci Q + vi - Co RB + VBB RE Vo + VCC Đặc tuyến cách ráp CE • a Gồm có dặc tuyến thông dụng sau: Đặc tuyến vào IB = f ( VBE) VCE = Cte IB( mA) VCE= 1V 2V Q 0,7 VBE ( V) b Đặc tuyến IC = f ( VCE ) IB =Cte vg bảo hoà vùng tác động IC ( mA) 60uA IB = 50uA 40uA QB 30uA QA 20uA 10uA 0uA 10 15 20 25 VCE (V) vùng ngưng ( cut off) C Đặc tuyến truyền IC = f ( IB) VCE = Cte Ic ( mA) • Trong dãi thay đổi nhõ IB,IC thay đổi tuyến tính • Khi dòng IB lớn , IC khơng tuyến tính ( xét chương mạch khuếch đại) IB ( A) µ 4.Độ lợi (độ khuếch đại) dòng • • Tại điểm tĩnh điều hành QA ta có: I C β= IB −3 3,8mA 3,810 = = = 95 QA 40µ A 4010 −6 Tại điểm tĩnh điều hành QB, ta có: I C β= IB 4, 2mA 4,210 −3 = = = 105 −6 QB 40µ A 4010 • Đường thẳng tải tĩnh ( DCLL) Phương trình đường thẳng tãi tĩnh : Từ ( 5) viết lại: IC = ( VCC – VCE)/ RC = -VCE / RC + VCC /RC ( 7) Đường tải tĩnh đựợc vẽ đặc tuyến qua Cho IC =  VCEM = VCC điểm xác định sau: (Điểm M) Cho VCE =  ICM = VCC/ RC (Điểm N) nối điểm M N lại ta có đường tải tĩnh • Giao điểm đường tải tĩnh đường phân cực IB chọn trước cho ta trị số điểm tĩnh Q Đường thẳng tải tĩnh • Vẽ Ic (mA) ICM = Vcc/Rc ICQ Q VCEQ VCEM= VCC VCE(V) IV Mạch phân cực • Mạch phân cực nguồn cấp điện riêng: Q RB + VBB IB VBE Tính trị số điểm Q: VBB = RB IB + VBE (1) IB = ( VBB- VBE) / RB (2) IC = IB VCC = RCIC + VCE (4)  β VCE = VCC- RCIC (6) (3) RC IC VCE + VCC IC ( mA) Bão hoà 60uA IB = 50uA IBQ =40uA o QB 30uA 20uA ngưng 10uA 0uA VCEQ 10 15 20 25 VCE (V) VCC Thí dụ : Với Vcc=18V; Rc = 3k , dòng IBQ = 40uA Tính Q ( IC = 4mA , ( VCE = 6V , ( VBE = 0,7V cho trước Ω Vai trò đường thẳng tải tĩnh • • • • • Phân giải mạch Transistor Xác định điểm tĩnh điều hành Q Cho biết trạng thái hoạt động cũa transistor ( tác động, bão hồ, ngưng) Mạch khuếch đại có tuyến tính hay khơng Thiết kế mạch khuếch theo ý định ( chọn trước điểm tĩnh Q , tính trị số linh kiện) Chú ý: • • • Độ lợi dòng điện thay đổi theo vị trí điểm tĩnh điều hành Q Điểm tĩnh điều hành Q thay đổi vị trí theo điện phân cực transistor thay đổi theo tín hiệu xoay chiều ( AC) tác động vào mạch Ta xét dạng mạch phân cực (DC) khác chương khuếch đại chế độ động ( AC) chương • • • • Độ lợi dòng Theo hình ta có: IC = mA IB = 40 Tính độ lợi dòng : A µ I CQ 4mA β= = = 100 4µ A I BQkhuếch đại dòng o Transistor có tính o Độ lợi dòng tính nhanh từ đồ thò • Độ lợi dòng chế độ động (AC) • • - Xét đồ thị sau Ta có: Độ lợi dòng ∆I C Ai = β ac = ∆I B - Q I C − I C1 = I B − I B1 − ) mA ( = = 100 ( 40 − 20 ) µ A Q Độ lợi ∆VCE − 12 V CE − V CE1 = = = −200 Av = ∆VBE Q V BE − V BE1 Q 0,68 − 0,65 Phân giải đồ thị iC ( mA) iB (uA) IB= 60uA 60 ic 40 ICQ Q 40 IBQ 20 ib Q 20 0,68 VCEQ 10 VCC vce 15 20 vCE 0,65 V(BEQ vBE(V) vbe