bài giảng điện tử công nghiệp, chương 8 potx

1
Chương 8: Mạch chung
baz
ơ
Tranzito nối mạch theo kiểu chung bazơ là cực bazơ dùng
chung cho cả đầu vào và đầu ra. Tín hiệu vào được đặt giữa hai
cực emitơ và bazơ, còn tín hiệu ra lấy t
ừ
cực colectơ và bazơ.
Để đo điện áp ở đầu ra và đầu vào từ đó xác
đ
ị
nh
các họ
đ
ặ
c
tuyến tĩnh cơ bản của tranzito mắc chung bazơ (BC) người ta
mắc những vôn kế và miliampe kế như hình 2.26.
U
EB (vao)
U
CB
(ra)
I
E
m
A
3
U
C

B
=
6V
U
CB
= 1V
B
U
BE
V
-1
Hình 2.26: Sơ đồ Bc Hình 2.27: Họ đặc tuyến vào
Bc
Dựng đặc tuyến vào trong trưòng hợp này là xác
đ
ị
nh
quan
hệ hàm số I
E
=f(U
EB
) khi điện áp ra U
CB
cố
đ
ị
nh
. Muốn vậy cần
giữ U

CB
ở một giá
tr
ị
không đổi, thay đổi giá
tr
ị
U
BE
sau đó ghi
lại giá
tr
ị
dòng I
E
tương ứng. Biểu diễn kết quả này trên trục tọa
độ I
E
(U
EB
) sẽ nhận được đặc tuyến vào ứng với
tr
ị
U
CB
đã
biết. Thay đổi các giá
tr
ị
cố

đ
ị
nh
của U
CB
làm tương tự như trên
sẽ được họ đặc tuyến vào như hình 2.27.
Vì chuyển tiếp emitơ luôn phân cực thuận cho nên đặc
tuyến vào của
m
ạ
ch
chung bazơ cơ bản giống như đặc tuyến
thuận của điốt. Qua hình 2.26 còn thấy
r
ằ
ng
ứng với điện áp vào
U
EB
cố
đ
ị
nh
dòng vào I
E
càng lớn khi điện áp U
CB
càng lớn, vì
đ

i
ệ
n
áp U
CB
phân cực ngược chuyển tiếp colectơ khi nó tăng
lên làm miền điện tích không gian rộng ra, làm cho khoảng cách
hiệu dụng giữa emitơ và colectơ ngắn lại do đó làm dòng I
E
tăng
lên.
Đặc tuyến ra biểu
th
ị
quan hệ I
C
= f(U
CB
) khi giữ dòng vào I
E
ở một giá
tr
ị
cố
đ
ị
nh
. Căn cứ vào hình 2.26, giữ dòng I
E
ở một

giá
tr
ị
cố
đ
ị
nh
nào đó biến đổi giá
tr
ị
của U
CB
ghi lại các giá
tr
ị
I
C
tương ứng, sau đó biểu diễn kết quả trên trục tọa độ I
C
– U
CB
s
ẽ
được đặc tuyến ra. Thay đổi các giá
tr
ị
I
E
sẽ được họ đặc
2

tuyến ra như hình 2.28.
Từ hình 2.28 có nhận xét là đối với I
E
cố
đ
ị
nh
, I
C
gần bằng
I
E
. Khi U
CB
tăng lên I
C
ch
ỉ
tăng không đáng kể điều này nói lên
rằng hầu hết các hạt dẫn được phun vào
mi
ề
n
bazơ từ miền
emitơ đều đến được colectơ. Dĩ nhiên dòng I
C
bao giờ cũng
phải
nh
ỏ

3
hơn dòng I
E
. Khi U
CB
tăng làm cho đọ rộng miền điện tích
không gian colectơ lớn lên, độ rộng hiệu dụng của miền bazơ
hẹp lại, số hạt dẫn đến được miền colectơ so
v
ớ
i
khi U
CB
nhỏ
hơn, nên dòng I
C
lớn lên. Cũng từ hình 2.28 còn nhận xét rằng
khác
v
ớ
i
trường hợp đặc tuyến ra mắc EC khi điện áp tạo ra
U
CB
giảm tới 0. Điều này có t
h
ể
giải thích như sau :
Khi điện áp ngoài U
CB

giảm đến 0, bản thân chuyển tiếp
chuyển tiếp colectơ
v
ẫ
n
còn điện thế tiếp xúc, chính điện thế tiếp
xúc colectơ đã cuốn những hạt dẫn từ
baz
ơ
sang colectơ làm
cho dòng I
C
tiếp tục chảy. Để làm dừng hẳn I
C
thì chuyển
t
i
ế
p
colectơ phải được phân cực thuận với giá
tr
ị
nhỏ nhất là bằng
điện thế tiếp xúc, khi
ấ
y
điện thế trên chuyến tiếp colectơ sẽ
bằng 0 hoặc dương lên,làm cho các hạt dẫn t
ừ
bazơ không thể

chuyển sang colectơ (I
C
= 0).
U
CB
=
6V
I
C
mA
U
CB
= 2V
3
I
E
=3mA
I
E
=2mA
I
E
=
1m
A
I
E
mA
3 5 U
CB

