Người ta thường chú ý đến 3 loại đặc tuyến của transistor: • Đặc tuyến ngõ vào.
• Đặc tuyến ngõ ra • Đặc tuyến truyền
I1I2BJTV2V1Ngõ ra V22V11 Ngõ vàoR1R2Hình 9Mạch tổng quát để xác định 3 đặc tuyến trên được biểu diễn bằng mơ hình sau:
Điểm cần chú ý: tuỳ theo loại transistor và các cách ráp mà nguồn V11, V22 phải mắc đúng cực (sao cho nối thu nền phân cực nghịch và nối phát nền phân cực thuận). Các Ampe kế I1, I2, các volt kế V1 và V2 cũng phải mắc đúng chiều.
Chúng ta khảo sát hai cách mắc căn bản:L
Mắc theo kiểu cực nền chung:
Mạch điện như sau:
I1I2V2V1VCCVEERERCHình 10IEIC++VBEVCB++ Đặc tuyến ngõ vào (input curves).
VCB = 20VVCB = 10VVCB = 01VVCB = 00VVCB để hở0,6VBE (Volt)0,40,2IE (mA)0Hình 11Là đặc tuyến biểu diễn sự thay đổi của dịng điện IE theo điện thế ngõ vào VBE với VCB được chọn làm thơng số.
Đặc tuyến cĩ dạng như sau: Nhận xét:
• Khi nối thu nền để hở, đặc tuyến cĩ dạng như đặc tuyến của diode khi phân cực thuận.
• Điện thế ngưỡng (knee voltage) của đặc tuyến giảm khi VCB tăng. Đặc tuyến ngõ ra (output curves)
Là đặc tuyến biểu diễn sự thay đổi của dịng điện cực thu IC theo điện thế thu nền VCB với dịng điện cực phát IE làm thơng số.
Đặc tuyến cĩ dạng như sau: Ta chú ý đến ba vùng hoạt động của transistor.
Vùng tác động: Nối nền phát phân cực thuận, nối thu nền phân cực nghịch. Trong vùng này đặc tuyến là những đường thẳng song song và cách đều. Trong các ứng dụng thơng thường, transistor được phân cực trong vùng tác động.
01234562468IE= 0mA1 mA2 mA3 mA4 mA5 mA6 mAVCB (V)IC (mA)Vùng ngưngVùng tác độngVùng bão hịaHình 12ICBO
Vùng ngưng: nối nền phát phân cực nghịch (IE=0), nối thu nền phân cực nghịch. Trong vùng này transistor khơng hoạt động.
Vùng bảo hồ: nối phát nền phân cực thuận, nối thu nền phân cực thuận. Trong các ứng dụng đặc biệt, transistor mới được phân cực trong vùng này.
Mắc theo kiểu cực phát chung.
+I1I2V2V1VCCVBBRBRCHình 13IBIC+VBEVCB++Đây là cách mắc thơng dụng nhất trong các ứng dụng của transistor. Mạch điện như sau:
Đặc tuyến ngõ vào:
IB (?A)0VBE (V)0,20,40,60,8VCE = 0VVCE = 1VVCE = 10V20406080100Hình 14Biểu diễn sự thay đổi của dịng điện IB theo điện thế ngõ vào VBE. Trong đĩ hiệu thế thu phát VCE chọn làm thơng số.
Đặc tuyến như sau: Đặc tuyến ngõ ra:
Biểu diễn dịng điện cực thu IC theo điện thế ngõ ra VCE với dịng điện ngõ vào IB được chọn làm thơng số.
Dạng đặc tuyến như sau:
01234562468IB= 0 ?A20 ?A40 ?A60 ?A80 ?A100 ?A120 ?AVCE (V)IC (mA)Vùng ngưngVùng tác độngVùng bão hịaHình 15ICEO
• Ta thấy cũng cĩ 3 vùng hoạt động của transistor: vùng bảo hồ, vùng tác động và vùng ngưng.
Đặc tuyến truyền: (Transfer characteristic curve)
IC (mA)0VBE (V)VCE =10(V)ICES = ICBO.1.2.3.4.5.6.7.8Vùng ngưngVùngtác độngVùng bảo hồVBE(sat) cut-inHình 16Từ đặc tuyến ngõ vào và đặc tuyến ngõ ra. Ta cĩ thể suy ra đặc tuyến truyền của transistor. Đặc tuyến truyền biểu diễn sự thay đổi của dịng điện ngõ ra IC theo điện thế ngõ vào VBE với điện thế ngõ ra VCE làm thơng số.
Đặc tuyến cĩ dạng như sau:
Đối với transistor Si, vùng hoạt động cĩ VBE nằm trong khoảng 0,5-0,8V. Trong vùng này, đặc tuyến truyền cĩ dạng hàm mũ. Ở vùng bão hồ, dịng IC tăng nhanh khi VBE thay đổi. Ở vùng ngưng, khi VBE cịn nhỏ, dịng rỉ qua transistor ICES rất nhỏ, thường xấp xĩ ICBO.
Ngay cả trong vùng hoạt động, khi VBE thay đổi một lượng nhỏ (từ dịng IB thạy đổi) thì dịng IC thay đổi một lượng khá lớn. Vì thế, trong các ứng dụng, người ta dùng điện thế cực nền VBE làm điện thế điều khiển và cực B cịn gọi là cực khiển.
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên các đặc tuyến của BJT.
Như ta đã thấy, các tính chất điện của chất bán dẫn đều thay đổi theo nhiệt độ. Do đĩ, các đặc tuyến của BJT đều thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.
• Khi nhiệt độ tăng, các dịng điện rỉ của cực thu (ICBO,Iceo, ICES) đều tăng. • Khi nhiệt độ tăng, các độ lợi điện thế ?DC, ?DC cũng tăng.
• Khi nhiệt độ tăng, điện thế phân cực thuận (điện thế ngưỡng) nối nền phát VBE giảm. Thơng thường, VBE giảm 2,2mV khi nhiệt độ tăng 10C.
• Dịng điện rỉ ICBO tăng gấp đơi khi nhiệt độ tăng 80C trong transistor Si.
ICBO(t0C) =ICBO(250C).[2t− 258 ]
VBE (mV)0IB (?A)645 700 500C250C(2,2mV/0C)IC (mA)500C250C250?AIB =0?A200?A150?A100?A50?AVCE (Volt)0VBE (mV)0IC (mA)645 700 500C250C(2,2mV/0C)10VCE =15VHình 17Tác động của nhiệt độ ảnh hưởng quan trọng đến điểm điều hành của transistor. Nĩ là nguyên nhân làm cho thơng số của transistor thay đổi và kết quả là tín hiệu cĩ thể bị biến dạng.