MÔ HÌNH KHUYẾCH ĐẠI KINH TẾ ppsx

Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
1

MÔ HÌNH KHUYẾCH ĐẠI KINH TẾ
Sinh viên:Nguyễn Hữu Toản.
Địa chỉ:Lớp Anh 5 –K46c –KTĐN –Đại học Ngoại Thương Hà Nội.

I.Đặt vấn đề.
Từ khi vạn vật sinh ra, loài người xuất hiện trên thế giới đã phát sinh nhiều mối
quan hệ phức tạp.Trong tự nhiên và xã hội đã tồn tại những mối quan hệ đồng dạng,
tương đương nhất định.Hành vi của con người và các hiện tượng kinh tế xảy ra
thường mang tính ngẫu nhiên, rời rạc.Bởi vậy các nhà kinh tế luôn nỗ lực đưa ra các
mô hình kinh tế nhằm giải thích hiện tượng đó.Trong các ngành khoa học tự nhiên,
khát vọng vươn tới thuyết đại thống nhất GUT (viết tắt từ tiếng Anh, Grand
Unification Theory) đã tạo ra những trào lưu lớn trong giới khoa học.Xuất phát từ ý
tưởng thống nhất các nhà vật lý và kinh tế học trên thế giới cũng đã cố gắng xây
dựng các mô hình nhằm giải thích hiện tượng kinh tế dưới góc nhìn vật lý học.Bởi
vậy, Econophysic là một ngành học thuật mới đã ra đời.

Dựa trên cơ sở này, các nhà khoa học đã đưa ra rất nhiều mô hình đồng dạng giữa
vật lý và kinh tế.Trong khuôn khổ bài viết, tôi xin giới thiệu mô hình đồng dạng
mới: Mô hình khuyếch đại kinh tế, nhằm chứng minh một sự đồng dạng giữa kinh tế
và mô hình điện từ.

II.Mạch khuyếch đại kinh tế.
1. Giới thiệu mô hình:
Trong vài thập niên trở lại đây, dựa trên nhiều ấn phẩm và tạp chí đã phát hành,
ngành khoa học mang tên gọi Vật lý kinh tế học (Econophysic) đã ra đời, nhằm xây
dựng sự tương quan giữa các hiện tượng vật lý với kinh tế học.Hầu hết đối tượng
của Econophysic là nghiên cứu về các nhân tố của kinh tế (tài chính ngân hàng, thị
trường chứng khoán, thu nhập, giá bán từ góc nhìn vật lý học.Xuất phát từ mô hình

khuyếch đại điện từ Transitor, tôi sẽ giới thiệu một mô hình khuyếch đại kinh tế
nhằm ứng dụng giải thích các mô hình kinh tế cổ điển như Harrod, Domar
Trước hết, chúng ta cần phải hiểu về mô hình khuyếch đại điện từ với những giản
yếu sơ lược.

2. Mô hình khuyếch đại kinh tế điện từ.
2.1.Định nghĩa Transitor
Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị
khuyếch đại hoặc một khóa điện tử.Transitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu
trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác.Vì đáp ứng
nhanh và chính xác nên các transitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng như
khuyếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động.Để
đơn giản chúng ta sẽ hiểu đơn giản Transitor là một thiết bị của các nhà vật lý có cấu
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
2

tạo là lớp tiếp xúc p-n.có tác dụng khuyếch đại dòng điện.Dòng điện trong dây dẫn
được xuất hiện nhờ vào sự di chuyển của các hạt mang điện là electron, còn dòng
trong Transitor xuất hiện là nhờ các lỗ trống (hole) và electron.

2.2.Các loại Transitor.
Trong đề tài này chúng ta nghiên cứu hoạt động của hai loại Transitor đó là
Transitor lưỡng cực và Transitor chỉ chứa một kiểu dẫn điện (MOS type).

2.2.1.Transitor lưỡng cực:
Trong đề tài này tôi mô tả sơ lựợc cấu tạo của Transitor vì nó không mang ý nghĩa
kinh tế nhiều. Do vậy, cấu tạo đơn giản của Transitor lưỡng cực bao gồm lớp tiếp
xúc n-p-n và các cực được chỉ ra như hình 1:

Hình 1

Trong vật lý gọi: E gọi là cực phát (Emitter).
B gọi là cực nền (biase).
C gọi là cực thu (Collector).
Kí hiệu trong mạch điện là:







Hình 2

Khi đặt hiệu điện thế
BE
V
vào hai cực của Transitor thì xuất hiện dòng điện
E

I
,
B
I
,
C
I
trong mạch điện và
CB BE
V V
, giữa các dòng điện có mối quan hệ:
E B C
I I I
 