V
Hình 2.29: Đặc tuyến truyền đạt và đặc tuyến ra của sơ đồ
Bc
Miền đặc trưng trong đó chyển tiếp colectơ phân cực thuận
gọi là miền bão hòa. Nếu tăng điện áp ngược U
CB
đến một
giá
tr
ị
nhất
đ
ị
nh
nào đó (gọi là điện áp
đánh thủng) dòng I
C
tăng lên đột ngột và có thể dẫn đến làm
hỏng tranzito. Hiện t
ượ
ng
đánh thủng này do một trong hai nguyên nhân: Hoặc là do hiệu
ứng thác lũ hoặc
hi
ệ
u
ứng Zener như trường hợp điốt, hoặc là do hiện tượng xuyên
thủng (do điện áp ngược U
CB
lớn làm miền điện tích không

gian của miền chuyển tiếp colectơ mở
r
ộ
ng
ra tới mức tiếp xúc
4
với miền điện tích không gian chuyển tiếp emitơ, kết quả làm
dòng I
C
tăng lên đột
ng
ộ
t
)
.
Đặc tuyến truyền đạt
ch
ỉ
rõ quan hệ hàm số giữa dòng ra và
dòng vào I
C
=f(I
E
) khi điện áp ra giữ cố
đ
ị
nh
. Để vẽ đặc tuyến này
có thể làm bằng hai cách: hoặc bằng t
h

ự
c
nghiệm áp dụng sơ đồ
(2.25), giữ nguyên điện áp U
CB
thay đổi dòng vào I
E
, ghi lại các
kết quả tương ứng dòng I
C
, sau đó biểu diễn các kết quả thu
được trên tạo độ I
C
– I
E
sẽ được đặc tuyến truyền đạt. Thay
đổi giá
tr
ị
cố
đ
ị
nh
U
CB
sẽ được họ đặc t
uy
ế
n
truyền đạt như

hình 2.29. Hoặc bằng cách suy ra từ đặc tuyến ra: từ điểm
U
CB
cho trước trên đặc truyến ta vẽ đường song song với trục
tung, đường này sẽ cắt họ
đ
ặ
c
tuyến ra tại các điểm ứng với I
E
khác nhau từ các giao điểm này có thể tìm được trên
5
trục tung các giá
tr
ị
I
C
tương ứng. Căn cứ vào các cặp giá
tr
ị
I
E
,
I
C
này có thể vẽ
đ
ặ
c
tuyến truyền đạt ứng với một điện áp U

CB
cho trước, làm tương tự với các giá
tr
ị
U
CB
khác nhau sẽ được
họ đặc tuyến truyền đạt như hình 2.29.
c - Mạch chung
colectơ (CC)
Mạch chung colectơ có dạng như hình 2.30, cực colectơ
dùng chung cho
đ
ầ
u
vào và đầu ra.
Để đo điện áp vào, dòng vào, dòng ra qua đó xác các đặc
tuyến tĩnh cơ bản
c
ủ
a
mạch CC dung các vôn kế và miliampe kế
được mắc như hình 2.30.
I
B
µ
A
100
U
EC

=
21V
U
EC
=41V
U
BC(
vao)
U
EC(ra)
C
U
BC
V
-4
Hình 2.30: Sơ đồ Cc Hình 2.31: Họ đặc tuyến
vào Cc
Đặc tuyến vào của mạch chung colectơ (CC) I
B
= f(U
CB
) khi
điện áp ra U
CE
không đổi có dạng như hình 2.31 nó có dạng
khác hẳn so với các đặc tuyến vào của hai cách mắc EC và BC
xét trước đây. Đó là vì trong kiểu mắc mạch này điện áp vào
U
CB
ph

ụ
thuộc rất nhiều vào điện áp ra U
CE
(khi làm việc ở chế
độ khuyếch đại điện áp U
CB
đố
i
với tranzito silic luôn giữ
khoảng 0.7V, còn tranzito Gecmani vào khoảng 0.3V trong khi
đó điện áp U
CE
biến đổi trong khoảng rộng ). Ví dụ trên hình
2.31 hãy xét t
r
ườ
ng
hợp U
EC
= 2V tại I
B
= 100µA U
CB
= U
CE
–U
BE
= 2V – 0.7 V =1,3V
U
EC

= 6V
6
I
E
mA
I
B
=60
µA
U
EC
= 2V
4
I
B
=40µA
I
B
=20µA
I
B
µA
100
5 U
EC
V
Hình 2.32: Đặc tuyến truyền đạt và đặc tuyến ra của
sơ đồ Cc
7
Khi điện áp vào U

CB
tăng điện áp U
BE
giảm làm cho I
B
cũng
gi
ả
m
.
Đặc tuyến ra của tranzito mắc CC mô tả quan hệ giữa
dòng I
E
và điện áp U
CE
khi dòng vào I
B
không đổi. Đặc
tuyến truyền đạt trong trường hợp này mô tả quan hệ
gi
ữ
a
dòng ra I
E
và dòng vào I
B
khi điện áp U
CE
không đổi.
Trong thực tế có thể coi I

C
≈
I
E
cho nên đặc tuyến ra và
đặc tuyến truyền đạt (trường hợp mắc chung colectơ )
t
ươ
ng
tự như trường hợp mắc chung emitơ (h 2.32).