Giáo trình kỹ thuật mạch điện tử dùng cho các trường đào tạo hệ trung cấp chuyên nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
■V..;

;” í - , ậ ?

./ã V*

.

X

;

'

ớ" ; - ? :



. đ

t.

G l ằraN H l5ĩ? ^ S H ;í?’
.

M

Ì^ p iỆ

Ìm

DÙNG CHO CÁC TRƯỒNG ĐÀO TẠO HỆ TRUNG CẤP CHUYÊN NGHIỆP

'

,

\

/

V ■^..
•

^»4»

"""^.

/.

'ỳ".'

^/

- »

'■'**

v i-Ẳ ;:}--

■

•

;:v

■ '' •

- * o" ••., *.*ã* / V ôằieýi f f ^ /'7'
.



. ớ, •♦ . ♦

" '

/

^ -v«
.‘:
.

‘ /
'

NHÀ XU Ấ T BẢN G IÁ O DỤC VIỆT NAM

BỘế GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
ề
9
PGS. TS. ĐẶNG VĂN CHUYẾT (Chủ biên)
ThS. BỔ QUỐC BẢO - ThS. PHẠM XUÂN KHÁNH
ThS. NGUYỄN VIỂT TUYẾN

G IÁ O

T R ÌN H

KỸ THUẬT
MẠCH ĐIỆN TỬ
■

■

DỪNG CHO CÁC TRƯỜNG ĐẢO TẠO HỆ TRUNG CẤP CHUYÊN NGHIỆP

(Tái bán lẩn th ứ hai)

NHÀ XUẤT BẢN GiÁO DỤC VIỆT NAM
#

•

L ờ i giới thiệu
'I’ừ nhiều năm, giáo trình đào tạo nhân lực trinh độ trung cấp chuyên nghiệp chưa
dáp ứng dược yêu cầu chất lượng phù hợp với nhịp độ phái triển cùa đất nước.
Màc dù Luật Giáo dục dâ quy định Hiệu trưởng các trường quyêì dịnh giáo trình
dạy cùa trường mình. Tuy nhièn, do kinh phí có hạn, crình đơ đội ngũ cán bộ giảng viên
khơng đổng đều, vì vậy, cùng một mơn học nhưng nội dung và dung lượng kiến thức
giảng dạy ở mỗi trường một khác.
Đế giúp các trường từng bước có giáo trình phục vụ việc giảng dạy và học tập tốt
hơn và đè' học sinh sau khi tốt nghiệp dù được đào tạo ờ đâu cũng có kiến thức chung
như nhau. Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức bién soạn các giáo trình:

1 . Giáo trình Cơ sớ kỹ thuật cắt gọt kim loại
2. Giáo trình Kỹ Ihuạt mạch điện lử
3. Giáo trình Trang bị diện
4. Giáo irình Vẽ kỹ thuật
5. Giáo trình Kỹ thuặt sửa chữa ơ tị, máy nổ

6 . Giáo Irình Vậi liéu diện
7. Giáo trình An lồn lao động

8 . Giáo trình Dung sai láp ghép và kỹ thuật đo lường
9. Giáo trinh Công nghệ chế tạo máy
Tác giả biên soạn những giáo trình này là các nhà giáo có trình độ chun mơn lốt
và giàu kinh nghiệm giảng đạy.
Đé nâng cao chất lượng và lính sư phạm của giáo trình, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã
ra quyết dịnh sô' 6801/QĐ-BGD&ĐT ngày 26 iháng 10 năm 2007 về việc thành lập Hội
đổng thám định cho các mốn trên.
Thực hiện quyết đinh của Bộ írưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo, các thành viên trong
Hội dổng Ihẩm định đã làm việc nghiêm túc và cùng với lác già chình sửa để nâng cao
chất lượng, phù hợp với írình (lộ của cấp đào tạo.

Những nội dung kiến thức cơ bản trong giáo trình cần được dạy và học thống nhất
trơn lồn quốc khi trường có chun ngành dào tạo giảng dạy mơn học này. Vì vậy, các
im ờng cán cung ứng đầy đủ giáo trình này cho giáo viên và học sinh.
Tuỳ theo nhu cẫu cụ thể của từng írường, các trường có thể sử đụng 70% đung
lượng cúa giáo trình và tự soạn thêm 30% dung lượng cùa môn học cho phù hợp với
yêu cầu đào tạo nguồn nhãn lực của dịa phuong.
Trong quá trình đạy và học, các trường phát hiện thấy sai SĨI hoặc có những nội
(ỉung can điều chinh - mọi góp ý xin gửi về:
Vu Giáo dục chuyôn nghiệp - Bộ Giáo dục và Đào tạo - 49 Đại cổ Việu Hà Nội
hoặc C^ỏng ty c ổ phồn sách Đai học - Dạy nghé, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội.
VU GIÁO DUC CHUYÊN NGHIÊP


Mở đầu
G iá o t r ì n h Kỹ t h u ậ t m ạ c h đ i ệ n t ử được biên soạn theo đ ề cương do Vụ