(1)
Và dòng điện
B
I
thường nhỏ hơn dòng
C
I
.
B C
I I



E C
I I


(2)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
3


Nhà vật lý Ebers-Moll đã chứng minh được rằng:

exp 1
BE
E ES
eV
I I
kT
 
 
 
 
 
 
 
(3)

exp 1
BE
C N ES
eV
I I
kT


 
 
 
 
 
 
 
(4)


Trong đó:
1
C
N
E
I
I

 
.
ES
I
, k, e là giá trị xác định.
Người ta đặt dòng ra cực C là
Ic
(
out
I
)

và dòng vào cực B (
in
I
), và đặt:


C
B
I
I


(5)


Từ (3), (4), (5) ta thu được:
(1 ) exp 1
BE
B ES N
eV
I I
kT

 
 
  
 
 
 
 

và
1
1
1
C N
B
N
I
I



 



Vì
1
N



Do vậy:

là gọi là hệ số khuyếch đại của mạch.
Điều này mang ý nghĩa rằng từ một dòng điện nhỏ ban đầu
B
I
qua Transitor đã
được khuyếch đại thành dòng cực lớn

C
I
.Tuỳ vào hệ số

lớn hay nhỏ, thường trong
khoảng từ 100 đến 1000 hoặc hơn nữa.
Mô hình ở trên ta đặt hiệu điện thế vào không đổi là
BE
V
nhưng khi đặt dòng điện
xoay chiều với tín hiệu thay đổi là
in
v
,
in BE
v V

thì ta sẽ thu được
in BE BE
v v V
  
,
C C
i I
 
.
Đối với chế độ điện thế thay đổi này sẽ tạo ra các giá trị biến đổi
b
i
,

in
v
,
C
i
,
0
v
…
Các thông số của Transitor lưỡng cực sẽ được xác định như sau:
a.Điện trở trong
in
r
của Transitor được xác định là:
in
BE
in
b b
v
v
r
i i


 
 
(6)

b.Độ dẫn ngoài được xác định:

1
c
out
out be
i
G
r v

 

(7)



Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
4

c
BE
I
V
s



c.Độ hỗ dẫn (transconductance) đối với Transitor loại này là:

c

m
be
i
s g
v

 

(8)


*Từ (6), (7), (8), ta thu được:


(9)


Hệ số này có ý nghĩa nếu tăng điện áp đầu vào
BE
V
lên 1 đơn vị thì đầu ra
Ic
sẽ tăng
lên S đơn vị.
2.2.2. Transitor chứa một hạt mang điện (MOS).
Chúng ta sẽ không nghiên cứu sâu đến cấu tạo phức tạp của loại Transitor này mà
chỉ mô tả định hình loại này và nguyên tắc hoạt động của nó.
*Cấu tạo: Giống Transitor lưỡng cực loại này cũng có cực nguồn S(source) dùng để
đưa điện tích vào, Cổng G (gate)là ngõ vào điều khiển, nó tác động đến dòng điện
tử giữa nguồn và máng.Drain là cực máng (nơi đưa dòng điện ra ngoài).

Hình 2
*Hoạt động: Hoạt động của transistor MOS tương tự như một vòi nước. Nước chỉ
chảy từ “water” (source) tới “sink” (máng) khi nếu như khóa (gate) mở. Tương tự,
electron có thể chảy từ nguồn tới máng chỉ khi cổng mở (được nạp điện).

Gate

Source



Drain


Hình 3
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
5


Transistor NMOS trong điều kiện bình thường có 3 vùng làm việc, vùng ngưng
dẫn, vùng không bão hòa và vùng bão hòa:

+ Vùng ngưng dẫn: Lúc đầu khi hiệu điện thế
d s
V
>0 còn
g s
V
=0 thì không có
dòng chảy từ nguồn tới máng
ds
I
=0 vì khi đó chúng được cách điện hiệu quả.
+ Vùng không bão hòa: Sau đó
d s
V
>o (nhỏ),
g s
V
>
tn
V
(Giá trị điện thế ngưỡng )
thì dòng điện
ds
I
tăng tuyến tính theo
d s
V
.
+ Vùng bão hòa: Cuối cùng khi điện thế
d s

V
rất lớn vượt qua
( )
ds
V sat
(điện thế
mà tại đó linh kiện chuyển từ vùng tuyến tính sang vùng bão hoà), dòng
ds
I
thì
không đổi trong lúc điện thế
d s
V
tăng, ta gọi dòng
ds
I
là dòng bão hòa
ds
I

(
satuaration).Điều kiện “Bão hòa”.
Lắp vào mạch điện như hình vẽ dưới đây:

