Kỹ thuật điện tử Chương 1: Mở đầu pdf

K
K
ỹ
ỹ
thu
thu
ậ
ậ
t
t
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
t
t
ử
ử
Nguyễn Duy Nhật Viễn
N
N
ộ
ộ
i dung
i dung
 Chương 1: Mở ñầu.
 Chương 2: Diode và ứng dụng.
 Chương 3: BJT và ứng dụng.
 Chương 4: OPAMP và ứng dụng.

 Chương 5: Kỹ thuật xung cơ bản.
 Chương 6: Kỹ thuật số cơ bản.
Chương
Chương
1
1
M
M
ở
ở
ñ
ñ
ầ
ầ
u
u
N
N
ộ
ộ
i
i
dung
dung
 Lịch sử phát triển
 Các linh kiện ñiện tử thông dụng
 Linh kiện thụ ñộng
 Linh kiện tích cực
 Linh kiện quang ñiện tử
 ðiện áp, dòng ñiện và các ñịnh luật cơ bản

 ðiện áp và dòng ñiện
 Nguồn áp và nguồn dòng
 ðịnh luật Ohm
 ðịnh luật ñiện áp Kirchoff
 ðịnh luật dòng ñiện Kirchoff
L
L
ị
ị
ch
ch
s
s
ử
ử
ph
ph
á
á
t
t
tri
tri
ể
ể
n
n
 1884, Thomas Edison phát minh ra ñèn ñiện tử
 1948, Transistor ra ñời ở Mỹ, 1950, ứng dụng
transistor trong các hệ thống, thiết bị.

 1960, mạch tích hợp (Integrated Circuit) ra ñời.
 1970, Tích hợp mật ñộ cao
 MSI (Medium Semiconductor IC)
 LSI (Large Semiconductor IC)
 VLSI (Very Large Semiconductor IC)
Linh
Linh
ki
ki
ệ
ệ
n
n
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
t
t
ử
ử
thông
thông
d
d
ụ
ụ
ng

ng
Linh
Linh
ki
ki
ệ
ệ
n
n
th
th
ụ
ụ
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
ði
ði
ệ
ệ
n
n
tr
tr
ở
ở
 Linh kiện có khả năng cản trở dòng ñiện

 Ký hiệu:
 ðơn vị: Ohm (Ω).

1kΩ = 10
3
Ω.

1MΩ= 10
6
Ω.
Trở thường Biến trở
ði
ði
ệ
ệ
n
n
tr
tr
ở
ở
T
T
ụ
ụ
ñi
ñi
ệ
ệ
n

n
 Linh kiện có khả năng tích tụ ñiện năng.
 Ký hiệu:
 ðơn vị Fara (F)
 1µF= 10
-6
F.
 1nF= 10
-9
F.
 1pF= 10
-12
F.
T
T
ụ
ụ
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
Cu
Cu
ộ
ộ
n
n
c

c
ả
ả
m
m
 Linh kiện có khả năng tích lũy năng lượng
từ trường.
 Ký hiệu:
 ðơn vị: Henry (H)

1mH=10
-3
H.
Bi
Bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
 Linh kiện thay ñổi ñiện áp
 Biến áp cách ly
 Biến áp tự ngẫu
Bi
Bi
ế
ế

n
n
á
á
p
p
Linh
Linh
ki
ki
ệ
ệ
n
n
t
t
í
í
ch
ch
c
c
ự
ự
c
c
Diode
Diode
 Linh kiện ñược cấu thành từ
2 lớp bán dẫn tiếp xúc công

nghệ
 Diod chỉnh lưu
 Diode tách sóng
 Diode ổn áp (diode Zener)
 Diode biến dung (diode
varicap hoặc varactor)
 Diode hầm (diode Tunnel)
Transistor
Transistor
lư
lư
ỡ
ỡ
ng
ng
c
c
ự
ự
c
c
BJT
BJT
 BJT (Bipolar Junction
Transistor)
 Linh kiện ñược cấu
thành từ 3 lớp bán
dẫn tiếp xúc liên tiếp
nhau.
 Hai loại:

 NPN
 PNP
Linh
Linh
ki
ki
ệ
ệ
n
n
quang
quang
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
t
t
ử
ử
Linh
Linh
ki
ki
ệ
ệ
n
n

thu
thu
quang
quang
 Quang trở:
 Quang diode
 Quang transistor
Linh
Linh
ki
ki
ệ
ệ
n
n
ph
ph
á
á
t
t
quang
quang
 Diode phát quang
(Led : Light Emitting
Diode)
 LED 7 ñọan
ði
ði
ệ

ệ
n
n
á
á
p
p
,
,
dòng
dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
v
v
à
à
c
c
á
á
c
c
ñ
ñ
ị

ị
nh
nh
lu
lu
ậ
ậ
t
t
cơ
cơ
b
b
ả
ả
n
n
ði
ði
ệ
ệ
n
n
á
á
p
p
v
v
à

à
dòng
dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
 ðiện áp:

Hiệu ñiện thế giữa hai ñiểm khác nhau trong
mạch ñiện.