Giáo dục chuyên nghiệpy Bộ Giáo dục và Đào tạo xây dựng và thông qua> N ộỉ
dung được bỉên soạn theo tinh thần ngắn gọn, d ễ hiếu. Các kiến thức trong tồn
bộ giáo trinh có mối Hên hệ lôgtc chặt chẽ, Tuy vậy, giáo trinh cũng chỉ là rnột
phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học
cần tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối ưới ngành học đ ể việc sử dụng
giáo trinh có hiệu quả hơn.
K hi biên soạn giáo trinh, chứng tơí đã cơ'gắng cập n h ậ t nhữ ng kiến thức
mới có ỉiên q u a n đến môn học ưà p h ủ hỢp với đôĩ tượng sử dụng củng n h ư c ố
gắng g ắ n nh ữ n g nội d ung lý thuyết với nh ữ n g vấn đề thực t ế thường gặp
trong sản xu ấ t, đời sống đ ể giáo trinh có tín h thực tiễn cao.
N ội d ung của giáo trình được biên soạn với d ung iượng 60 tiết, 9 chương :
Chương ĩ. Khuếch đại tín hiệu nhị dùng transistor lường cực - BJT ; Chương 2.
Khuếch đại lín hiệu nhỏ dùng iransisĩor Irường - F E T ; Chương 3, Ghép táng khuếch
đại và các mạch khuếch dại đặc biệt ; Chương 4. Khuếch đại công suấl ; Chương 5.

Khuếch đại ihuậi toán : Chương ổ. Nguồn điện một chiểu ; Chương 7. Dao dộag đicu
hoà ; Chương 8. Biến đơi tín hiệu tương tự - sổ và số - tương lự. Chương 9. Điểu chế
- Tách sóng - Trộn lần.

Trong quá trin h sử dụng, tùy theo yêu cầu cụ th ể có th ể điều chỉnh sơ tiết
trong m ỗi chương. Trong giáo trinh, chúng tôi không đ ề ra nội dung thực tập
của từng chương, vi èrong th iế t bị phục ưụ cho thực tập của các trường không
đồng nhất. Vỉ vậy, căn cứ vào trang thiết bị đã có của từng trường và khả
năng tổ chức cho sinh viên thực tập à các x i nghiệp bèn ngoài m à trường xáy
dựng thời lượng và nộỉ d u n g thực tập cụ thể. Thời lượng thực tập tối thiểu
nói chung củng khơng ít hơn thời lượng học lý thuyết cua m ôn học.
Giáo ịrỉn h được bién soạn cho đối tưỢng là sinh oỉên T rung cấp chuyên
nghiệp, Công n h â n lành nghề bậc 3 Ì 7 đổng thời cung là tài Uệu th a m khảo
bổ ích cho ú n h viên Cao đ ẳng kỹ thuật cũng n h ư Kỹ th u ậ t uiẽn đang làm
việc ờ các cơ sở k in h t ế trên n hiều lĩn h vực khác nhau.
Mặc dù đã c ố g ắng như ng chắc chắn giáo trìn h khơng tránh khỏi khiếm
khuyết. R ấ t m ong n hận đưỢc ý kiến đóng góp của người sử dụng đ ể lần tái
bản sau giáo trỉn h đưỢc hoàn chỉnh hơn. Mọi góp ý xin được gử i về Cơng ty
Cổ p h ầ n Sách Đ ại học - Dạy nghề, N X B Giáo dục Việt N am - 25 Hàn Thuyên,
Hà Nội.
Điện thoại : 04. 8 264 974.
CÁC TÁC GIẢ


C H ỈÍƠ N G ỉ

KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ
DÙNG TRANSISTOR LƯỠNG cực - BJT
lYong chưưng này chúng lii sc ngliiẽn cứu các vấn dc:
■

Các khái niệm cơ bản về khuếch dại điện lử.

■

Cấu lạo và nguyên lý hoạt dộng cùa transislor lưỡng cực (BJT).

■

Phân tích và thiêì kê' các cách phàn cực cho BJT.

■

Phân tích các mạch khuếch đại cơ bán dùng BJT.

1 . 1 . G IÓ I T H ỈỆ U C í l U N G

1.1.1. Mở dầu
Bộ khuếch đại dièn tứ ià một mạch diện (ứ mà tín hiệu (lẩu ra của mạch
lởn gấp K lầu tín hiệu đầu vào cùa mạch và dạng tín hiệu ở dáu ra giống dạng
của lín hiệu ớ đầu vào.
'lìn hiỏu của mạch là dịng điện i(t). diến áp u(t) hoặc cơng suất P(t). Tín
hiệu cũng có thế là diện nưừng E(l) hoặc từ iruờng B( 1 ).
Sơ dổ khối cua niịl bơ khuếch dại dièn tứ cho ở hình 1.1.

z,

H ình ĩ . í . Bộ khuỂch đại điơn tứ

Trong sơ đồ, ký hiệu hình

)> mơ lả đây là bộ khuếch đai,

K g oi là hệ sổ khuếch dại cúa bộ khuếch đại. Hệ sổ này là ty sị giữa giá
trị tín hiệu ra chia cho giá trị tín hiệu vào. Nếu các tín hiệu vào, ra là điện áp
thì chúng la có hệ sỏ khuếch đại điện áp.
K ..=

u;


