CHƯƠNG 2 : TRANSISTOR LƯỠNG CỰC
2.4. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRANSISTOR
2.4.1. Ba chế độ hoạt động của Transistor
Chế độ ngưng dẫn: Transistor khơng dẫn điện, dịng điện trên các điện cực bằng 0.
Chế độ dẫn khuếch đại: Dịng điện IC = IB và chưa đạt cực đại (IC < ICS).
Chế độ bão hồ: Dịng IC đạt cực đại bằng ICS và điện áp UCE giảm xuống rất thấp UCE = UCES = 0,1 0,4V tuỳ theo cường độ dịng ICS. Với ICS khoảng vài chuc mA thì UCES khoảng 0,1 0,2v. Với ICS khoảng vài trăm mA đến vài Ampe thì UCES cĩ thể đến 0,3 hoặc 0,4v. UCES là điện áp giữa cực C và E đo khi Transistor bão hồ. Với tất cả các Transistor, trong tính tốn UCES max = 0,2v. B C I I
67
2.4.2. Điểm làm việc tĩnh, đường tải DC của transistor trong sơ đồ khuếch đại Trong các mạch ứng dụng Transistor N-P-N, nguồn cấp điện cho mạch là nguồn một chiều cĩ giá trị khơng đổi và phải cĩ ít nhất một điện trở mắc từ cực (+) của nguồn điện đến cực C hoặc từ cực E đến mass để hạn dịng qua Transistor (điện trở này cĩ thể là tải). Với mạch như vậy thì khi dịng IC tăng sẽ tạo ra một sụt áp trên các điện trở hạn dịng làm cho điện áp UCE giảm và ngược lại. Điện áp UCE cĩ giá trị lớn nhất bằng điện áp nguồn khi dịng IC = 0 và nhỏ nhất bằng UCES khi IC = ICS. Tại một thời điểm nào đĩ dịng điện IC và điện áp UCE cĩ một giá trị xác định. Cặp giá trị (UCE, IC) xác định một điểm Q trong mặt phẳng toạ độ UCE, IC gọi là điểm làm việc của Transistor. Khi dịng điện cực B (dịng IB) khơng biến thiên thì cặp giá trị IC, UCE cĩ giá trị khơng đổi và điểm làm việc Q(UCE,IC) được gọi là điểm làm việc tĩnh của Transistor.
Quỹ đạo của điểm làm việc tĩnh khi IC thay đổi từ 0 đến giá trị tối đa ICS là một đoạn thẳng gọi là đường tải DC của Transistor. Đường tải DC mơ tả quan hệ giữa IC và UCE trên mạch điện đang xét, nĩ cĩ ý nghĩa quan trong trong việc xác định xu hướng dẫn điện mạnh hay yếu của Transistor cũng như dùng để xác định vùng hoạt động quá cơng suất của Transistor.
Việc xây dựng đường tải DC sẽ trình bày sau. Trên hình 2-9 mơ tả một đường tải DC điển hình (đoạn AS). Khi điểm làm việc Q tiến đến S, Transistor đạt trạng thái bão hồ. Khi điểm Q tiến đến A, Transistor ngưng dẫn. Khi Q ở vị trí hiện tại như hình vẽ, Transistor đang dẫn điện ở chế độ khuếch đại. Vị trí điểm làm việc Q chính là giao điểm giữa đường đặc tuyến IC, UCE (do nhà sản xuất cung cấp hoặc xây dựng từ thì nghiệm) với đường đặc tuyến ngõ ra của mạch (đường AB).
68
Đường tải DC (DCLL - DC load line) cho thấy rõ phạm vi biến thiên thực tế của điện áp UCE và dịng điện IC cũng như quan hệ giữa IC và UCE. Khi IC tăng thì UCE giảm và ngược lại.
Hình 2-9 Đường tải DC của Transistor NPN
2.4.3. Xác định điểm làm việc Q
Để xác định điểm làm việc Q ta cần 2 bước tiến hành như sau: a) Dựa vào mạch phân cực ngõ vào để xác định giá trị dịng IB
b) Tìm đặc tuyến tương ứng với IB vừa tính trong họ đặc tuyến IC, UCE và xác định
giao điểm giữa đặc tuyến này với đường đặc tuyến ngõ ra của mạch. Lưu ý là cách làm này khơng thực hiện được nếu khơng cĩ họ đặc tuyến IC, UCE của Transistor, nếu khơng cĩ thì cách tính gần đúng thực hiện như sau:
So sánh IB với IBS = ICS/ (giá trị phải biết trước).
Nếu IB IBS thì Transistor làm việc ở chế độ bão hồ tức điểm Q S
Nếu IB < IBS thì Transistor chưa bão hồ, dịng IC = .IB. Cĩ IC sẽ tìm được điểm
Q. K h o a ûn g b ie án t h ie ân t h ư ïc t e á c u ûa I C
69
Trước khi tiền hành xác định đường tải DC và điểm làm việc Q, ta xét một số dạng mạch thường gặp đối với Transostor loại N-P-N và ứng dụng của những dạng mạch này.