Trong mạch thường chọn một ñiểm làm ñiểm
chung ñể so sánh các ñiện áp với nhau gọi là
masse hay là ñất (thường chọn là 0V).

ðiện áp giữa hai ñiểm A và B trong mạch
ñược xác ñịnh: U
AB
=V
A
-V
B.

Với V
A
và V
B

là ñiện thế ñiểm A và ñiểm B so
với masse.

ðơn vị ñiện áp: Volt (V).
ði
ði
ệ
ệ
n
n
á
á
p
p
v
v
à
à
dòng
dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
 Dòng ñiện:

Dòng dịch chuyển có hướng của các hạt
mang ñiện trong vật chất.


Chiều dòng ñiện từ nơi có ñiện thế cao ñến
nơi có ñiện thế thấp.

Chiều dòng ñiện ngược với chiều dịch chuyển
của ñiện tử.

ðơn vị dòng ñiện: Ampere (A).
Ngu
Ngu
ồ
ồ
n
n
á
á
p
p
v
v
à
à
ngu
ngu
ồ
ồ
n
n
dòng
dòng

 Nguồn áp
 Nguồn dòng
 ðịnh lý Thevenin & Norton
ð
ð
ị
ị
nh
nh
lu
lu
ậ
ậ
t
t
Ohm
Ohm
 Mối quan hệ tuyến
tính giữa ñiện áp và
dòng ñiện:
 U=I.R
Georg Ohm
ð
ð
ị
ị
nh
nh
lu
lu

ậ
ậ
t
t
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p
p
Kirchoff
Kirchoff
 Kirchoff’s Voltage Law (KVL):
 Tổng ñiện áp các nhánh trong
vòng bằng 0.
 Σ
ΣΣ
ΣV=0.
Gustav Kirchoff
ð
ð
ị
ị
nh
nh
lu

lu
ậ
ậ
t
t
dòng
dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
Kirchoff
Kirchoff
 Kirchoff’s Current Law (KCL):
 Tổng dòng ñiện tại một nút
bằng 0.
 Σ
ΣΣ
ΣI=0.
K
K
ỹ
ỹ
thu
thu
ậ
ậ
t

t
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
t
t
ử
ử
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chương
Chương
2
2
Diode
Diode
v
v
à
à
ứ
ứ
ng
ng
d
d
ụ
ụ

ng
ng
N
N
ộ
ộ
i dung
i dung
 Chất bán dẫn
 Diode
 ðặc tuyến tĩnh và các tham số của diode
 Bộ nguồn 1 chiều
Ch
Ch
ấ
ấ
t b
t b
á
á
n d
n d
ẫ
ẫ
n
n
Ch
Ch
ấ
ấ

t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
 Khái niệm
 Vật chất ñược chia thành 3 loại dựa trên
ñiện trở suất ρ:

Chất dẫn ñiện

Chất bán dẫn

Chất cách ñiện
 Tính dẫn ñiện của vật chất có thể thay ñổi
theo một số thông số của môi trường như
nhiệt ñộ, ñộ ẩm, áp suất …
Ch
Ch
ấ
ấ

t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
 Dòng ñiện là dòng dịch chuyển của các hạt
mang ñiện
 Vật chất ñược cấu thành bởi các hạt mang ñiện:
 Hạt nhân (ñiện tích dương)
 ðiện tử (ñiện tích âm)
ρ↓ρ↓ρ↑T
0
↑
10
-6
÷10
-4
Ωcm10
-6
÷10
-4

Ωcm10
-6
÷10
-4
Ωcmðiện trở suất ρ
Chất cách ñiệnChất bán dẫnChất dẫn ñiện
Ch
Ch
ấ
ấ
t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
 Gồm các lớp:

K: 2; L:8; M: 8, 18; N: 8, 18, 32…
8
2
18

Ch
Ch
ấ
ấ
t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
 Giãn ñồ năng lượng của vật chất

Vùng hóa trị: Liên kết hóa trị giữa ñiện tử và hạt nhân.

Vùng tự do: ðiện tử liên kết yếu với hạt nhân, có thể di chuyển.

