Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử part 8 doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (527.92 KB, 7 trang )


50

t

i dòng I
C
bi
ế
n
đổ
i, k
ế
t qu


đ
i

n áp ra trên t

i bi
ế
n
đổ
i gi

ng nh
ư
quy lu


t bi
ế
n
đổ
i
c

a tín hi

u
đầ
u vào.


Hình 2.38: Chọn điểm công tác tĩnh
V

i s
ơ

đồ
nguyên lí nh
ư
hình 2.37a trên
đườ
ng t

i t
ĩ
nh 10kΩ gi


thi
ế
t ch

n
đ
i

m
công tác t
ĩ
nh P nh
ư
hình 2.38.

ng v

i
đ
i

m P này I
B
= 20µA ; I
c
= 1µA và U
CE
= 10V.
Khi I

B
t
ă
ng t

20µA
đế
n 40µA, trên hình 2.38 th

y I
C
có giá tr

b

ng l,95mA và
U
CE
= U
cc
- I
C
R
T
= 20V - l,95mA . 10kΩ = 0,5V. Có th

th

y r


ng khi ∆I
B
= + 20µA d

n
t

i ∆U
CE
= -9,5V. Khi I
B
gi

m t

20µA xu

ng 0 thì I
C
gi

m xu

ng ch

còn 0,05mA và
U
CE
= 20V - (0,05mA.10kΩ) = 19,5V, t


c là khi I
B
gi

m
đ
i m

t l
ượ
ng là ∆I
B
= 20µA làm
cho U
c
t
ă
ng lên m

t l
ượ
ng ∆U
c
= + 9,5V.
Tóm l

i, n
ế
u ch


n
đ
i

m công tác t
ĩ
nh P nh
ư
trên thì


đầ
u ra c

a m

ch có th


nh

n
đượ
c s

bi
ế
n
đổ
i c


c
đạ
i
đ
i

n áp ∆U
c
= + 9,5V. N
ế
u ch

n
đ
i

m công tác t
ĩ
nh
khác. Ví d

P' t

i
đ
ó có Ic . = 0,525 mA ; U
CE
= 14,75V. Tính toán t
ươ

ng t

nh
ư
trên ta
có ∆I
B
= ± 10µA và ∆U
c
= 14,75V. Ngh
ĩ
a là biên
độ
bi
ế
n
đổ
i c

c
đạ
i c

a
đ
i

n áp ra
đả
m b


o không méo d

ng lúc này ch

là ±4,75V.
I
B
=0
µ
A
I
B0

I
Bmax

E
CC
/ Rc//Rt
E
CC

U
CE
V
I
C
mA
P

N
M






U
C0

I
C0


51

Nh
ư
v

y vi

c ch

n
đ
i

m công tác t

ĩ
nh trên ho

c d
ướ
i
đ
i

m P s

d

n t

i bi
ế
n
thiên c

c
đạ
i c

a
đ
i

n áp ra trên t


i (
đả
m b

o không méo d

ng)
đề
u nh

h
ơ
n 9,5v,
hay
để
có biên
độ

đ
i

n áp ra c

c
đạ
i, không làm méo d

ng tín hi

u,

đ
i

m công tác t
ĩ
nh
ph

i ch

n

gi

a
đườ
ng t

i t
ĩ
nh. C
ũ
ng c

n nói thêm là khi
đ
i

n áp ra không yêu c


u
nghiêm ng

t v


độ
méo thì
đ
i

m công tác t
ĩ
nh có th

ch

n

nh

ng
đ
i

m thích h

p
trên
đườ

ng t

i.