Hình 4


*Các thông số Transitor:
Độ dẫn truyền
ds
G S
I
m
V
g S


 
(10)
Đặc điểm của loại này là các hạt mang điện trong lòng Transitor chỉ có 1 kiểu dẫn
điện là các electron hoặc lỗ trống, vì thế nó mang tên gọi là Transitor chỉ chứa một
kiểu hạt dẫn điện.
3.Bộ khuyếch đại kinh tế (Economic amplifier)
Qua nghiên cứu ở trên chúng ta đã biết được mô hình hiện tượng khuyếch đại
trong điện học dùng Transitor.Vận dụng điều đó vào kinh tế học với cấu trúc khác
nhau đó là các hiện tượng kinh tế như quá trính sản xuất đầu tư, vốn, tài chính
Điều đầu tiên chúng ta dễ dàng nhận thấy sự đồng dạng đó là Điện tích chuyên chở
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
6

(charge carrier) trong Transitor giống như số lượng sản phẩm chuyên chở trong
lòng một doanh nghiệp, nhà máy, đơn vị kinh tế …Dòng điện qua Transitor từ đầu
vào input tới đầu ra output (H.1 ) giống như nguyên vật liệu thô, các yếu tố đầu vào
của sản phẩm qua chế biến cho ra sản phẩm cuối cùng, rồi được đội ngũ các nhân
viên phân phát tới khách hàng.
Vai trò của điện trở
L
R
ở đầu ra của mạch điện Hình 4 là bộ phận lưu trữ, chuyên
chở điện tích của hệ thống tương tự với sự phân phối sản phẩm tới khách hàng (băng
truyền, container…)
Đại lượng
.
out D L
U I R

(hiệu điện thế mạch ngoài) được ví như hệ thống cửa hàng mà
sản phẩm được chuyên chở từ nhà máy đến.
Điện tích (charge) được mang trên mình bởi các hạt mang điện tương đồng với giá
trị (value) mà sản phẩm cuối cùng mang theo.
Bộ khuyếch đại kinh tế có thể được chứng tỏ giống như mô hình Input-Output của
giai đoạn khuyếch đại từ Transitor.Vì thế, mô hình khuyếch đại kinh tế cũng có thể
sử dụng phương trình (5), hệ số khuyếch đại:
Iout
in
I


(5’)

Chúng ta xem xét đầu vào của mạch điện (input circuit) giữa cực nền B(Base) và
cực phát E(emitter) như là đầu tư trong kinh tế vốn, nguyên liệu, máy móc
(investment, raw materials and equipments) vào nhà máy và cho đầu ra
o u t
I
mà
chúng ta đã xem xét ở trên là tông số hàng hoá cuối cùng (Total finished product)
hoặc tổng thu nhập thu được (Total income).
Đối với số lượng hàng hoá hệ số
p

này được xác định:

(11)


Một thông số quan trọng nữa có thể xuất phát từ hệ số

là hệ số
v

được xác định
bằng tỉ số giữa Tổng thu nhập (Total incomes) trên đầu tư và chi phí (Investments,
expences):

(12)

Đối với Transitor đơn cực MOS thì giúp chúng ta mô tả các ngân hàng và tổ chức
tài chính khác hoạt động chỉ với một loại hình:tiền tệ, giống như MOS chỉ có kiểu
dẫn điện là electron hoặc lỗ trống.

Nếu ta coi hệ thống ngân hàng hoạt động như một Transitor loại này thì ta so sánh
như sau: Các ngân hàng kinh doanh các khoản đầu tư sau một khoảng thời gian
(một năm, tháng …)sẽ khuyếch đại lên thành một lượng tiền lớn được xác định
bằng hệ số
bank

.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
7


(13)

Rõ ràng rằng hệ số:
bank

này được tính cho các chu kì thời gian nhất định mà các
ngân hàng còn hoạt động tốt.
Dòng
ds
I
phụ thuộc vào các nhân tố:
+Khoảng cách từ nguồn tới máng giống như ngân hàng muốn tạo nhiều lợi nhuận
phải có cơ sở vật chất tốt.
+Hiệu điện thế ngưỡng
tn
V

giúp cho Transitor có thể hoạt động được, điều này có ý
nghĩa rằng để hoạt động được thì ngân hàng cần có nguồn vốn ban đầu nhất định và
phải có lượng dự trữ nào đó để duy trì hoạt động.
+Độ linh động của các phần tử mang điện cũng có ý nghĩa giúp cho Transitor hoạt
động tốt.Trong ngân hàng thì đó chính là tính thanh khoản của tiền tệ.
Hiện tượng các ngân hàng phá sản cũng giống như hiện tượng Transitor bị ngưng
hoạt động hoặc hệ thống mạch điện bị lỗi.Phân tích hiện tượng mạch điện bị phá huỷ
giúp chúng ta có thể đưa ra giải pháp để tránh sự phá sản.Sự ngưng hoạt động của
Transitor có thể xuất phát từ các nguyên nhân như sủ dụng hiệu điện thế không phù
hợp, tăng nạp quá mức (supercharge), thiết kế bị lỗi (design error), hoặc chất lượng
bên trong của Transitor (lớp bán dẫn tiếp xúc n-p) thấp gây nên hiện tượng bất bình
thường khi đó Transitor bị đánh thủng hay thác lũ xuất hiện khiến cho cổng Gate
không điều khiển được máng tương đương việc ngân hàng không quản lý được dòng
tiền của mình gây nên khủng hoảng trầm trọng dẫn đến phá sản. Những nguyên
nhân đó liên quan tới cấu trúc không phù hợp và thiết kế của Transitor cũng như
mạch điện.Tương tự như vậy sự sụp đổ của ngân hàng cũng xuất phát từ các nguyên
nhân như ban quản lý kém, chất lượng nhân viên thấp, thiếu kĩ năng và độ tuổi
không phù hợp với giai đoạn phát triển.