Vùng cấm: Là vùng trung gian, hàng rào năng lượng ñể chuyển
ñiện tử từ vùng hóa trị sang vùng tự do
Ch
Ch
ấ
ấ

t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
thu
thu
ầ
ầ
n
n
 Hai chất bán dẫn ñiển hình
 Ge: Germanium
 Si: Silicium
 Là các chất thuộc nhóm IV trong bảng tuần hoàn
Mendeleev.
 Có 4 ñiện tử ở lớp ngoài cùng
 Các nguyên tử liên kết với nhau thành mạng tinh
thể bằng các ñiện tử lớp ngoài cùng.
 Số ñiện tử lớp ngoài cùng là 8 electron dùng
chung

Ch
Ch
ấ
ấ
t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
thu
thu
ầ
ầ
n
n
Si Si Si
Si Si Si
Si Si Si
Cấu trúc tinh thể của Si
Gọi n: mật ñộ ñiện tử, p:
mật ñộ lỗ trống

Chất bán dẫn thuần: n=p.
Ch
Ch
ấ
ấ
t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
t
t
ạ
ạ
p
p
 Chất bán dẫn tạp loại N:

Pha thêm chất thuộc nhóm V trong bảng tuần hoàn Mendeleev
vao chất bán dẫn thuần, ví dụ Phospho vào Si.


Nguyên tử tạp chất thừa 1 e lớp ngoài cùng liên kết yếu với hạt
nhân, dễ dàng bị ion hóa nhờ một năng lượng yếu

n>p
Si Si Si
Si P Si
Si Si Si
Ch
Ch
ấ
ấ
t
t
b
b
á
á
n
n
d
d
ẫ
ẫ
n
n
t
t
ạ
ạ
p

p
 Chất bán dẫn tạp loại P:

Pha thêm chất thuộc nhóm III trong bảng tuần hoàn Mendeleev
vao chất bán dẫn thuần, ví dụ Bo vào Si.

Nguyên tử tạp chất thiếu 1 e lớp ngoài cùng nên xuất hiện một lỗ
trống liên kết yếu với hạt nhân, dễ dàng bị ion hóa nhờ một năng
lượng yếu

p>n
Si Si Si
Si Bo Si
Si Si Si
Diode
Diode
C
C
ấ
ấ
u
u
t
t
ạ
ạ
o
o
 Cho hai lớp bán dẫn loại P và N tiếp xúc
công nghệ với nhau, ta ñược một diode.

P N
ANODE
D1
DIODE
CATHODE
Chưa
Chưa
phân
phân
c
c
ự
ự
c
c
cho
cho
diode
diode
 Hiện tượng khuếch tán
các e
-
từ N vào các lỗ
trống trong P  vùng rỗng
khoảng 100µm.
 ðiện trường ngược từ N
sang P tạo ra một hàng
rào ñiện thế là U
tx
.

 Ge: U
tx
=V
γ
~0.3V
 Si: U
tx
=V
γ
~0.6V
E
Phân
Phân
c
c
ự
ự
c
c
ngư
ngư
ợ
ợ
c
c
cho
cho
diode
diode


Âm nguồn thu hút hạt mang
ñiện tích dương (lỗ trống)

Dương nguồn thu hút các hạt
mang ñiện tích âm (ñiện tử)

Vùng trống càng lớn hơn.

Gần ñúng: Không có dòng
ñiện qua diode khi phân cực
ngược.

Dòng ñiện này là dòng ñiện
của các hạt thiểu số gọi là
dòng trôi.

Giá trị dòng ñiện rất bé.
E

Nguồn 1 chiều tạo ñiện trường
E như hình vẽ.

ðiện trường này hút các ñiện
tử từ âm nguồn qua P, qua N
về dương nguồn sinh dòng
ñiện theo hướng ngược lại
Ing
-e
Phân
Phân

c
c
ự
ự
c
c
thu
thu
ậ
ậ
n
n
cho
cho
diode
diode

Âm nguồn thu hút hạt mang
ñiện tích dương (lỗ trống)

Dương nguồn thu hút các hạt
mang ñiện tích âm (ñiện tử)

Vùng trống biến mất.

Dòng ñiện này là dòng ñiện
của các hạt ña số gọi là dòng
khuếch tán.

Giá trị dòng ñiện lớn.

E

Nguồn 1 chiều tạo ñiện trường
E như hình vẽ.

ðiện trường này hút các ñiện
tử từ âm nguồn qua P, qua N
về dương nguồn sinh dòng
ñiện theo hướng ngược lại
Ith
-e
Dòng
Dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
qua diode
qua diode
 Dòng của các hạt mang ñiện ña số là dòng
khuếch tán I
d
, có giá trị lớn.
 I
d
=I
s
e

qU/kT
.
 Với
 ðiện tích: q=1,6.10
-19
C.
 Hằng số Bolzmal: k=1,38.10
-23
J/K.
 Nhiệt ñộ tuyệt ñối: T (
0
K).
 ðiện áp trên diode: U.
 Dòng ñiện ngược bão hòa: I
S
chỉ phụ thuộc nồng ñộ tạp chất,
cấu tạo các lớp bán dẫn mà không phụ thuộc U (xem như
hằng số).
Dòng
Dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
qua diode
qua diode
 Dòng của các hạt mang ñiện thiểu số là dòng
trôi, dòng rò I

g
, có giá trị bé.
 Vậy:
 Gọi ñiện áp trên 2 cực của diode là U.
 Dòng ñiện tổng cộng qua diode là:
 I=I
d
+I
g.
 Khi chưa phân cực cho diode (I=0, U=0):
 I
S
e
q0/kT
+
I
g
=0.
 => I
g
=-I
S
.
Dòng
Dòng
ñi
ñi
ệ
ệ
n

n
qua diode
qua diode
 Khi phân cực cho diode (I,U≠0):

I=I
s
(e
qU/kT
-1). (*)
 Gọi U
T
=kT/q là thế nhiệt thì ở 300
0
K, ta có
U
T
~25.5mV.