Mạch thí nghiệm: Khảo sát ba cách mắc tranzito

c - Ổn định điểm công tác tĩnh khi nhiệt độ thay đổi
Tranzito là m

t linh ki

n r

t nh

y c

m v

i nhi

t
độ
vì v

y trong nh

ng s


tay
h
ướ
ng d

n s

d

ng ng
ườ
i ta th
ườ
ng cho d

i nhi

t
độ
làm vi

c c

c
đạ
i c

a tranzito.
Ngoài gi


i h

n nhi

t
độ
k

trên tranzito s

b

h

ng ho

c không làm vi

c. Ngay c

trong
kho

ng nhi

t
độ
cho phép tranzito làm vi


c bình th
ườ
ng thì s

bi
ế
n thiên nhi

t
độ

c
ũ
ng

nh h
ưở
ng
đế
n tham s

c

a tranzito. Hai
đạ
i l
ượ
ng nh

y c


m v

i nhi

t
độ
nh

t

đ
i

n áp emit
ơ
-baz
ơ
U
BE
và dòng ng
ượ
c I
CBO
(Xem ph

n 2.1). Ví d


đố

i v

i tranzito
silic, h

s

nhi

t
độ
c

a U
BE
(∆U
BE
/∆T) là 2,2mV/
O
C, còn
đố
i v

i tranzito gecmani là
-l,8mV/
O
C.
Đố
i v


i I
CBO
nói chung khi nhi

t
độ
t
ă
ng lên 10
O
C giá tr

dòng ng
ượ
c này
t
ă
ng lên hai l

n.

52

Khi tranzito làm vi

c, dòng ng
ượ
c I
CBO
ch


y qua chuy

n ti
ế
p này nh
ư

đ
ã bi
ế
t r

t
nh

y c

m v

i nhi

t
độ
, khi nhi

t
độ
t
ă

ng s

phát x

c

p
đ
i

n t

, l

tr

ng t
ă
ng, dòng
I
CBO
t
ă
ng, t

quan h

gi

a I

CBO
và I
C

đ
ã nêu

ph

n tr
ướ
c:
(
)
CBOBC
I1
α
II ++
=

Có th

th

y ràng I
CBO
t
ă
ng làm cho I
C

t
ă
ng (dù cho gi

thi
ế
t r

ng I
B
và α không
đổ
i). Dòng I
C
t
ă
ng ngh
ĩ
a là m

t
độ
các h

t d

n qua chuy

n ti
ế

p colect
ơ
t
ă
ng lên làm
cho s

va ch

m gi

a các h

t v

i m

ng tinh th

t
ă
ng. Nhi

t
độ
t
ă
ng làm cho I
CBO
t

ă
ng
chu kì l

i l

p l

i nh
ư
trên làm dòng I
C
và nhi

t
độ
c

a tranzito t
ă
ng mãi. Hi

n t
ượ
ng
này g

i là hi

u


ng quá nhi

t. Hi

u

ng quá nhi

t
đư
a t

i: Làm thay
đổ
i
đ
i

m công tác
t
ĩ
nh và n
ế
u không có bi

n pháp h

n ch
ế

thì s

t
ă
ng nhi

t
độ
có th

làm h

ng tranzito.
S

thay
đổ
i nhi

t
độ
c
ũ
ng làm cho U
BE
thay
đổ
i và do
đ
ó làm thay

đổ
i dòng I
C
d

n t

i
thay
đổ
i
đ
i

m công tác t
ĩ
nh. Trong nh

ng
đ
i

u ki

n thông th
ườ
ng

nh h
ưở

ng c

a
đ
òng I
CBO

đế
n I
C
nhi

u h
ơ
n so v

i U
BE
. B

i v

y khi nói

nh h
ưở
ng c

a nhi


t
độ

đế
n
đ
i

m công tác th
ườ
ng ch

quan tâm
đế
n dòng I
CBO
. Nh
ư
v

y s



n
đị
nh nhi

t
độ




đ
ây
hàm ý ch

s

thay
đổ
i dòng I
C
khi dòng I
CBO
thay
đổ
i có th


đị
nh ngh
ĩ
a h

s



n

đị
nh
nhi

t c

a tranzito nh
ư
sau:

CBO
C

I

I
S = (2-54)
trong
đ
ó: I
C
= h
21e
I
B
+ (1 + h
21e
) .I
CBO
(2-55)

T


đị
nh ngh
ĩ
a này th

y r

ng S càng nh

thì tính

n
đị
nh nhi

t càng cao, trong
tr
ườ
ng h

p lí t
ưở
ng S = 0, (trong th

c t
ế
không có s




n
đị
nh nhi

t
độ
tuy

t
đố
i).
Để
xác
đị
nh h

s



n
đị
nh nhi

t S v

i m


t s
ơ

đồ
tranzito cho tr
ướ
c, gi

thi
ế
t do
nhi

t
độ
thay
đổ
i, dòng I
CBO
bi
ế
n
đổ
i m

t l
ượ
ng là ∆I
CBO

, I
B
bi
ế
n
đổ
i m

t l
ượ
ng là ∆I
B

và I
C
bi
ế
n
đổ
i m

t l
ượ
ng là ∆I
C
.
Qua m

t s


bi
ế
n
đổ
i t

bi

u th

c (2-55) ta có :
( )
CB21e
21e
CBO
C
/∆∆∆Ih1
1+h
∆I
∆I
=S
(2-56)
Khi bi
ế
t các gia s