Nếu các tín hiệu vào, ra là dịng diện ihi chúng la c ó hệ s ố khuếch dại
dịng điện:

Nếu các tín hiệu vào ra là
cơ n g suất thì ta có hệ sơ'
khuếch dại cơng suất:
Pr
p.
ở đây Uị. , I|. .

u,. (mV)
H ình 1.2. Đặt' lính biên ítộ cúa bộ khuếch đạí
tà điện

áp, dịng điện, cơng suất trên đẩu ra bộ khuếch đại và Uv, Iv, Pv ỉần ỉượt là điện
áp, dịng điện và cơng suất đặt vào bộ khuếch đại.
Trên hình l . l

và z „ là sức điện dộng và trở kháng trong của tín hiệu

đật vài) bộ khuếch đại. Zy là trờ kháng vào tương đương của bộ khuếch đại:

2
-í-v

T

ly

)à trở kháng ra của bộ khuếch dại:

z =
^

Ir

Đảc lính biên độ của một bộ
khuếch đại là quan hệ giữa đáu ra

ikịạ

và đầu vào của bộ khuếch đại, xét
ở một tần s ố xác định, Quan hẹ này
có thể là quan hệ

theo Uv hoặc

theo I v Hình 1.2 chỉ ra đậc tính
biên độ ở tán s ố thấp.

Đ ậc tính lần s ố của bộ khuếch
đại là sự phụ thuộc của hệ số
khuếch đại cùa bộ khuếch đại vào
tần số. Hình 1.3 là đặc tính tần sơ'
điển hình của m ộ l bộ khuếch đại.

fc
Hi nh L 3 , Đạc tính tẩn số cùa bơ khuếch (lại

M éo phi tuyến {không đường thẳng) của bộ khuếch đại là sự thay đổi dạng
của tín hiệu ra s o với tín hiệu vào do tính phi tuyến của các phần tử cùa mạch
gây ra, m éo này được tính là tỷ sơ' của tổng bình phương các Ihành phẩn bậc
cao phát sinh khi đầu vào chỉ có thành phần tần sô'.


z , là (rở kháng lải của bộ khuôch dại. Đ ây chính là phần tủ liêu thụ tín
hiệu ra cùa bộ khuếch đại hay bộ khuếch đại cán phải cung cấp tín hiệu cần
thiếl cho phẩn lứ này.
'l'rong rấl nhiẻu trường hợp thực tế các trở kháng này là thuần trờ. Đ ể bộ
khuếch dại làm việc tốt chúng ta phải phối hợp trở kháng:
Zn = z .

Zr = z,
Nếu bộ khuếch đại có

Kj = 1 và Ku >

I

thì chúng

ta gọi nó là bộ khuếch

K„ a 1 và Kj >

1

thì ehúng

ta gọi nó là bộ khuếch

dại ciiện áp.
Nếu bộ khuếch đại có

đại dịng điện, bộ khuếch đại này cịn được gọi là bộ lập lại diện áp.
Nếu bộ khuếch đại có

K, > ] và K„ >

1

thì chúng

ta gọi nó là bộ khuếch

dại cơng suấỉ.

1.1.2. Mơ hình nguồn
Mổi nguổn điện nâng dều c ó thể được biểu diễn dưới dạng nguổn diện áp
hoặc nguồn dòng. Hiuh 1.4 là dạng

(.ủa nguốn áp và nguồn dòng lý
Nguồn điỌn áp
Nguồn dòng đĩện
tướng.
N gu ổn diện áp lý tường dược
giả dịnh tạo ra diên áp u, khơng phụ
ihuộc vào dị n g chạy qua nguồn.
N guòn dòng diện lý iưởng dược già
dịnh lạo ra dòng điện i, khống phụ
ihu ộc và o cliện á p trẽn ng uổn.

a)

Các nguồn thực tế có thế được
mó hình hố nhờ lổ hợp nguổn !ý
iường và m ột hay nhiều thành phần
mạch thụ đ ộ n g. Hình 1.4b là mơ
h'jnh nguồn thực lê' T hevenin và
Norton. Có thể biến đổi lừ mơ hình
này sang m ơ hình kia. D ịn g i, ở m ơ
hình Norton liên hệ với điện áp ị
mơ hình Thevenin:

Mớ hình Norton

b)
Hiíỉh 1.4. Các mơ hình nguồn

is= U./R,

D ịng i, là dịng có ihẽ chạy qua ngán mạch mác ớ dáu ra. 'J’rái lại u, licn
hổ với
u, = R,. i,
Đ iện áp u, ỉà diện áp đo được ở các dầu nối trong điều kiện hớ mach.