I=I
s
(e
U/UT
-1). (**)

(*) hay (**) gọi là phương trình ñặc tuyến của
diode.
ð
ð
ặ

ặ
c tuy
c tuy
ế
ế
n t
n t
ĩ
ĩ
nh v
nh v
à
à
c
c
á
á
c
c
tham s
tham s
ố
ố
c
c
ủ
ủ
a diode
a diode
ð

ð
ặ
ặ
c
c
tuy
tuy
ế
ế
n
n
t
t
ĩ
ĩ
nh
nh
c
c
ủ
ủ
a
a
diode
diode
 Phương trình ñặc
tuyến Volt-Ampe của
diode:
 I=I
s

(e
qU/kT
-1)
Ith(mA)
Uth (V)
Ing(
Ung(V)
0.5
5
A’
B’
B
A
C’
D’
C
D
ðoạn AB (A’B’): phân cực thuận,
U gần như không ñổi khi I thay
ñổi.
Ge: U~0.3V
Si: U~0.6V.
ðoạn làm việc của diode chỉnh
lưu
ðoạn CD (C’D’): phân cực ngược,
U gần như không ñổi khi I thay ñổi.
ðoạn làm việc của diode zener
C
C
á

á
c
c
tham
tham
s
s
ố
ố
c
c
ủ
ủ
a
a
diode
diode
 ðiện trở một chiều: R
o
=U/I.
 R
th
~100-500Ω.
 R
ng
~10kΩ-3MΩ.
 ðiện trở xoay chiều: r
d
=δU/δI.
 r

dng
>>r
dth
 Tần số giới hạn: f
max.

Diode tần số cao, diode tần số thấp.
 Dòng ñiện tối ña: I
Acf
 Diode công suất cao, trung bình, thấp.
 Hệ số chỉnh lưu: K
cl
=I
th
/I
ng
=R
ng
/R
th
.
 K
cl
càng lớn thì diode chỉnh lưu càng tốt.
B
B
ộ
ộ
ngu
ngu

ồ
ồ
n
n
1
1
chi
chi
ề
ề
u
u
Sơ
Sơ
ñ
ñ
ồ
ồ
kh
kh
ố
ố
i
i
Ch
Ch
ỉ
ỉ
nh
nh

lưu
lưu
b
b
á
á
n
n
k
k
ỳ
ỳ
 V
0
=0, v
s
<V
D0.
 V
0
=(v
s
-V
D0
)R/(R+r
D
).
Ch
Ch
ỉ

ỉ
nh
nh
lưu
lưu
to
to
à
à
n
n
k
k
ỳ
ỳ
Ch
Ch
ỉ
ỉ
nh
nh
lưu
lưu
c
c
ầ
ầ
u
u
M

M
ạ
ạ
ch
ch
l
l
ọ
ọ
c
c
t
t
ụ
ụ
C
C
Ổ
Ổ
n
n
á
á
p
p
b
b
ằ
ằ
ng

ng
diode
diode
zener
zener
K
K
ỹ
ỹ
thu
thu
ậ
ậ
t
t
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
t
t
ử
ử
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chương
Chương
3
3

BJT
BJT
v
v
à
à
ứ
ứ
ng
ng
d
d
ụ
ụ
ng
ng
N
N
ộ
ộ
i dung
i dung
 Cấu tạo BJT
 Các tham số của BJT
 Phân cực cho BJT
 Mạch khuếch ñại dùng BJT
 Phương pháp ghép các tầng khuếch ñại
 Mạch khuếch ñại công suất
C
C

ấ
ấ
u t
u t
ạ
ạ
o BJT
o BJT
BJT (Bipolar Junction Transistors)
BJT (Bipolar Junction Transistors)
 Cho 3 lớp bán dẫn tiếp xúc công nghệ liên tiếp
nhau.
 Các cực E: Emitter, B: Base, C: Collector.
 ðiện áp giữa các cực dùng ñể ñiều khiển dòng
ñiện.
Hai
Hai
lo
lo
ạ
ạ
i
i
BJT
BJT
NPN
NPN
PNP
PNP
n

n
p
p
n
n
E
B
C
p
p
n
n
p
p
E
B
C
Cấu tạo Cấu tạo
B
C
E
Ký hiệu
B
C
E
Ký hiệu
Nguyên
Nguyên
lý
lý

ho
ho
ạ
ạ
t
t
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
 Xét BJT NPN
N P N
R
E
R
C
E
E
E
C
E=E
E
+E
C
E
E
E
C

