Kĩ thuật điện tử - Chương 3: Transistor

Dòng điện IB=const không phụ thuộc vào các tham số của transistor nên mạch được gọi là mạch phân cực bằng dòng (IB) cố định. 11 1 7.0 0 R E R UE I URIE BE B BEB Phân cực cho transistor bằng dòng cố định (phân cực bằng dòng base) Electronic Technique – HiepHV KTMT75  Vì transistor làm việc ở miền tích cực nên  Áp dụng định luật Kirchhoff vòng Collector – Emitter  Phương trình (2) chính là phương trình đường tải tĩnh của mạch 1 (1)BEC B E U I I R 2 2 . 0 (2) C CE CE C E I R U E U I R Phân cực cho transistor bằng dòng cố định (phân cực bằng dòng base) Electronic Technique – HiepHV KTMT76  Từ (1) và (2) xác định điểm làm việc tĩnh (Q point) của mạch  Thấy rằng Q point trong mạch phân cực bằng dòng base phụ thuộc vào hệ số khuếch đại β Mà β là đại lượng không ổn định, nó thay đổi theo nhiệt độ  Việc phân cực mà Q point thay đổi theo β là không tốt Phân cực cho transistor bằng dòng cố định (phân cực bằng dòng base) Electronic Technique – HiepHV KTMT77  Tính hệ số ổn định nhiệt  Hệ số ổn định nhiệt khá lớn, cách phân cực này chỉ áp dụng cho các mạch có yêu cầu về ổn định nhiệt không cao 1 1 1 1 1 0 1 C CBo C B cBo C B cBo C C C B BcBo C B I S I I I I I I I I I S I I II I I S 5. Phân cực cho transistor Electronic Technique – HiepHV KTMT78  Phân cực cho transistor?  Ổn định điểm công tác khi nhiệt độ thay đổi  Phân cực cho transistor bằng dòng cố định  Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi  Phân cực cho transistor bằng dòng Emitter (tự phân cực) Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi Electronic Technique – HiepHV KTMT79  Cho E,R1,R2, beta. Giả sử transistor hoạt động ở chế độ khuếch đại.  a. Tính IB,IC,IE, UCE  b. Viết phương trình đường tải tĩnh, Q point  c. Xét điều kiện của R1, R2 để transistor hoạt động ở chế độ khuếch đại. Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi Electronic Technique – HiepHV KTMT80  Xét mạch vào: 2 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 . . 0 ( ) 0 ( 1) 0 ( 1) (1) ( 1) B BE C B B BE C B B B BE BE B BE C E I R I R U E I I R I R U I I E I R I R U E U I R R E U I R R Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi Electronic Technique – HiepHV KTMT81  Xét mạch ra:  Từ (1) và (2) Xác định điểm làm việc tĩnh Q point (UCE, IC) 2 2 2 ( ) 0 1 (1 ) 0 1 (1 ) (2) C B CE C CE CE C E I I R U E I R U U E I R Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi Electronic Technique – HiepHV KTMT82  Xác định hệ số ổn định nhiệt  Xét mạch vào  Từ đó thấy được để mạch làm việc ở chế độ khuếch đại ổn định: R2 >> R1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 ( ) 0 . 1 1 1 . 1 . C B B BE BE B C B C C BCBo C E I I R I R U E U R I I R R R R I R I R R I S I RI I R R 5. Phân cực cho transistor Electronic Technique – HiepHV KTMT83  Phân cực cho transistor?  Ổn định điểm công tác khi nhiệt độ thay đổi  Phân cực cho transistor bằng dòng cố định  Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi  Phân cực cho transistor bằng dòng Emitter (tự phân cực) Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT84  Định lý Thevenin-Norton  (a). Phần mạch ban đầu  (b). Phần mạch tương đương nguồn áp (ĐL Thevenin)  (c). Phần mạch tương đương nguồn dòng (ĐL Norton) M A B A B A B Y e AB i AB (a) (b) (c) Z Định lý thevenin – Norton Electronic Technique – HiepHV KTMT85  Định lý thevenin (chuyển nguồn áp tương đương)  U’AB = UAB khi hở mạch AB  Z’AB = ZAB khi tắt tất cả các nguồn trong mạch ban đầu  Ngắn mạch các nguồn áp  Hở mạch các nguồn dòng Định lý thevenin – Norton Electronic Technique – HiepHV KTMT86  Định lý Norton (chuyển nguồn dòng tương đương)  I’AB = IAB khi ngắn mạch AV  Z’AB = ZAB khi tắt tất cả các nguồn trong mạch ban đầu  Hở mạch các nguồn áp  Ngắn mạch các nguồn dòng Nguyên lý xếp chồng Electronic Technique – HiepHV KTMT87  Trong một mạch có nhiều nguồn tác động thì dòng điện trong một nhánh bằng tổng đại số các dòng điện do từng nguồn độc lập gây ra trong nhánh đó. Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT88 Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT89  Áp dụng thevenin: 21 2 21 21 . RR RE U RR RR R B B Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT90 ECBoBEEBBB EBCBoBBEBBB BCBoBBCE EEBEBBB RIURRIU RIIIURIU IIIIIIMà RIURIU )1()1( 0)1( )1( 0 Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT91  Vì giá trị của IcBo rất nhỏ có thể bỏ qua  Do đó: (*) (1) EB BEB B RR UU I )1( (1 ) (1 ) ( ) (1 ) B BE C B E B E B BE B BE C E E U U I R R R R U U U U I R R Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT92  Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng đầu ra:  (2) 0 1 0 1 0 1 1 C C CE E E C C CE C E C C CE C E CE C C E CE C C E E I R U I R E I R U I R E I R U I R E U I R R E U I R R Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT93  Từ (1) và (2) xác định điểm làm việc tĩnh của mạch phân cực bằng chia áp  Nhận xét: Điểm làm việc tĩnh của mạch phân cực bằng chia áp không phụ thuộc vào hệ số β tức là ổn định hơn  Công thức thiết kế của (*): 1 (1 ) 10 B ER R Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT94  Hệ số ổn định nhiệt  Xét mạch vào:  Mà hệ số ổn định nhiệt: BE E C B EB E C EB BEB B EBCBEBBB EEBEBBB RR R I I RR R I RR UU I RIIURIU RIURIU . 0)( 0 1 1 1 1 1 . C C C B BcBo C E E B I I S I I II I S R R R Phân cực cho transistor bằng dòng Emiter tự phân cực – phân cực bằng chia áp Electronic Technique – HiepHV KTMT95  Khi RB << RE S ≈ 1 hệ tương đối ổn định khi nhiệt độ thay đổi 1 1 . E E B S R R R Nội dung chương 3 Electronic Technique – HiepHV KTMT  1. Cấu tạo transitor  2. Nguyên lý hoạt động  3. Phần tử 4 cực transistor  4. Các dạng mắc mạch cơ bản của transistor  5. Phân cực cho transistor  6. Sơ đồ tương đương transistor 96 6. Sơ đồ tương đương transistor Electronic Technique – HiepHV KTMT97  6.1. Sơ đồ tương đương chế độ 1 chiều  6.2. Sơ đồ tương đương chế độ xoay chiều 6.1. Sơ đồ tương đương chế độ 1 chiều Electronic Technique – HiepHV KTMT98  Sơ đồ tương đương miền tích cực  Linh kiện:  Điện trở RBB  Nguồn 1 chiều V0  Nguồn dòng phụ thuộc βIB  Nguồn dòng độc lập ICE0 6.1. Sơ đồ tương đương chế độ 1 chiều Electronic Technique – HiepHV KTMT99  Sơ đồ tương đương miền bão hòa  Linh kiện:  Điện trở RBB  Nguồn 1 chiều V0 6.1. Sơ đồ tương đương chế độ 1 chiều Electronic Technique – HiepHV KTMT100  Sơ đồ tương đương miền cắt  Linh kiện:  Nguồn dòng độc lập ICE0 6.2. Sơ đồ tương đương chế độ xoay chiều Electronic Technique – HiepHV KTMT101  Tín hiệu nhỏ tần số thấp  Linh kiện:  rb: điện trở liên kết Ohmic giữa điện cực B và miền Base trung hòa  re: điện trở vi phân của tiếp giáp Emitter Bài tập Electronic Technique – HiepHV KTMT102 Bài 1.  Biết: E=+12V, R1=20KΩ, R2=4KΩ, R3=4KΩ, R4=1KΩ, . a) Xác định dòng điện và điện áp trên các cực của transistor ở chế độ một chiều DC. b) Vẽ đường tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh Q. c) Xác định hệ số ổn định nhiệt Bài tập Electronic Technique – HiepHV KTMT103 Bài 2.  E=10V, R3=1.8KΩ,  IC=2mA,UCE=5V.  Tính giá trị của các điện trở còn lại trong sơ đồ R1/R2,R4?