CHUYỂN TIẾP DỊ TINH THỂ VÀ SIÊU MẠNG
5.3. CÁC GẦN ĐÚNG THựC NGHIỆM
Như đã phân tích ở trên, tranzilo là một linh kiện có 3 cực, trong thực tế có 3 cách mắc khác nhau: bazơ chung, em itơ chung và colectơ chung;
Sơ đ ồ bazơ chung ị hình 5.4 ):
Trong sơ đồ này ta có hệ thức;
I(^. = al^; + Iqjq (5 .1 )
trong đó:
* a là hệ sô'khuếch đạ i dồng emitơ tĩnh. Nó có thể đạt tớ i giá trị 0,995.
1 ( 1 3 0 là dòng bé, tồn
'e.E
1b
E +ô>
VÉb
Ie
C ỉc
B
+1. -
Vbc
Ic
p n p Ç Ic
■0 + E - o Veb
1e
B
- . 1 +
Vbc
Ic o + c
•b
- o — B
tại khi I(; = 0 ; Irong gán đúng bậc nhất, nó trùng với dòng ngược Is của vùng chuyển tiếp G-B.
Dòng Ij: liên hệ với hiệu thế V|:b bằng hệ thức gần giống với hệ thức liên hệ giữa dòng và thế trong vùng chuyển tiếp PN phân cực thuận.
Trong sơ đồ bazơ chung, hệ số khuếch đại thế có giá trị lớn và lăng theo điện trở tải R| ; trong khi hệ số khuếch đại dòng luôn luôn bé hơn 1 và cũng thay đổi theo điện trở tải.
Hệ số khuếch đại công suất đạt giá trị cực đại khi điện irở tải bằng điện trở lối ra của traiizito (cỡ 0,2 2 M Q ). Điện trở lố i vào giảm khi dòng colectơ tăng, về giá trị nó thay đổi trong khoảng từ 30Q đến 50ỒQ.
Sơđổ emtiơ chimg (hình 5.5):
Ic Ic
le -f o -
Đ Hinh 5.4. Sơ đồ bazơ chung.
B O ẽB Ib
> I
E E
Hình 5.5. Sơ đổ emỉtơ chung.
69
Trong sơ đồ này ta có:
Các đại lượng lối vào là lu \'à CÒIĨ clònu v à thế lối ra là I(; và Vq:. Ta biểu diễn Ic theo I|j :
I t - (X (I(^. + l , j ) +
Từ đó tìm được:
I _ I . c-t 1 ô . . .
~ ■ ^li ■, ... ^1ô) ~ piò I - a I - (X
J-.0 (5.2)
trong đú : ò = a
1 - ex là hệ so khĩícclì đại clòiì^. Nó có ihc đạt giá trị > 200 còn;
CHO (5.3)
" a
Sơ đổ em itơ chung có hệ sò khuếch dại thè luón luôn lớn và phụ thuộc vào điện trở tải R |. Người ta thấy rằng hệ sỗ khuếch đại thè của lầng khuếch đại em itơ chung tăng với sự tăng của điện trô tải. Hệ số khuếch đại dòiig cũng cao và phụ thuộc vào trở tải, nhưng ngược với hệ số khuếch đại thế. hệ số kluiêcii đại dòng lại tăng cao khi điện trở tải giảm xuống. Rõ ràng là hệ sô' khuếch đại công suál bằng tích của hệ sô' khuếch đại dòng với hệ sô' khuếch đại thế cũng có giá trị rấl cao và trong Irường hợp này, nó cũng đạt giá trị cực đại khi trớ tải R[ có giá trị bằng điện trứ lối ra của tranzilo. Điện trở lố i ra của tranzito trong sơ đồ emitơ chung có giá trị nàm Irong khoáng lừ lOOK đến IM . Điện Irở này sẽ giảm khi dòng Ic tăng.
Sơ dồ colectơ cliii/ìi>:
Ic
Ri
B
.Hinh 5.6. Sơ dồ colectđ ch ung.
Sư dó này chí được áp dụng cho mục đích đặc biệt, khóng có tính khuếch đại. Sơ đồ này được sử dụng dc tạo ra các mạch điện có Irở kháng lối ra có ạiá trị nhí) \'à lín hiệu lối ra cùng pha với lín hiộu lối vào. 'iVong sơ dồ này, hệ số khuếch đại gần bằng 1 ,
^ ‘ Rl irong khi liệ sỏ' khuếch đại dòng lại lớn (từ 1 0 0 -í- 600) T II______ T . 1______ và thiiv dổi theo trớ tải. Hệ số khuếch đại công suất gần bằng kliuếch đại dòng. Điện trở lố i vào giảm khi dòng colcctơ Ic tăng; vể giá trị có thể đạt lớ i lOOK.
Đâ3' là sơ đổ duy nhất có điện trở lố i vào rất lớn so với điện trớ lối ra. Điện Irớ lúi ra giỏm khi dũiiô I( tăng và tăng với sự tăng của điện trở lối vào.