I
C
I
B
I
E
Nguyên
Nguyên
lý
lý
ho
ho
ạ
ạ
t
t
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
 Từ hình vẽ:

I
E
= I
B
+ I
C

 ðịnh nghĩa hệ số truyền ñạt dòng ñiện:

α = I
C
/I
E.
 ðỊnh nghĩa hệ số khuếch ñại dòng ñiện:

β = I
C
/ I
B.
 Như vậy,

β = I
C
/ (I
E
–I
C
) = α /(1- α);

α = β/ (β+1).
 Do ñó,

I
C
= α I
E
;


I
B
= (1-α) I
E;

β ≈ 100 với các BJT công suất nhỏ.
Chi
Chi
ề
ề
u
u
dòng
dòng
,
,
á
á
p
p
c
c
ủ
ủ
a
a
c
c
á

á
c
c
BJT
BJT
B
B
C
C
E
E
I
I
E
E
I
I
C
C
I
I
B
B
-
-
+
+
V
V
BE

BE
V
V
BC
BC
+
+
-
-
+
+
-
-
V
V
CE
CE
B
B
C
C
E
E
I
I
E
E
I
I
C

C
I
I
B
B
-
-
+
+
V
V
EB
EB
V
V
CB
CB
+
+
-
-
+
+
-
-
V
V
EC
EC
npn

npn
I
I
E
E
= I
= I
B
B
+ I
+ I
C
C
V
V
CE
CE
=
=
-
-
V
V
BC
BC
+ V
+ V
BE
BE
pnp

pnp
I
I
E
E
= I
= I
B
B
+ I
+ I
C
C
V
V
EC
EC
= V
= V
EB
EB
-
-
V
V
CB
CB
V
V
í

í
d
d
ụ
ụ
 Cho BJT như hình vẽ.
 Với IB = 50 µ A , IC = 1 mA
 Tìm: IE , β và α
 Giải:
 IE = IB + IC = 0.05 mA + 1 mA = 1.05 mA
 = IC / IB = 1 mA / 0.05 mA = 20
 α = IC / IE = 1 mA / 1.05 mA = 0.95238
 α còn có thể tính theo β.
 α = β = 20 = 0.95238
 β + 1 21
+
+
_
_
+
+
_
_
I
I
C
C
I
I
E

E
I
I
B
B
E
E
B
B
C
C
V
V
CB
CB
V
V
BE
BE
ð
ð
ặ
ặ
c
c
tuy
tuy
ế
ế
n

n
t
t
ĩ
ĩ
nh
nh
c
c
ủ
ủ
a
a
BJT
BJT
 Giữ giá trị I
B
không ñổi, thay ñổi E
C
, xác ñịnh I
C
, ta có:
 I
C
=f(U
CE
)
I
B
=const

V
mA
µA
E
C
E
B
R
B
R
C
Q
U
CE
I
B
I
C
U
U
CE
CE
I
I
C
C
V
V
ù
ù

ng
ng
t
t
í
í
ch
ch
c
c
ự
ự
c
c
I
I
B
B
V
V
ù
ù
ng
ng
bão
bão
hòa
hòa
V
V

ù
ù
ng
ng
c
c
ắ
ắ
t
t
I
I
B
B
= 0
= 0
C
C
á
á
c tham s
c tham s
ố
ố
c
c
ủ
ủ
a
a

BJT
BJT
BJT như m
BJT như m
ộ
ộ
t m
t m
ạ
ạ
ng 4 c
ng 4 c
ự
ự
c
c
 Xét BJT NPN, mắc theo kiểu E-C
I
2
=I
C
U
2
=U
CE
U
1
=U
BE
I

1
=I
B
1
1'
2'
2
Tham s
Tham s
ố
ố
tr
tr
ở
ở
kh
kh
á
á
ng z
ng z
ik
ik
 Hệ phương trình:

U
1
=z
11
I

1
+z
12
I
2
.

U
2
=z
21
I
1
+z
22
I
2
.
 Ở dạng ma trận:

U
1
z
11
z
12
I
2
.


U
2
z
21
z
22
I
2
.
 z
11
=U
1 ,
z
12
=U
1 ,

I
1
I
2
=0 I
2
I
1
=0
 z
21
= I

2 ,
z
22
= I
2 ,
 U
1
I
2
=0 U
2
I
1
=0
 z
11
: Trở kháng vào của
BJT khi hở mạch ngõ ra.
 z
12
: Trở kháng ngược của
BJT khi hở mạch ngõ
vào.
 z
21
: Trở kháng thuận của
BJT khi hở mạch ngõ ra.
 z
22
: Trở kháng ra của BJT

khi hở mạch ngõ vào.
Tham s
Tham s
ố
ố
d
d
ẫ
ẫ
n n
n n
ạ
ạ
p y
p y
ik
ik
 Hệ phương trình:

I
1
=y
11
U
1
+y
12
U
2
.


