e) Laser diode (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
III.7 ĐƯỜNG TẢI (LOAD LINE)
Hình 3-12 là mạch transistor nối CE. Cho các giá trị của RB, βdc chúng ta cĩ thể tính dịng IC và thế VCE .
Hình 3-12
Sự phân cực base. Hình 3-12 là một ví dụ về mạch phân cực base mà nĩ cĩ nghĩa là tạo ra một dịng base cố định. Ví dụ, nếu RB=1MΩ thì dịng base bằng 14.3µA (gần đúng bậc 2). Dịng này luơn xấp xỉ giá trị 14.3µA khi chúng ta thay thế transistor khác và ngay cả khi nhiệt độ thay đổi.
Nếu βdc=100 thì dịng collector xấp xỉ 1.43mA và thế collector - base bằng:
VCE = VCC - ICRC =15V – (1.43mA).(3KΩ)=10.7V
Vậy điểm tĩnh Q (quiescent) xác định dịng và thế trên transistor là IC = 1.43mA và VCE=10.7V
Phương pháp đồ thị. Chúng ta cĩ thể tìm điểm Q bằng phương pháp đồ thị dựa trên đường tải (load line) của transistor. Đường tải là đường cong cho quan hệ IC và VCE của một transistor theo phương trình sau
VCE = VCC - ICRC
Hay
IC = (VCC -VCE)/ RC (3-8)
(3-8) là một phương trình tuyến tính và đồ thị của nĩ là một đường thẳng. Đường này gọi là đường tải vì nĩ phản ánh sự ảnh hưởng của RC lên IC và VCE.
Theo (3-8), với VCC =15V, RE = 3KΩ đường tải cắt trục tung tại IC = VCC/RE = 15V/3KΩ = 5mA
và cắt trục hồnh tại VCE =VCC =15V
Hình 3-13
Đường tải cho thấy điểm tĩnh Q cĩ thể nhận những giá trị khả dĩ nào. Nĩi cách khác, đường tải cho biết tất cả các khả năng khả dĩ của điểm Q.
Điểm bão hoaø. Khi RB bé dịng IC rất lớn làm cho thế VCE của transistor đạt giá trị xấp xỉ 0V. Trong trường hợp này, transistor đã ở trạng thái bão hồ, nghĩa là dịng IC đã tăng đến giá trị cực đại khả dĩ.
Điểm bão hồ là điểm mà ở đĩ đường tải tiệm cận với vùng bão hồ của transistor. Vì VCE rất bé nên điểm bão hồ nằm gần đầu trên của đường tải. Điểm bão hồ cho thấy dịng collector đã đạt được giá trị cực đại khả dĩ đối với mạch đang xét. Ví dụ, trên mạch hình 3-14a transistor ở vào trạng thái bão hồ khi IC =5mA, lúc này VCE xấp xỉ 0V.
Để tìm ra dịng IC bão hồ chúng ta hình dung ngắn mạch cực C và cực E của transistor như hình 3-14b. Vì VCE = 0V nên tồn bộ nguồn VCC=15V được đặt lên RC. Vậy dịng IC bão hồ bằng 5mA.
Biểu thức tính dịng bão hồ của transistor là IC(sat) = VCC / RE (3-9)
Điểm ngưng dẫn (CUTOFF POINT). Điểm ngưng dẫn là điểm mà tại đĩ đường tải tiệm cận với vùng ngưng dẫn của transistor. Vì dịng collector tại điểm cutoff rất bé nên điểm cutoff gần với đầu cuối phiá dưới của đường tải như hình 3-13. Điểm cutoff cho thấy thế VCE cực đại đối với một mạch. Để tìm điểm cutoff chúng ta hình dung transistor hở mạch giữa cực C và cực E như hình 3-14c, khi đĩ thế VCE cực đại khả dĩ là 15V, bằng giá trị của nguồn cung cấp VCC. Khơng cĩ dịng IC nên nguồn VCC đặt hết lên cực C và E của transistor.
VCE(cutoff) = VCC (3-10)
Hình 3-14: Tìm 2 điểm đầu cuối của đường tải
Ví dụ: Tính dịng bão hồ và thế cutoff cho mạch hình 3-15
Hình 3-15 IC(sat) = VCC / RE = 30V / 3KΩ = 10mA VCE(cutoff) = VCC =30V