Nói chung nó thay đổi trong khoánsí từ 50Q đcn 500Q. Hình 5.6 là sơ đồ mắc colectư chung.
5.3.2. Các thông s ố lai
Tranzilo có thể coi như một tứ cực. Phương trình của tứ cực là:
v;=h.. i,+h,„,v.
Is = h.™ l. + h:.„ V. (5.4)
Chi số “ e” ký hiệu các đại lượng lỏi vào. chỉ sò “ s” đặc trưng cho các đại lượng lố i ra.
Còn chỉ cố “ m ” đại diện cho b, c hoặc c iLiỳ thuộc loại sơ đồ mắc: bazơ chung, e m itơ - chung hoặc colectơ chung.
70
Sfíđồ tương dương của tứ cực tramiío lù:
Hinh 5.7. Sơ đồ tương đương của tứ cực tranzito.
Ý nghĩa của các Ihông sõ' này dược suy ra ngay lừ đạc trưng lĩnh tại m ộl dlổm "nghi"
trên hình 5.8.
Hình 5.8. Các đặc trưng của tranzito cho sơ đồ emitơ chung.
Nếu = const, thì:
là điện trở kháng lối vào;
h „ = _e
\ AI /Vo= c®
hoặc: tgcp = AV^./AI,. trên đặc trưng lối vào tại p.
h,i = là hệ số khuếch đại dòng (a hoặc P);
lA le .V s = C"
hoặc:
Nếu = const thì:
h, 2 =
tg(ị) = AiyAI^. trên đường đặc trưng truyền dòng tại p.
AV '
là hệ số “ đáp ứng thể Ic=Ciô
71
h o ặ c : tgO = AV\./.M, tiôn tlặc trưng truyền thế, tại điểm p.
' \ 1 ì
V /1,, C"'-
à ( ỉ ộ c i ầ n l ố i r a .
h o ặ c : i g T = A . i y A V ^ t r ẽ n d ă c m i ì i g l ố i r a t ạ i đ i ể m p .
5.3.3. Các ch ế độ hoạt động đặc biệt
Trong các mạch logic, chắng hạn như DTL, TrL. hoặc trong các loại vi mạch số..., tranzito là những lin h kiện chú đạo. ở đây. chúng hoạt động chủ yếu ở hai chế độ: C h ế dô bão lĩoà (saturation) và cíìê dộ kììOLĨ (hlocky, hay còn gỢí tranzito trong trạng thái dẫn (ON) hoặc đóng (OFF).
5.3.3.1. Chế độ bão hoà (ON)
Trong chế độ này, cá hai cliuyển tiếp E--B và B -C đều phân cực thuận và thế E/B lớn hơn thế B/C. Như vậy ta có:
> '^ c i:--- ^ > 0 ; < 0 ; > 0 suy ra I|; > It-
có nghĩa là dòng bazơ I|, có giá Irị tương đối lớn. Hình 5.9 cho thấy chiều của các thế phân cực và của các dòng điện chạy qua tranzito cũng như sự phân bố hạt tải trong bazơ ở chế độ này.
>0
Hình 5.9. T h ế phân cực và sự phàn bố hạt tải trong chê' độ bão hoà:
a) T h ế phâin cựíc và các dòng điện; b) Sự phân bố các hạt tải trong bazơ.
Trong chế độ bão !hoà„ thì dòng bazo 1„ lãng cao, nhưng dòng colectơ le lại hầu như không đổi. Thực vậy, riiếu tíăng thè phân cực lliuận của cả hai chuyển tiếp, thì nồng độ hạt tải chuyển từ profin “ 1 samg proíin "2 ” . Giả sử cả hai pro fin có cùng độ dốc, do vậy không có sự tăng dòng điện tủ bởi vì dòng kliuếch lán chí phụ thuộc độ dốc của profin hạt tải;
trong khi dòng bazơ lạii tănig vì sự tái hợp trong bazơ tăng lên do sự tăng của điện tích đã được tích tụ.
s.3.3.2. C hế độ khoá (OFỈf)
Trong chế độ này cả hai chuyển tiếp EB và CB đều phân cực ngược. Tức là:
V|,„: < (0 ; y c ụ . > 0 và VcH > --- > Vgc < 0.
Như vậy cả hai ch uyểm tiếp dều hút diện lừ của bazơ. Do vậy chúng hầu như không còn các hạt tải điện khõng cư bản. Vì thế, inật độ các hạt tải điện không cơ bản trong bazơ 72
vãn giữ nguyên không thay đổi. Các dòng điện Ic và Ie là các dòng dò của các chuyển tiếp EB và BC phân cực ngược, như trong hình 5.10.
Vbe<0
Đ
Ic E , B c
VcE >0 +
"bo
0 WbJ
' a) b)
Hỉnh 5.10. Th ế phân cực và sự phân bố hạt tải trong chế độ khoá:
a) Dòng và thế phân cực trong chế độ khoá : b) Sự phân bố hạt tải trong bazơ.