1.1.3. Tính tốn hệ số Khuếch đại theo deciben
H ệ s ố k h u ế c h dại c ó n g su ất d ecib cn :
Hệ số khuếch dại cịng suấl deciben K|,(dB) được lính theo dccibcn (dB)
Iheo cô n g thức:
K ,( d B ) = 101gK„= lOlg^íHệ s ố k h u ế c h đại đ iệ n áp d e c ib e n :
Hệ sơ' khuếch đại điện áp deciben K„(dB) được lính theo deciben (dB)
theo cóng thức;
ư.
K„(dB) = 201gK„ = 20 I g ^
u

y

1.2. T R A N S I S T O R L Ư Ỡ N G

cục -

B JT (B ip o lar ju n c iio n transistor)

1.2.1. Cấu trúc của transistor
'IVansistor là một linh kiện bán dẫn bao gồm ba lớp bán tlẫn với các bán
dán p và n xen kẽ nhau, rùy theo trình lự của miền p và mién n mà ta c ó hai
loại transislor : pnp (transistor Ihuận - hình 1.5a) và npn (iransistor nguợc hình 1.5b).

Hình J.5. Cấu írúc của transisior;
Transisior pnp và ký hĩệu : b) Transistor npn Vít ký hiệu


Miền p ihứ nhất của Iransistor pnp (với transistor npn là miổn n) được gọi
là mién em itier. miển này dược pha tạp chất với nồng clộ lớn n h ít, nó đóng vai
irị phái xạ các hal dẫn (lồ írống hoặc ctiện tử), diện cực nối với miển này được
gọi là cực em iiicr, ký hiệu là li. Miền n (với iransislor npn là m iền p) dược gọi
là m iền base. mién này dược pha tạp châì ít nhái, độ rộng cũa nó rất nhỏ so
VỚI kích Ihước lồn bộ tr a ns is to r (vói hình 1.6 tỷ lô này là 3 . 8 m m : 0.025m m
= 152 : 1), m ié n base dó n g vai trị ir u y é n đạl hạt dẫ n. đ iệ n cực nỏi VỚI mién
này được g ọ i là cực base, ký hiệu là B. Miền p tiếp theo (vói transistor npn là
miền n) đuực gọi là mién collcctor. mién này dược pba lap íi hơn mién cmilter
nhưng nhiéu hơn miền base, dóng vai trò thu gom các hại dẫn, điện cực nối
với miền này gọi là cực collector, ký hiệu là

c.

Với cấu irúc như vậy, transistor bao gồm hai chuyến ciếp PN, chuyên tiếp
PN giữa em ilter và base được gọi là chuyển tiếp emiller, chuyển tiếp PN giữa
base và c o lle cto r được gọi ià chuyển tiếp collecior.

1.2.2. Ngưyèn tắc hoạt động của transistor
Đ c m ô tả hoại dộn g của iransistor. la lấy iransistor loại pnp làm ví dụ. Sự
lioại động cùa transistor npn sê lương lự bàng việc thay thế lị trống bằng đién
tứ. Trẽn hình 1.6 khi chuyến tiếp collector không được phân cực, chuyến tiếp
emitter được phân cực thuận. Đ ộ rộng vùng nghèo sẽ bị giảm , mức giàm tuỳ
theo điện áp phân cực. kết quá đòng của các hạt da số (các lỗ trồng) khuếch
lán từ m iến bán dẩn p (cực E) sang miển bán dẫn n (cực B).
Khi c h u y ể n liếp emitier không dược phân cực, chuyển liếp c o llecio r phản

cực ngược khóng có dòng của các hạt đa s ố (điện tử ở bán dản n) chi có dịng
của các hạt thiếu sổ' (lỏ !rơng ử bán dãn p) (hình 1.7).
Dịng hạt đa số

ìiinh /.ổ. Cììuvcn liếpem iu cr phán cực rhuận


Dịng hạt thiểu số

Hình i.7. Chuyển liép colleclor phân cực ngược
Dịng hạt đa số

<

UgẸ

Dỏng hạt thiểu sơ'

'-'cc

H i n h 1.8. Nguyên tắc hoại dông cùa Iransisior pnp

Trong trixờng hợp, chuyển tiếp emitter phân cực thuận, chuyển tiếp
coHector phân cực ngược (hình 1.8). Chuyển tiếp emilter phân cực thuận nên
các hại đa sô' khuếch tán qua chuyển tiếp tới miền base tạo Ihành dòn g Ig. Tại
miền base các hat đa số này lại chuyển thành các hạt thiếu số, một phần bị tái
hợp với các điộn tử lạo thành dòng lịỊ. Do độ rộng cùa m ién base rất mỏng,
chuyển liếp collector phân cực ngược nên các lỗ trống ớ miền base bị cuốn
sang miền co lleclor lạo nén dòng Ip. Dòng Ig này được lạo bởi hai thành phần:
dịng của các hạt đa sơ' từ m iền emitter, và dòng của các hạt thiểu s ố (lỗ trống ở

m iển base khi chưa có sự khuếch tán từ emitter sang). Dòng của các hạt thiếu
số được g ọi là địng rị và ký hiệu là

Igy có giá trị rất nhỏ cờ nA tới vài },iA.

Áp dụng định luật K irchhoff la có: Ig = !<; + Ig

1.2.3. Các cách mắc cơ bản của transistor
Transistor c ó ba cực (E, B, C), nếu đưa tín hiệu vào trên hai cực và lấy lín
hiệu ra trên hai cực thì phải c ó một cực là cục chung. Do vậy, đố i với
transistor có 3 cách mắc cơ bàn: base chung, emitter chung, colleccor chung.