I
2
=y
21
U
1
+y
22
U
2
.
 Ở dạng ma trận:

I
1
y
11
y
12
U
2
.

I
2
y
21
y
22

U
2
.
 y
11
= I
1 ,
y
12
=I
1 ,
 U
1
U
2
=0 U
2
U
1
=0
 y
21
= I
2 ,
y
22
= I
2 ,
 U
1

U
2
=0 U
2
U
1
=0
 y
11
: Dẫn nạp vào của BJT
khi ngắn mạch ngõ ra.
 y
12
: Dẫn nạp ngược của
BJT khi ngắn mạch ngõ
vào.
 y
21
: Dẫn nạp thuận của
BJT khi ngắn mạch ngõ
ra.
 y
22
: Dẫn nạp ra của BJT
khi ngắn mạch ngõ vào.
Tham s
Tham s
ố
ố
h

h
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p h
p h
ik
ik
 Hệ phương trình:

U
1
=h
11
I
1
+h
12
U
2
.

I
2
=h
21
I

1
+h
22
U
2
.
 Ở dạng ma trận:

U
1
h
11
h
12
I
2
.

I
2
h
21
h
22
U
2
.
 h
11
=U

1 ,
h
12
=U
1 ,
 I
1
U
2
=0 U
2
I
1
=0
 h
21
=I
2 ,
h
22
=I
2 ,
 I
1
U
2
=0 U
2
I
1

=0
 h
11
: Trở kháng vào của
BJT khi ngắn mạch ngõ
ra.
 h
12
: Hệ số hồi tiếp ñiện
áp của BJT khi hở mạch
ngõ vào.
 h
21
: Hệ số khuếch ñại
dòng ñiện của BJT khi
ngắn mạch ngõ ra.
 h
22
: Dẫn nạp ra của BJT
khi hở mạch ngõ vào.
Phân c
Phân c
ự
ự
c cho BJT
c cho BJT
Phân
Phân
c
c

ự
ự
c
c
cho
cho
BJT
BJT
 Cung cấp ñiện áp một chiều cho các cực của
BJT.
 Xác ñịnh chế ñộ họat ñộng tĩnh của BJT.
 Chú ý khi phân cực cho chế ñộ khuếch ñại:
 Tiếp xúc B-E ñược phân cực thuận.
 Tiếp xúc B-C ñược phân cực ngược.
 Vì tiếp xúc B-E như một diode, nên ñể phân cực
cho BJT, yêu cầu V
BE
≥Vγ.
 ðối với BJT Ge: Vγ~0.3V
 ðối với BJT Si: Vγ~0.6V
ðư
ðư
ờ
ờ
ng t
ng t
ả
ả
i t
i t

ĩ
ĩ
nh v
nh v
à
à
ñi
ñi
ể
ể
m l
m l
à
à
m
m
vi
vi
ệ
ệ
c t
c t
ĩ
ĩ
nh c
nh c
ủ
ủ
a BJT
a BJT

 ðường tải tĩnh ñược vẽ
trên ñặc tuyến tĩnh của
BJT. Quan hệ: I
C
=f(U
CE
).
 ðiểm làm việc tĩnh nằm
trên ñường tải tĩnh ứng
với khi không có tín hiệu
vào (xác ñịnh chế ñộ
phân cực cho BJT).
 ðiểm làm việc tĩnh nằm
càng gần trung tâm KL
càng ổn ñịnh.
L
K
I
B
=0
I
B
=max
Phân
Phân
c
c
ự
ự
c

c
b
b
ằ
ằ
ng
ng
dòng
dòng
c
c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
 Xét phân cực cho BJT NPN
 Áp dụng KLV cho vòng I:
 I
B
=(V
B
-U
BE
)/R
B
.

 Áp dụng KLV cho vòng II:
 U
CE
=V
CC-
I
C
R
C
.
I
Q
R
C
R
B
V
B
V
CC
I
B
Q
R
C
R
B
V
CC
I

B
U
BE
U
BE
I
I
II
II
II
II
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
 Xác ñịnh ñiểm làm việc

tĩnh:

Phương trình tải tĩnh:

V
CC
=I
C
R
C
+U
CE
.

Là phương trình ñường
thẳng.

U
CE
=0, I
C
=V
CC
/R
C
.

I
C
=0, U

CE
=V
CC.