dòng
đ
i


n c
ă
n c

vào (2-56) có th

tính
đượ
c h

s



n
đị
nh
nhi

t. Bi

u th

c (2-56) là bi

u th

c t

ng quát

để
tính h

s



n
đị
nh nhi

t
độ
chung cho
các lo

i m

c m

ch.
d- Phân cực tranzito bằng dòng c

định
N
ế
u tranzito
đượ
c m


c nh
ư
hình 2.39, dòng I
B
t

ngu

n m

t chi

u cung c

p cho
tranzito s

không
đổ
i, b

i v

y ng
ườ
i ta g

i
đ
i


u ki

n phân c

c này là phân c

c b

ng
dòng không
đổ
i. Có th

có hai cách t

o ra dòng c


đị
nh, tr
ườ
ng h

p th

nh

t nh
ư


hình 2.39a dùng m

t ngu

n m

t chi

u E
cc
. Dòng IB
đượ
c c


đị
nh b

ng E
cc
và R
B
T


hình 2.39a tính
đượ
c:
B

BEcc
B
R
UE
=I
-
(2-57)

53



Hình 2.39: Mạch phân cực dòng không đổi
a)Mạch một nguồn; Mạch hai nguồn
Tr
ườ
ng h

p th

hai nh
ư
hlnh 2.39b. Ng
ườ
i ta dùng hai ngu

n m

t chi


u. Hai
m

ch này hoàn toàn t
ươ
ng
đươ
ng nhau. N
ế
u E
cc
= U
BB
có th

thay b

ng 2.39a
C
ă
n c

vào s
ơ

đồ
nguyên lí hlnh 2.39a, có th

suy ra nh


ng bi

u th

c cho vi

c
tính toán thi
ế
t k
ế
m

ch phân c

c dòng c


đị
nh áp d

ng
đị
nh lu

t Ki
ế
ckhôp (Kirchhoff)
cho vòng m


ch baz
ơ
và chú ý r

ng


đ
ây U
BB
= E
cc
có th

vi
ế
t
BEBBcc
U.RIE += (2-58)
Khi làm vi

c chuy

n ti
ế
p emit
ơ
luôn phân c

c thu


n cho nên U
BE
th
ườ
ng r

t nh


(t

0,2v
đề
n 0,7V) và trong bi

u th

c (2-58)có th

b

qua, nh
ư
v

y có th

vi
ế

t:
E
cc
=I
B
.R
B
(2-59)

B
cc
B
R
E
I ≈ (2-60)
Trong m

ch colect
ơ
có th

vi
ế
t:
E
cc
= I
c
R
t

+ U
cE
(2-61)
Bi

u th

c (2-61) th
ườ
ng g

i là ph
ươ
ng trình
đườ
ng t

i,


đ
ây giá tr

E
cc
và R
t
c



đị
nh, t

(2-61) có th

th

y r

ng I
c
t
ă
ng thì U
cE
gi

m và ng
ượ
c l

i I
c
gi

m thì U
cE
t
ă
ng.

T

các bi

u th

c trên có th

tính
đượ
c
đ
i

u ki

n phân c

c t
ĩ
nh khi bi
ế
t h

s


khu
ế
ch

đạ
i dòng t
ĩ
nh h
21e
và giá tr

các ph

n t

c

a m

ch.
Bây gi

xét t

i tính

n
đị
nh nhi

t c

a lo


i s
ơ

đồ
phân c

c hình 2.39. Nh
ư

đ
ã bi
ế
t
theo ki

u m

c m

ch này thì I
B
luôn luôn không
đổ
i cho nên:
0

I

I
C

B
= (2-62)
T


đẳ
ng th

c (2-62) tính
đượ
c h

s



n
đị
nh nhi

t b

ng

54

S = h
21e
+ 1 (2-63)
T


bi

u th

c (2-63), rút ra k
ế
t lu

n sau:
S
ơ

đồ
ph

n c

c tranzito b

ng dòng c


đị
nh có h

s




n
đị
nh nhi

t S ph

thu

c
vào h

s

khu
ế
ch
đạ
i dòng t
ĩ
nh h
21e
, ngh
ĩ
a là khi dùng lo

i m

ch này mu

n thay

đổ
i
độ


n
đị
nh nhi

t ch

có m

t cách là thay
đổ
i tranzito th
ườ
ng l

n cho nên h

s

S c

a
lo

i m


ch này l

n và do
đ
ó

n
đị
nh nhi

t kém.Trong th

c t
ế
cách phân c

c cho
tranzito nh
ư
hình 2.39 ch

dùng khi yêu c

u

n
đị
nh nhi

t không cao.