1.2.3.1. Base chung (CB - Common Base)
Sơ đồ cách mắc CB đươc minh hoa ở trên hình 1.9
10


Đ

a)

E o-

B

b)
Hinh í . 9. Sơ đổ cách ghép CB;
n) TranNÌsĩor pnp : b) Transistor npn

Vùng tích cut

rmA
6mA
5nnA
4fĩiA

■f
o>

3mA
2mA
(g - 1mA
Ig =: OmA

-1

10

16

Vùng cắt

a)

20

Ucữ(V)

b)
Hinh í . ỉ ỡ . Đặc tuyến cúa cách mấc CB:

a) Đặc tuyến vào ; b) Đặc utycn ra

11


Trơn hình vẽ chiều mũi tên chí chiéu của dịng điộn Irén các cực i-úa
íransistor. Để ihấy rõ quan hệ giũa 3 cực của transistor Irong cách mắc- CB
người ta dùng hai đậc tuyốn: đặc luyến vào và đặc tuyến ra. Đào tuyến vào
(hình 1.1 Oa) mổ tá quan hệ giữa đònệ vào I ịv với điện áp đẩu vào U|^f;, ứng với
các giá lĩ'Ị điện áp khác nhau cùa điện áp ra U(;-|ị.
Đặc luyốn ra (hình 1.1 Ob) m ỏ là quan hệ giữa dòng điện ra
ra ư c g , ứng với các giá trị

với (liên áp

khác nhau của dòn g điện vào Ip. 'ỉrẽti đặc tuyến

này dược chia Ihành 3 vùng: vùng tích cực, vùng cắt và vùng bão hoà.

'cBO ' 'co

Hiểth i . ỉ i . Dịng bào ht)à ngưưc ỈỊ^ị^

Vùng lích cực dược dùng để khuếch dại lín hiộu (nên cịn duọc g ọ i là vùng
khuếch đại). Trong vùng tích cực chuyển tiếp emitter dược phán cưc thuận,
chuyển tiếp coUector phân cực ngược, ó phần thấp nhất ciía vùng lích cực
(dường Ip = 0). dịn g I c !à dịn g bão hồ ngược I q ) . d ịn g I(;q rấi nlió (cỡ i-iA)
và thường được ký hiệu thay cho

(hình J. 1 1 ).

Klii transistor hoại động trong vùng lích cực có quan liộ gần đúng Iị: * I ( ' .
Vùng cắt là vùng mà ở đó địng Iq' = 0. Trong vùng cắt chuyển tiếp emiiter
và collector đéu phân cực ngược.
Vùng bão hoà là vùng ớ bẽn trái đường U ci 3 = 0 trôn dặc tuyến ra. Trong
vùng bão hoà chuyển tiếp emitter

và collector đéu phân cực thuận.

+ Hệ sò' a.
Trong c h ế độ một chiều, để đánh giá mức hao hụt dòn g khuếch tán trong
miền base, người ta dịnh nghía hệ số iruyển dạl dịng điện a^;..
Ic

Với i(', ij3 là các

dòng điện tại diẻm làm việc. Theo đặc luyến rahình l.lOb

thì a = J, nhưng Ihực lế a thường

12

trong khoảng 0.9 ^ 0.9 9 8 .


Trong c h ế ciộ xoay chiều, khi điểm làm việc thay đối trẽn đặc tuyến ra, hệ
số a xoay chicu dược định nghĩa:

a.

AI,.

liệ số a.,^. còn dược gọi là hẹ số ba.se chung, hê số ngắn mạch, hay hệ số
khuếch dai. Thông thường, giá trị

ĩt a.,j.

1.2.3.2. Emilter chung (CE - Common Emítter)
Sơ đổ cách mác CH như hình 1.12.

^cc

ucc

8
i

ĩ
B
cv

a)
Hình i . l 2 . S ơ đ ổ ciíc h ghcpC E :
a) Transislor npn ; b> í ransisior pnp

Trong cách mác CE, dặc tuyến ra là quan hệ giữa dòng ra I(^ và diện áp ra
ứng với khoang giá Irị của dòng vào Ijj. Đậc tuyến vào là quan hẹ giữa
dòng \ à o 1(3 và diện áp vào Uf3[:, ứng với khoảng giá trị của điện áp ra
Chú ý rằng irủĩì hình 1.13. độ lớn của I ^ c ờ ^A . còn độ lớn cúa Ic cở mA.
V ùng lích cực cùa cách mắc CK là mién ỡ bèn phải của đường nét đứt

và phía Irên đường 1|J = 0 .