4. Sự tương quan của mô hình khuyếch đại kinh tế với các mô
hình kinh tế khác.
4.1. Sự tương quan với mô hình đầu tư Harrod.
Harrod xem xét mối liên hệ các khoản đầu tư và thu nhập với mô tả bằng hệ số b
xác định bởi phương trình sau:

(14)


So sánh với hệ số
ecnomic


được cho bởi phưong trình (12):

(15)

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
8

Q
I



p e c o n o m ic
 

Q gL K
 

o u t C
P U I



Chúng ta thu được:
ecnomic

=

1
b

, điều này có nghĩa rằng mô hình khuyếch đại kinh tế
hoàn toàn đúng với mô hinh Harrod.
4.2. Mối liên hệ với mô hình Domar:
Mô hình Domar được xác định bởi phương trình:


(16)

Trong đó:

là hệ số biểu diễn hiệu suất đầu tư.
Q

là mức tăng sản lượng.
I là tổng đầu tư.
So sánh với mô hình khuyếch đại kinh tế, có thể nhận thấy
Q

chính là sự thay đổi
của dòng ra của Transitor, điều này có ý nghĩa rằng
Q

có mối tương quan với
peconomic

.
Thay vào phương trình (16) với

Q

là Total incomes, I là total investment thì

(17)

Kết quả này minh chứng mô hình kinh tế phù hợp với mô hình Domar.
4.3. Mối liên hệ với hàm sản xuất Cobb-Douglas:
Hàm sản xuất Cobb-Douglas được xác định bằng công thức:
(18)


Q là sản lượng.
L là lao động.
K là vốn hoạt động.
,
 
là hệ số co giãn của lao động, vốn.
g là hệ số tỉ lệ.
Hàm sản xuất này có mô hình giống với công xuất toả nhiệt trên điện trở
L
R
H3:

(19)
Nếu chúng ta không xét đến hệ số
,
 
trong phương trình (18) thì Q giống
out

P
,
C
I
tương đồng với K, và lao động L tương đương với hiệu điện thế U.


4.4. Sự đồng dạng với mô hình Keynes:
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
9

Số nhân đầu tư trong mô hình Keynes được xác định bằng tỉ số:
V
m
I



(20)

V

là mức thay đổi thu nhập.
I

là thay đổi đầu tư.
Tương tự như ở Transitor, tín hiệu đầu ra thay đổi
Ic


giống như độ thay đổi về
thu nhập, còn hiệu điện thế đầu vào
Vbe


giống như sự thay đổi về đầu tư.Bởi vậy,
độ hỗ dẫn S trong mô hình của Transitor ở phương trình (9) tương tự với hệ số nhân
m của mô hình Keyns.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Nguyễn Hữu Toản Anh5-K46C-KTĐN-FTU
10


III.Kết luận.
Ở trên chúng ta đã đi tìm hiểu về mô hình khuyếch đại kinh tế dưới góc nhìn của
mạch khuyếch đại điện từ.Điều này đã đưa đến kết luận rằng vật lý và kinh tế học
có sự tương đồng nhất định.Kinh tế học cũng là một ngành khoa hoc tự nhiên kết
hợp về mặt xã hội.Hành vi của con người trong kinh tế phần nào cũng được giải
thích dưới góc nhìn của khoa học, chứ không chỉ đơn thuần diễn ra ngẫu nhiên và
rời rạc.Hy vọng trong tương lai ngành khoa học Econophysic sẽ được phát triển rộng
rãi tại Việt Nam.



Tài liệu tham khảo chính.
1.A new econophysics model.Tác giả Ion SPÂNULESCU và Anca
GHEORGHIU.Hyperion University of Bucharest.
2.Giáo trình linh kiện điện tử của tác giả Trương Văn Tám, trường đại học Cần Thơ
3.Sách Econophysics of Wealth Distributions tác giả A.Chatterjee.S.Yarlagadda.Nhà
xuất bản Springer –VerlagItalia 2005.
4.Website:

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.