ứng dụng của điện tử công suất, chương 5 doc

Chương 5: MẠCH PHÂN CỰC VÀ
KHU
ẾCH ÐẠI
T
Í
N
HIỆU NHỎ DÙNG
B
J
T
Ta biết
BJT
có thể hoạt ñộng
trong
3
v
ùn
g
:
- Vùng tác ñộng: (Vùng khuếch ñại hay tuyến
t
í
nh
)
với nối B-E phân cực
thuận
nối B-C phân
cực
nghịch
- Vùng bảo hòa: Nối B-E phân cực
t

hu
ậ
n
Nối B-C phân cực
thuận
- Vùng ngưng: Nối B-E phân cực
n
g
h
ịc
h
Tùy theo nhiệm vụ mà hoạt ñộng của transistor phải ñược ñặt
trong vùng
nào.
Như vậy, phân cực transistor là ñưa các ñiện thế
một chiều vào các cực của
transistor
như thế nào ñể transistor hoạt
ñộng trong vùng mong muốn. Dĩ nhiên người ta còn
phải
thực hiện
một số biện pháp khác ñể ổn ñịnh hoạt ñộng transistor nhất là khi
nhiệt ñộ
của
transistor thay
ñổi.
Trong chương này, ta khảo sát chủ yếu ở BJT NPN nhưng
các kết qủa
và
phương pháp phân tích vẫn ñúng với BJT PNP, chỉ

cần chú ý ñến chiều dòng ñiện
và
cực tính của nguồn ñiện thế 1
chiều.
2.1. PHÂN CỰC CỐ ÐỊNH:
(
F
I
X
E
D-B
I
AS)
Mạch cơ bản như hình
2.1
Phương pháp chung ñể phân giải mạch phân cực gồm ba
bước:
- Bước 1 : Dùng mạch ñiện ngõ vào ñể xác ñịnh dòng ñiện ngõ vào
(I
B
hoặc
I
E
).
- Bước 2: Suy ra dòng ñiện ngõ ra từ các liên hệ I
C
=βI
B
I
C

=αI
E
- Bước 3:Dùng mạch ñiện ngõ ra ñể tìm các thông số còn lại
(ñiện thế tại
các
chân, giữa các chân của
BJT )
Áp dụng vào mạch ñiện hình
2.1
* Sự bảo hòa của
B
J
T
:
Sự liên hệ giữa I
C
và I
B
sẽ quyết ñịnh BJT có hoạt ñộng trong
vùng tuyến tính
hay
không. Ðể BJT hoạt ñộng trong vùng tuyến tính
thì nối thu - nền phải phân cực
nghịch.
Ở BJT NPN và cụ thể ở hình
2.1 ta phải
có:
thì BJT sẽ ñi dần vào hoạt ñộng trong vùng bão hòa. Từ ñiều kiện này
và liên hệ I
C

=βI
B
ta tìm ñược trị số tối ña của I
B
, từ ñó chọn R
B
sao cho thích
hợp.
2.2. PHÂN CỰC ỔN ÐỊNH CỰC PHÁT:
(EMITTER
-
STABILIZED
B
I
AS)
Mạch cơ bản giống mạch phân cực cố ñịnh, nhưng ở cực phát
ñược mắc thêm
một
ñiện trở R
E
xuống mass. Cách tính phân cực
cũng có các bước giống như ở mạch
phân
cực cố
ñịnh.
* Sự bảo hòa của
B
J
T
:

Tương tự như trong mạch phân cực cố ñịnh, bằng cách cho nối
tắt giữa cực
thu
và cực phát ta tìm ñược dòng ñiện cực thu bảo hòa
I
Csat
Ta thấy khi thêm R
E
vào, I
Csat
nhỏ hơn trong trường hợp
phân cực cố ñịnh,
tức
BJT dễ bão hòa
hơn.
2.3. PHÂN CỰC BẰNG CẦU CHIA
ð
I
Ệ
N
THẾ:
(VOLTAGE
-
DIVIDER
B
I
AS)
Mạch cơ bản có dạng hình 2.3. Dùng ñịnh lý Thevenin biến ñổi
thành mạch
hình

2.3b
Trong
ñó:
•
Mạch nền -
phát:
V
BB
=
R
BB
I
B
+V
BE
+R
E
I
E
Thay:
I
E
=(1+
β
)I
B
•
Suy ra I
C
từ liên hệ: I

C
=βI
B
* Cách phân tích gần
ñún
g
:
Trong cách phân cực này, trong một số ñiều kiện, ta có thể dùng
phương pháp
tính
gần ñúng. Ðể ý là ñiện trở ngõ vào của BJT nhìn
từ cực B khi có R
E
là:
Ta thấy, nếu xem nội trở của nguồn V
BE
không ñáng kể so
với (1+β)R
E
thì
R
i
=(1+β)R
E
. Nếu R
i
>>R
2
thì dòng I
B

<<I
2
nên
I
1
# I
2
, nghĩa là R
2
//R
i
# R
2
. Do ñó
ñiện
thế tại chân B có thể ñược
tính một cách gần
ñúng:
Vì R
i
=(1+β)R
E
# βR
E
nên thường trong thực tế người ta
có thể chấp nhận
cách
tính gần ñúng này khi βR
E
≥

10R
2
.
Khi xác ñịnh xong V
B
, V
E
có thể tính
bằng:
Trong cách tính phân cực này, ta thấy không có sự hiện
diện của hệ số β.
Ðiểm
tĩnh ñiều hành Q ñược xác ñịnh bởi I
C
và V
CE
như vậy ñộc lập với β. Ðây là một
ưu
ñiểm của mạch
phân cực với ñiện trở cực phát R
E
vì hệ số β rất nhạy ñối với
nhiệt
ñộ
mặc dù khi có R
E
ñộ khuếch ñại của BJT có suy
giảm.