ðiểm làm việc tĩnh:

Giao ñiểm giữa ñường tải
tĩnh với ñặc tuyến BJT của
dòng I
B
phân cực.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
 Tính ổn ñịnh nhiệt

 Khi nhiệt ñộ tăng, IC tăng,
ñiểm làm việc di chuyển từ A
sang A’. BJT dẫn càng mạnh,
nhiệt ñộ trong BJT càng tăng,
càng làm IC tăng lên nữa.
 Nếu không tản nhiệt ra môi
trường, ñiểm làm việc có thể
sang A’’ và tiếp tục.
 Vị trí ñiểm làm việc thay ñổi, tín
hiệu ra bị méo.
 Trường hợp xấu nhất có thể
làm hỏng BJT.
A
A’
A’’
U
CEA
U
CE
I
C
I
CA
I
CA’
I
CA’’
Phân c
Phân c
ự

ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
 Ví dụ
 Cho mạch như hình
vẽ, với V
BB
=5V,
R
BB
=107.5kΩ, β=100,
R
CC
=1kΩ, Vγ=0.6V,
V
CC
=10V.
 Tìm I

B
, I
C
, V
CE
và công
suất tiêu tán của BJT.
 Xác ñịnh ñiểm làm
việc tĩnh của BJT.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
 Tìm I
B
, I

C
, V
CE
và công suất tiêu tán của BJT.
 ðể BJT họat ñộng ở chế ñộ khuếch ñại, chọn
UBE=Vγ
 Áp dụng KLV cho nhánh B-E
 I
B
=(V
BB
-U
BE
)/R
BB
~40µA.
 I
C
= βI
B
=4mA
 Áp dụng KLV cho nhánh C-E:
 U
CE
=V
CC
-I
C
R
C

=6V
 Công suất tiêu tán BJT:
 P=U
CE
.I
C
=24mW.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
 Xác ñịnh ñiểm làm việc tĩnh:

Phương trình tải tĩnh:
 V
CC

=I
C
R
CC
+U
CE
.
 Là phương trình ñường thẳng.
 U
CE
=0, I
C
=V
CC
/R
CC
=10mA.
 I
C
=0, U
CE
=V
CC
=10V.

ðiểm làm việc tĩnh:
 Giao ñiểm giữa ñường tải tĩnh với ñặc tuyến BJT
của dòng IB phân cực (40µ).
 ðiểm làm việc nằm gần giữa ñường tải tĩnh, mạch
tương ñối ổn ñịnh.

Ic(mA)
U
CE
(V)
10
10
A(6V,4mA)
6
40µA
4
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ

i ti
i ti
ế
ế
p
p
 Áp dụng KLV cho
vòng I:
 I
B
=(U
CE
-U
BE
)/R
B
.
 Áp dụng KLI cho nút
C:
 I=I
B
+I
C
=I
E
.
 Áp dụng KLV cho
vòng II:
 U
CE

=V
CC-
IR
C
.
Q
R
C
R
B
V
CC
I
B
U
BE
I
II
II
I
C
C
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ

ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
 Xác ñịnh ñiểm làm việc
tĩnh:

Phương trình tải tĩnh:

V
CC
=IR
C
+U
CE
=αI

C
R
C
+U
CE
.

Là phương trình ñường
thẳng.

U
CE
=0, I
C
= α V
CC
/R
C
.

I
C
=0, U
CE
=V
CC.

ðiểm làm việc tĩnh:

Giao ñiểm giữa ñường tải

tĩnh với ñặc tuyến BJT
của dòng I
B
phân cực.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p

 Tính ổn ñịnh nhiệt

Khi nhiệt ñộ tăng, IC tăng
từ I
CA
sang I
CA
’, ñiểm làm
việc di chuyển từ A sang
A’.

U
CE
giảm xuống U
CEA’
.

Mà I
B
=(U
CE
-U
BE
)/R
B
. Nên I
B
và U
BE
giảm, dẫn ñến I

C
giảm trở lại.

ðiểm làm việc từ A’ lại trở
về A.

Mạch ổn ñịnh nhiệt.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế

ế
p
p
 Hồi tiếp:
 Lấy 1 phần tín hiệu ngõ ra, ñưa ngược về ngõ vào.
 Hồi tiếp dương:
 tín hiệu ñưa về cùng pha với ngõ vào.
 ứng dụng trong mạch dao ñộng.
 Hồi tiếp âm:
 tín hiệu ñưa về ngược pha với ngõ vào.
 dùng ñể ổn ñịnh mạch.
 giảm hệ số khuếch ñại.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h

ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
 Mạch hồi tiếp âm ñiện áp bằng
cách lấy ñiện áp U
CE
ñưa về
phân cực U
BE
cho BJT.
 Mạch ổn ñịnh nhiệt nhưng hệ
số khuếch ñại giảm.
 Khắc phục:

Tách R
B
thành 2 ñiện trở và nối
với tụ C xuống masse.

Tụ C gọi là tụ thoát tín hiệu xoay
chiều.

