Chương 2: Đại cương về transistor doc

Chương 2: Đại cương về transistor
• Transistor tiếp giáp lưỡng cực - BJT
[ Bipolar Junction Transistor ]
• Transistor hiệu ứng trường – FET
[ Field – Effect – Transistor ]
2.1 KHUYẾCH ĐẠI VÀ CHUYỂN MẠCH BẰNG TRANSISTOR
VÍ DỤ 2.1 Mô hình của bộ khuyếch đại tuyến tính
Hãy xác định hệ số khuyếch đại điện áp, A
V
= v
L
/v
S
của mô hình mạch khuyếch
đại thể hiện ở hình 2.3, với các điện trở nội của đầu vào và đầu ra là r
i
và r
o
;
hệ số khuyếch đại nội của phần tử khuyếch đại, µ; điện trở nội của nguồn tín
hiệu là R
S
, và điện trở tải là R
L
.
Theo hình vẽ, ta có:
i
in S
iS
r

vv
rR


i
in S
iS
r
vv
rR



i
L
LS
i S o L
r
R
vv
r R r R



i
LL
V
S i S o L
r
vR

A
v r R r R

  

2.2 TRANSISTOR TIẾP GIÁP LƯỠNG CỰC - BJT
I
E
= I
B
+ I
C
(2.1)
I
C
=
b
I
B
(2.2)
Xác định vùng làm việc của BJT
1 2 3
2 V; 1,3 V; = 8 V
B E C
V V V V V V    
4 V - 2 V

= 50 A
40 kΩ
BB B
B
B
VV
I μ
R


12 V - 8 V
= 4 mA
1 kΩ
CC C
C
C
VV
I
R


80
C
B
I
I
b

VÍ DỤ 2.2 Xác định vùng hoạt động của BJT
Xác định vùng hoạt động của BJT trong mạch ở hình 2.10, khi nguồn

điện áp base V
BB
bị ngắn mạch, V
BB
= 0;
V
CC
=12 V; R
B
= 40 k; R
C
= 1 k; R
E
= 500 .
VÍ DỤ 2.3 Xác định vùng hoạt động của BJT
Xác định vùng hoạt động của BJT trong mạch ở hình 2.11, khi
biết các điện áp: V
1
= V
B
= 2,7 V; V
2
= V
E
= 2 V ; V
3
= V
C
= 2,3 V.
Phương pháp chọn điểm làm việc cho BJT

B BB
II
CE CC C C
V V I R
(2.4)
(2.3)
CC CE
C
CC
VV
I
RR

(2.5)
Ví dụ 2.4: Xác định điểm làm việc DC cho mạch khuyếch đại bằng
BJT bằng đồ thị (tức bằng đặc tuyến collector)
Xác định điểm làm việc DC, tức là I
BQ
và I
CQ
, V
CEQ
của mạch khuyếch
đại hình 2.14, khi biết R
B
= 62,7 k; R
C
= 375 ; điện áp các nguồn
cung cấp V

BB
= 10 V; V
CC
= 15 V; họ đặc tuyến collector như ở hình
2.13; điện áp tiếp giáp BE,
V

= 0,6 V
15 V 375
CE CC C C C
V V R I I   
10 V - 0,6 V
=150 A
62,7 kΩ
BB
BB BE
B
BB
VV
VV
I μ
RR



  
7 V; 22 mA; =150 A
CEQ CQ BQ
V I I



Mạch khuyếch đại bằng BJT
Ví dụ 2.5 Mạch khuyếch đại tín hiệu nhỏ bằng BJT
Hình 2.17, là mạch khuyếch đại bằng BJT có đặc tuyến collector như ở hình
2.13, R
B
= 10 k; R
C
= 375 ; V
BB
= 2,1 V; V
CC
= 15 V; V

= 0,6 V;
Hãy xác định:
(1) điểm làm việc DC của BJT;
(2) hệ số khuyếch đại dòng danh
định,
b
, tại điểm làm việc;
(3) hệ số khuyếch đại điện áp AC,
A
V
= V
o
/V
B
.
BB B BQ BEQ

V R I V
2,1 V-0,6 V
=150 A
10 kΩ
BB BEQ
BB
BQ
BB
VV
VV
I μ
RR



  
15 V-375
CE CC C C C
V V R I I  
1
12
BB CC
R
VV
RR


(2.6)
12B

R R R
(2.7)
[ ( 1) ]
BB B B BE E E B E B BE
V I R V I R R R I V
b
      
(2.11)
1
CC C C CE E E C C E CE
V I R V I R I R R V
b
b


     


( 1)
BB BE
B
BE
VV
I
RR
b



1

CE CC C C E
V V I R R
b
b


  


(2.9)
(2.10);
(2.8)
Ví dụ 2.6 Mạch phân cực BJT thực tế
Hãy xác định điểm phân cực DC của transistor cho mạch ở hình
2.20, tức là tính các dòng (tĩnh) DC, I
BQ
và I
CQ
, V
CEQ
, khi các điện
trở, R
1
= 100 k; R
2
= 50 k; R
C
= 5 k; R
E
= 3 k; V

CC
= 15 V;
V

= 0,7 V.
1
12
100 kΩ
= ×15 V = 5 V
100 kΩ + 50 kΩ
BB CC
R
VV
RR


12
33,3 kΩ
B
R R R
5 V-0,7 V
128 A
( 1) ( 1) 33 k +101 3 k
BB
BB BE
B
B E B E
VV
VV
I μ

R R R R

bb


   
      
1 101
15 V-128 μA 5 kΩ + ×3 kΩ = 4,72 V
100
CE CC C C E
V V I R R
b
b



   




4,72 V; 1,28 mA; 128 A
CEQ CQ BQ
V I I μ  
2.3 MÔ HÌNH TÍN HIỆU LỚN CỦA BJT
Ví dụ 2.7 Mạch điều khiển LED
Hãy thiết kế mạch khuyếch đại bằng transistor để cung cấp nguồn cho LED. LED yêu
cầu chuyển sang sáng (dẫn) [ON] và tắt (ngưng dẫn) [OFF] tuân theo tín hiệu on-off từ

cổng ra số của máy tính. Mạch như ở hình 2.24.
Các đại lượng đã cho gồm máy tính: điện trở ra = R
B
= 1 k; V
on
= 5 V; V
off
= 0 V; I = 5
mA. Transistor: V
CC
= 5 V; V

= 0,7 V;
b
= 95.
LED: V

LED
= 1,4 V; I
LED
> 15 mA; P
max
= 100 mW.
Tính điện trở collector, R
C
, để cho transistor hoạt động ở vùng bảo hòa khi mức điện
áp ra từ máy tính là 5 V; mức công suất tiêu tán bởi LED.
Mạch khuyếch đại tín hiệu-lớn dùng trong nhiệt kế điện tử diode
Mạch như ở hình 2.26. V
CC

= 12 V;
b
= 188,5; V
BE
= 0,75 V; R
S
= 0,5 k; R
B
= 10 k;
đáp ứng điện áp của diode theo nhiệt độ (hình 2.27), cần phải tính điện trở
collector và điện áp ra của transistor theo nhiệt độ. Sử dụng diode 1N914 và
transistor 2N3904.