13


H ình ỉ . 13. Đặc luyẽn cùa cách mắc CE:
a) Đậc luyCn vào ; b) Đâc luyến ra

bão hoà. Vùng cắt là vùng 0 phía

Vùng phía trái đường U^Ebh

dưới đường Ig = 0. Trong vùng tích cực chuyển liếp emitter phân cực thuận,
chuyển tiếp collector phân cực ngược, vùng này được dùng để khuếch đại diộn
áp, dòng điện hoặc cơng suất.
Theo dặc luyến ra hình 1.13b khi Ib = 0 ihì dịng
giải thích như sau;

Ic - a(I(^+Itj) + I c e o
Suy ra :
I

Ir

_
-

1-a

Khi Ig = 0, chọn a = 0 ,9 9 6 ta có :

14

, IcBO
1 -a

íí 0. Điéu này được


Nếu Iị-ịịq = 1ịìA , khi 1 Ịị = 0, dòng 1(- = 250.1 |iA = 0,2 5 m A .
Dịng

khi đó chính là dịng IcEo-

Vậy:
j^ClK)

_

IcEO -

1- a

1h =0

+ Hệ sở 'p

Trong c h ế độ m ột chiểu, dể đánh giá khả nâng điéu khiển của dòng Ig đối
với dòng !(;, người ta định nghĩa hạ số khuếch đại đòng điện p:
_

Pdc "

ic
B

Với

và Ip ià giá Irị dòng điện tại điểm làm việc. Thơng thường p có giá

trị trong khoảng lừ 50 lới trên 400.
Trong c h ế độ xoay chiều, hộ số p xoay chiểu đuợc định nghĩa:

n

^ Ể Ịc
AI b U o:=const

+ Q u ú n lìệ g ỉ ử a a và /?

Ta có :
Mặt khác :

h

=

p

Kết hợp các diểu kiện trên la có:

a =

p
p+

a

lioặc :

\-a

1 .2 .3 3 . C ơlỉector ch u n g (CC - C om m on CoUector)
Sơ đ ổ cách mắc

cc như hình

1.14

15


T

^El=

uB ã r

Đ o

Hi nh Í .Ỉ 4. Sư đó cách mác CC;

n) 'í ransi.stor npn ; b) rransislor piip

Đặc tuyến vào và đặc tuyến ra cùa cách mắc

cc tương

lự như cách mác CE,

bằng cách thay Iq bới Ig, U(-J7 bới Uị£c.

1.2.4. Nguyên tắc khuếch đại của transisto r
Xét sơ đổ
hình 1.15.

CB như
p

I,

n

p

Theo đặc tuyến vào và
dặc

tuyến

ra

của

la có thế rút ra nhản xét;
điện

trở

vào

của

cách

mảc CB rấl nhị (khoảng
lOQ

B

CB

w

2on

---------

^

lOŨK

ì

<

5K

u,

i------ ,1

lũOQí v ' i điện crở ra

r ấ tlớ n { 5 0 k fì i- IMQ).

H ì n h Í . Í 5 . Nguyên tác khiiẻch đại cùa mạch CB

Trong sơ đổ hình 1.15 ta chọn Iransiscor c ó điện trở vào R^. = 20f2, diện
r a R r = 100 kQ.
Dòng điện vào:

16


K =
Già sử a ,,, =

l(le=

Ic) Ihì Iv = Ir= lOmA

Khi đó điện áp ra sẽ là:

u,

= 1 ,.R = 10.5 = 50V

V ậy hệ SÔ khuếch dại điện áp:
50V
200m V

= 250

Như vậy. n g u y ên tắc khuếch đại ở đây chính là việc truyển đạt dịng điện
từ mạch điện trở thấp sang mạch diện trở cao. Chính vì vậy, transistor là từ
ghép cùa hai từ tiến g A nh : transíer (truyén đạt) và resisior (điện trờ).

1.2.5. Các tham s ố giới hạn
Đ ới với m ỗi iransistor có một vùng làm việc trẽn dặc tuyến ra. Nếu
transisior hoạt đ ộ n g trong vùng này sẽ có tý lệ lín hiệu ra trên tín hiệu vào là
lớn nhât với độ m é o nhò nhất. Vùng này sc bị giới hạn bởi một vài tham s ố
như : đòn g

lớn nhài Icmax -

''ớ'

mắc EC).
Với transistor c ó đặc tuyến ra như hình 1.16:
Đường UcEbh
U (.e b h = 0 .3 V ,

đặc luyến là giá trị nhỏ nhất cua

hao lớn

nhấi dược định nghía;

--- 5UịX

I 40

I
hình 1.16 Ihì

cho

4i)ụA

Cmx 50

Í^Cmax = U c E - lc
transistor

thơng thường

lc(mA)

C ơng suất tiêu

Với

= 20 V.

= 50 m A ,

trên

= 300m w.

Ta c ó ihế vẽ dường cong
cơn g suất irên đặc tuyến ra

30

MìịiA

J - l \ --------—
Pcrox-UcE^lc 2(>mA

Ì 20

>

-r:::—

I')mA

10

Ìb-" M

0

15
uCbbf>

Vùng cắt .
||cr.o

20
u,CEmax

UcE
bằng cách chọn m ột vài diểm
Ihoả mãn l'('F -ỉc “ 300m W .