Tín hiệu ñưa về thoát xuống
masse theo tụ C mà không ñược
ñưa về cực B của BJT

Q
R
C
R
B1
V
CC
R
B2
C
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
 Áp dụng ñịnh lý nguồn tương
ñương Thevenin ñể ñơn giản.
 Ngắn mạch ñiểm B:
 I
nm
=V

CC
/R
B1
.
 Hở mạch ñiểm B:
 U
hm
=V
CC
/(R
B1
+R
B2
) = V
B
.
 R
ng
=U
hm
/I
nm
 R
ng
=R
B1
R
B2
/(R
B1

+R
B2
)=R
B1
//R
B2
=R
B
.
Q
R
C
R
B1
V
CC
R
B2
R
E
B
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ

ñ
ộ
ộ
ng
ng
 Ta có mạch tương ñương như
sau
 Với
 Áp dụng KLV cho nhánh B-E
 V
B
– I
B
.R
B
-U
BE
– I
E
.R
E
= 0.
 Mà: I
E
= I
B
+ I
C
= I
B

+ βI
B
= (1+ β)I
B
 Suy ra: I
B
=(V
B
-U
BE
)/(R
B
+(1+ β)R
E
)
21
2
THB
RR
RVcc
VV
+
==
21
21
THB
RR
RR
RR
+

==
Q
R
C
R
B
V
CC
R
E
V
B
I
B
U
BE
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng

 Áp dụng KLV cho nhánh C-E:
 V
CC
=I
C
R
C
+U
CE
+I
E
R
E
 Với I
E
= βI
C
/(1+ β)
 Thay vào, ta ñược:
 V
CC
=(R
C
+ αR
E
)I
C
+U
CE
.

 Với:
 α =β/(1+ β)
Q
R
C
R
B
V
CC
R
E
V
B
I
B
U
BE
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng

ng
 Xác ñịnh ñiểm làm việc
tĩnh:

Phương trình tải tĩnh:

V
CC
=I
C
(R
C
+αR
E
)+U
CE
.

Là phương trình ñường
thẳng.

U
CE
=0, I
C
= V
CC
/(R
C
+αR

E
).

I
C
=0, U
CE
=V
CC.

ðiểm làm việc tĩnh:

Giao ñiểm giữa ñường tải
tĩnh với ñặc tuyến BJT
của dòng I
B
phân cực.
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng

ng
 Tính ổn ñịnh nhiệt

Khi nhiệt ñộ tăng, IC tăng từ I
CA
sang I
CA
’, ñiểm làm việc di
chuyển từ A sang A’. I
C
tăng
làm I
E
tăng

Mà V
B
= I
B
.R
B
-V
BE
– I
E
.R
E
. Nên
I
B

và V
BE
giảm, dẫn ñến I
C
giảm
trở lại.

ðiểm làm việc từ A’ lại trở về A.

Mạch ổn ñịnh nhiệt.
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
 Mạch ổn ñịnh nhiệt bằng hồi tiếp
âm dòng ñiện emitter qua R
E
.
 R
E

gọi là ñiện trở ổn ñịnh nhiệt.
 R
E
càng lớn thì mạch càng ổn
ñịnh.
 Là mạch ñược dùng nhiều nhất.
 Tuy nhiên, hồi tiếp âm làm giảm
hệ số khuếch ñại.
 Khắc phục:

Mắc CE//RE.

CE: tụ thoát tín hiệu xoay chiều.
Q
R
C
R
B1
V
CC
R
B2
C
E
R
E
M
M
ạ
ạ

ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i
i
d
d
ù
ù
ng BJT
ng BJT
Mô h
Mô h
ì
ì
nh t
nh t
í
í
n hi
n hi
ệ
ệ
u nh
u nh

ỏ
ỏ
c
c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
 Mô hình Π:

BJT ñược thay bằng mạch tương ñương sau
V
V
T
T
: Th
: Th
ế
ế
nhi
nhi
ệ
ệ
t,
t,
V
V
T
T
~25.5mV

~25.5mV
ở
ở
300
300
0
0
K
K
Mô h
Mô h
ì
ì
nh t
nh t
í
í
n hi
n hi
ệ
ệ
u nh
u nh
ỏ
ỏ
c
c
ủ
ủ
a BJT

a BJT
 Mô hình T:

BJT ñược thay bằng mạch tương ñương sau
V
V
T
T
: Th
: Th
ế
ế
nhi
nhi
ệ
ệ
t,
t,
V
V
T
T
~25.5mV
~25.5mV
ở
ở
300
300
0
0

K
K
Quy t
Quy t
ắ
ắ
c v
c v
ẽ
ẽ
sơ ñ
sơ ñ
ồ
ồ
tương ñương t
tương ñương t
í
í
n
n
hi
hi
ệ
ệ
u xoay chi
u xoay chi
ề
ề
u
u

 ðối với tín hiệu xoay
chiều:
 Tụ ñiện xem như nối
tắt.
 Nguồn một chiều xem
như nối tắt.