Trong nhiều mạch điện, transistor khụng đúng vai trũ nhƣ một phần tử khuếch đại mà làm nhiệm vụ nhƣ những khúa điện tử. Ngƣời ta gọi chế độ làm việc này là chế độ đúng mở. Transistor khi làm việc ở chế độ đúng mở cú nhiều điểm khỏc so với khi làm việc ở chế độ khuếch đại, chỉ cúhai trạng thỏi ổn định hoặc là đúng (nối mạch
cho dũng chạy qua transistor) hoặc là mở (ngắt mạch khụng cho dũng chảy qua transistor). Do đặc điểm này mà cỏc tham số cũng nhƣ đặc tuyến của transistor chuyờn dựng vào việc đúng mở khúa khỏc với transistor thụng thƣờng. Transistor làm việc ở chế độ này gọi là transistor xung.
a. Chế độ khuyếch đại
b. Chế độ bóo hoà và chế độ cắt
Đặc tớnh đúng mở của transistor
Khi chọn chế độ làm việc thớch hợp, transistor cú tỏc dụng nhƣ một cụng tắc (bởi vậy cú tờn là khúa). Cụng tắc này đƣợc điều khiển đúng mở bằng tớn hiệu điện tử nờn đƣợc gọi là khúa điện tử.
Hỡnh 4.8. Sơ đồ nguyờn lý khúa điện tử
Khi cú xung dƣơng đƣa vào giữa cực B và E ( sao cho dũng IB > IBm – dũng tối thiểu để mở transistor) thỡ transistor đang ở trạng thỏi khụng cú dũng đi qua chuyển sang trạng thỏi cú dũng IC chảy qua, hầu hết điện ỏp rơi trờn điện trở Rt. Ngƣời ta gọi đú là trạng thỏi đúng khúa.
Khi điện ỏp trờn cực B õm so với cực E hoặc ngay cả khi điện ỏp trờn B bằng
0, dũng IB lỳc này nhỏ hơn dũng dũng IBm khiến transistor chuyển sang trạng thỏi khụng làm việc, dũng IC giảm xuống rất nhỏ (lý tƣởng là = 0). Điện ỏp rơi trờn Rt sẽ rất nhỏ, hầu hết điện ỏp lỳc này rơi trờn hai cực C và E của transistor. Ngƣời ta gọi đú là trạng thỏi mở khúa.
Cỏc khu vực cụng tỏc của transistor
Đặc tuyến ra của transistor chia làm 3 khu vực: khu vực bóo hũa, khu vực khuếch đại và khu vực cắt
Hỡnh 4.9. Cỏc khu vực cụng tỏc của transistor trong trường hợp mắc EC
Dễ dàng nhận thấy rằng trong transistor làm việc ở chế độ bào hũa, cả hai chuyển tiếp E và chuyển tiếp C đều phõn cực thuận. Nội trở của transistor lỳc này là nhỏ nhất. Khi transistor làm việc ở chế độ cắt cả hai chuyển tiếp C và E đều phõn cực ngƣợc, trong transistor lỳc này dũng IC giảm xuống rất nhỏ và nội trở của transistor lỳc này là rất lớn. Khi transistor làm việc ở chế độ khuếch đại, chuyển tiếp C phõn cực ngƣợc cũn chuyển tiếp E phõn cực thuận. Nội trở của transistor biến đổi tựy theo điểm cụng tỏc thay đổi.
Dũng điện IC và điện ỏp UCE khụng những chỉ tuõn theo quy luật nhƣ đặc tuyến
trờn mà cũn phụ thuộc vào trị số của Rt. Ta cú: UCE = UCC – IC. Rt
Đõy là đặc tuyến độ dốc õm.
Đƣờng tải trờn đặc tuyến đƣợc xỏc định bằng cỏch nối hai điểm ( IC = 0, UCE = UCC) và (UCE = 0, IC = UCC/Rt).
Vị trớ của đƣờng tải này phụ thuộc vào giỏ trị của UCC và điện trở tải Rt. Cố định UCC, độ dốc của đƣờng tải sẽ phụ thuộc vào Rt. Đƣờng tải này sẽ cắt đặc tuyến ra tại một số điểm gọi là điểm cụng tỏc của transistor. Khi transistor làm việc ở chế độ khuếch đại, điểm cụng tỏc nằm trong miền khuếch đại vớ dụ nhƣ điểm P trờn hỡnh 4.10. Khi transistor làm việc ở chế độ đúng mở thỡ điểm cụng tỏc sẽ nằm ở biờn miền cắt vớ dụ điểm Q và biờn miền bóo hoà, vớ dụ điểm M.
Ta cú thể nhận thấy khi transistor làm việc ở chế độ bóo hoà cú dũng IC lớn và điện ỏp UCE nhỏ. Khi khụng làm việc, ở trạng thỏi cắt, dũng IC rất nhỏ và điện ỏp UCE
xấp xỉ UCC.
Đặc điểm của transistor ở trạng thỏi bóo hoà
Khi IC > Icbh thỡ dũng chảy trờn cực C của transistor bằng Icbh. UCE khi đú nhỏ
UCE = UCEs = 0,2 – 0,3 V.
Vậy ta cú thể suy ra khi IB > IBmax thỡ transistor ở trạng thỏi bóo hoà. Khi dú chuyển tiếp E phõn cực thuận UBE ≈ 0,7 V.
Khi transistor bóo hoà gồm cú bóo hoà ngƣỡng và bóo hoà sõu. Bóo hoà ngƣỡng là điểm mà tại đú chuyển tiếp C phõn cực 0. Bóo hoà sõu là bóo hoà khi đú chuyển tiếp C phõn cực thuận.
k = IB / IBbh đỏnh giỏ độ sõu bóo hoà. K càng lớn mức độ bóo hoà càng sõu.
Đặc điểm của transistor ở trạng thỏi cắt
Giới hạn giữa miền khuếch đại và miền cắt là dũng IB = 0. Khi IB = 0 chỉ cú
dũng IC0 rất nhỏ qua cực C (đú chớnh là dũng ngƣợc chảy qua chuyển tiếp C của transistor). Ta gọi IB = 0 là giới hạn của miền cắt. IB <0 transistor sẽ ở trạng thỏi cắt.