Hin/i 1.Í6. Vùng hoại dộng cúa Iritnsislor

17


Ví dụ : Chọn I(- = icmax= 5 0 m A suy ra U q ; = 6V. Chọn ư q ; -

ra 1(; =

= 2 0 V . suy

15mA. Nếu chọn I(' nầm giữa hai khoảng trên, I(' = 2 5 m A

thì

= 12V. Với 3 điếm trẽn ta có thế vẽ được đường cong cịng si (có thiể !ấy
thèm các diêm khác).
N hư vậy. vùng hoại động cùa iransistor bị giới hạn bởi các tham số:
Ic E O ^ I c ^ *Cmax

^CEbh ^

á

- f^Cmax
Chú ý : ĐỐI vói cách mác CB thi Pcmax = ^CB-^C •

1.2.6. Phản cực cho transisto r lưỡng cực - BJT
1.2.6.l . Giới thiệu
Đ ể transistor lưỡng cực hoạt dộng ta phải phân cực cho nó, nghĩa lài dưa
mơt đ i ệ n á p m ộ t ch iều từ bên ngoài vào c h u y ể n tiêp e m i t t e r và coiỉec(o?r với
giá trị và cực lính phù hợp. Đ iện áp một chiều này sẽ thiếi lạp c h ế độ m ội
chiều cho transisior. Khi phân cực nõu:
- Chuyến tiếp em itler phân cực thuận, chuyển tiếp collector phân cực
ngược transisior sẽ hoại dộn g trong vùng tích cực. Khi tính tốn c h ế độ một
chiều trong vùng này ta thường sử đụng các côn g thức:

UjjE = 0.7V (với iransistor npn Si)
Ig -

(P+1 )Ig «

k = Pin

- Chuyển tiếp emitler phân cực ngược, transistor sẽ làm viộc trong vùng tcắt.
- Chuyên tiếp emitter và coílecio r dều phân cực thuận, transislor sẽ iàm
việc trong vùng bão hoà.
Chú ý rằng, để transistor khuếch đại tín hiệu phải phân cực cho nó hoạt
dộng ở vùng tích cực.
* Điểm làm việc tĩnh
Khi phân cục cho transistor, dòng điện và điên áp một chiểu sẽ thiếtt lập
cho transistor m ộ l điểm làm viẻc cô' dịnh trên đặc tuyến ra, điểm này gtọi là

18


dicm làm việc lĩnh (cịn gọi là điốm cón g tác tĩnh và thường ký hiệu là điếm
Q ). Để transistor khuếch đại

dưực lín hiệu, điểm làm v iệc tĩnh Q phái nàm

tronị vùng tích cực. nếu chọn dược diếm Q thích hợp ihì biên độ lín hiệu ra có
thế lớn mà kliỏng bị m éo (ihường là giữa đặc tuyến ra).

1.2.6.2. l^hán cực c ố định
Sư dổ mạch phân cực cơ' định như hình 1.17.
VỚI iransistor pnp, sơ đồ, các cơng thức và cách lính hồn íồn iươtig tự,
bàng cách thay dối chiểu dòn g diện và cực cúa điõn áp cung cấp.

Ucc
ucc

ucc

Rc

8

1

<

b)
H ì n h L Ỉ 7 , Mạch Ị)hâĩì cực cố định,
a) So Ỏ6 mạch ; b) Sơ đổ Iirơng duưng

Đ ể phân lích c h ế độ một chiểu la có thể bị các tụ điện và sử dụng sơ đồ
tương đương như hình 1.17b.
+ Xét

- em ider (hình ì .18):

Viết định luậi K irchhoff cho vòng điện

áp la dirợc .
^CC ■■

=0

RB

uc c -r-

T heo cồn g ihức trôn, điện áp V qq. U g g

ln khơng đổi, vì thế giá irị Rj3 sẽ quì
định giá trị dịng l|ị. và dịng Iị^ này sẽ khơng
dơi (vì vậy nơn gọi là phân cực c ố dịnh).

H i n h ễ J S , Vòng base - em iltcr

19


+ Xé! vịng collector - em iiler (hình 1.19) :
Giá irỊ dòn g !(;; chạy qua điện trờ R(' dược tính theo

cơn g ihức:

Ic = P1b
Chú ý rảng, dịng

phụ ihưộc vào giá trị

mà I[' tỷ lệ với

theo mội

hầng sô' p, vì vậy giá Irị cúa !(;• khõng phụ (huộc vào điện IrờR^. Khi ihay dổi
R(J dòng I 3 và 1q không đổi. T uy vậy, ta sẽ thấy giá irị của R c quyết định giá
trị

mà U^E là một tham sơ' rất quan trọng.
Áp dụng định luật K irchhoff

cho vịng co llector - emitter
Rc

(hinh 1.19) ta có:
^CE ^

Ta CĨ:

Á
>

Uce = Uc - U e

Với u ^ , U g lần lượt là điện
của

các

cực

collector

l ỉ i n h ỉ . 19. Vịng c o lk c ío r - em iỉier

và

emilter.
Trong trường hợp này : Ug =

ov. nên

Ngoài ra, U g g = U 5 - U g suy ra Ujj£ = Ug.
V''/ d ụ Ỉ . I

:

Cho mạch điện như hình

1.20. Hãy tính các giắ trị của c h ế độ một
chiéu Ig, l o U cE , U(-, U bc -

Bùi giải:
, _ U cc - ưbe _ 1 2 V - 0 .7 V
1 b = ------------------ = -----------------= 47,0S^iA
Ic = PI b = 50.47.8)iA = 2,35m A

ƯCE = U cc - Ic-Rc = 6.83V
U b = ưbe = 0 ,7 V

20

Ucc

~ ^CC ~ ^
- ỈC ^ C

thế

T-

= Ue|.; = 6 , 8 3 V

u»c

^15 -

0-7

6.83

= -6 .1 3 V
Giá trị U|J(. âm, chớng lỏ chuyển tiếp collector phân cực ngược.
* Đ ường íải lĩnh
Dường tải lĩnh là đường quan hệ giữa dòng điện ra và điện áp ra trong chế dộ
một chiéu. Đường tái tĩnh đươc vẽ trẽn đặc tưyến ra, điếm làm việc tĩnh Q sẽ nằm
irẽn dường này.
ĐỐI với sơ dổ mach như hình 1.19, quan hệ giữa dòng điện ra

và điện áp ra

U(_‘|; khi có lái
' ^C í- = ’J c c •

Phương

trình

trên

chính

là

phương irình đường tái tĩnh. Đ ể vẽ
dường tài ũnh la cần xác định hai
d iế m : Đ iế m thứ nhấ! ta cho
U(.J. = 0 suv ra J(_- =

U rr

, cliếm thứ

hai la cho 1(- = 0 suy rd U(jj; = Uq ; .
VỚI hai điẽm này ta vẽ được dường
lái tinh như hình ] .21.
Nốu thay dối giá (rị của diên
trớ R|^ sẽ làm cho

thay (ỉổi, khi dó

đường lải lĩnh không đối. nhưng
điếm làm việc tĩnh Q sẽ dịch lên hoặc xuống (hình 1 , 2 1 ).
Khi giữ ngun giá trị

và thay đối nguổn

thì đường tái tĩnh sẽ dịch

chuyển như hình 1 .2 2 a.

Trong trường hợp ihay đổi giá trị điện trở R c và giữ ngoyèn nguồn ư(-(- sẽ
làm dường tải lĩnh Ihaỵ đổi như hình 1 .2 2 b.

21


V/ dụ L 2 : Cho mạch phân
cực c 6 định có đường íải tĩnh và
điểm làm việc lĩnh Q như hình
1.23. Hãy tính các giá trị Uct;,
R)ị ,

Bùi giải:
Từ hình 1.23 ta có;
Tại l e

0

^CE = U c c = Ỉ5V
Tại
k' ^

= 0
U rr
^

6 mA

Ic

Lấy Uịit-; = 0 , 7 V . ta có :
R

b

=
B

3 mA

* Transisỉor bão hồ
ITỉeo đặc tuyến ra của transistor, khi Iransistor bão hồ thì U('i; =: ov do đó dịng
diện collecỉor bão hồ

22

*^ịng Icm-,x

thức:


k'bh

- lí'
C m ax

= .y.cc

“

Rc

l,2>63. Mach phán cực ổn dịnh cực emitỉer
ể

•Vlạcb

phản

cực

eniilicr như hình

ốn

định

ucc

cực

1.24. Điện irớ R ị.

được mắc thêm đê làng độ ốn dinh hơn
so với mạch phằn cực

Rr

Rb

cố clỊnh (diều

'e

c,

này sẽ dược minh hoa qua các ví dụ
sau này). 1 'rước hếi xél vịng emitter collector.

í

+ Vịỉìg base- cữỉiector ịhình 1.25)

Re

íiirtlì 1.24. Sư đó phản cực ốn dịnh cmiiier

Theo định luật Kirchhoff la có
phưưng irình:
+ L!ec-

1b 1
U ,,

I ,; R |; = 0

Ta đã biíi lj.; = (3 +1 )Ijị
Thay vào phương ưình trẽn la có:
ưy,: -([ì+l)ỈBÌ

+ U e-

ịlE
Rl

Rút lịị ta đưọic:
I

-

u
:'CC
R Ĩji-(3 ^ r )K H
-

ỉiinh Ì.25. Vịng biísv -coliecỉor

Với cơng thirc trCn ta có ihc
mội mạch nổi liếp như hình 1.26.

vẻ

Trong irường hợp này, điện ắp ƯỊ^P lừ base
đến cmitler dược điện trờ Rị: phán hồi trờ về dầu
vào với hệ sô' (p +1). Nói cách khác điện trở
cực

B ià linh

kiện

trong

vịng emiuer -

coỉiecior xuất hiện với Rị = ([ỉ +l)Rj:; trong
vòng base - collector.

uc c

r

+ Vịỉĩg en ìiĩĩe r - c o ile c ỉo r (h ĩn h 1 .27)

Theo dịnh luật Kirchboff líí có kẽì q :
1^:R|.;+ UcH + *cRc - *Jc:c = 0

ỉỉinh 1.26. Mạch dơn gián cùa hình 1.25

23