e - Phân cực cho tranzito bằng điện áp phản hồi (phân c

c colect
ơ
- baz
ơ
)

trên
đ
ã bi
ế
t m

ch phân c

c tranzito b

ng dòng c


đị
nh có
độ


n
đị
nh nhi


t
không cao, ngoài ra khi dòng I
C
t
ă
ng làm
đ
i

n áp U
CE
gi

m. Có th

l

i d

ng hi

n
t
ượ
ng này làm cho dòng I
B
gi

m do
đ

ó

n
đị
nh
đượ
c dòng I
C
. Th

t v

y dòng I
C
ph


thu

c vào hai y
ế
u t

I
CBO
và I
B
do

nh h

ưở
ng c

a nhi

t
độ
dòng I
CBO
t
ă
ng lên khi
ế
n I
C

c
ũ
ng t
ă
ng lên. Nh
ư
ng n
ế
u l

i d

ng s


t
ă
ng c

a dòng I
C
này làm gi

m dòng I
B
khi
ế
n
dòng I
C
gi

m b

t thì k
ế
t qu

là dòng I
C
tr

l

i giá tr


ban
đầ
u.

Hình 2.40: Phân cực bằng điện áp phản hồi điện áp colectơ-bazơ
Vi

c m

c tranzito nh
ư
hình 2.40 s

th

a mãn
đ
i

u ki

n trên. Cách phân c

c
tranzito nh
ư
v

y g


i là phân c

c b

ng colect
ơ
. Nh
ư
th

y trên s
ơ

đồ
,
đ
i

n tr

R
B

đượ
c
n

i tr


c ti
ế
p gi

a c

c colect
ơ
và c

c baz
ơ
. S

khác nhau c
ơ
b

n gi

a m

ch phân
c

c b

ng
đ
i


n áp ph

n h

i và

ng dòng phân c

c c


đị
nh là: trong m

ch phân c

c
b

ng
đ
i

n áp ph

n h

i bao hàm c
ơ

ch
ế
dòng l
B
c

m bi
ế
n theo
đ
i

n áp (ho

c dòng
đ
i

n)

m

ch ra, còn trong m

ch phân c

c dòng c


đị

nh thì không có
đ
i

u này.
Đ
i

m
công tác t
ĩ
nh
đượ
c xác
đị
nh nh
ư
sau:
T

hình 2.40, quan h


đ
i

n áp trong m

ch ra có d


ng.
E
CC
= (I
C
+ I
B
) R
t
+ U
CE
(2-64)
còn quan h


đ
i

n áp trong m

ch baz
ơ
có th

vi
ế
t

d


ng:

55

E
CC
= (I
C
+ I
B
)R
t
+ I
B
.R
B
+ U
BE
(2-65)

N
ế
u coi U
BE
nh

, có th

b


qua thì
E
CC
= (I
C
+ I
B
)R
t
+ U
BE
(2-65)

T

2-64 và 2-66 có th

suy ra:
U
CE
≈ I
B
R
B
(2-67)
Thay I
C
= h
21e
.I

B
vào bi

u th

c (2-66) ta tìm
đượ
c
E
CC
= (h
21e
+ 1)I
B
.R
t
+ I
B
R
B
(2-68)
rút ra:
( )
Bt21e
cc
BQ
RR1h
E
I
++

= (2-69)
Sau
đ
ó tính dòng colect
ơ


ng v

i
đ
i

m công tác t
ĩ
nh P
I
CQ
= h21e.I
BQ
(2-70)

đ
i

n áp gi

a colect
ơ
và emit

ơ


ng v

i
đ
i

m công tác t
ĩ
nh P c
ă
n c

vào (2-67) tính
đượ
c:
U
CEQ
= I
BQ
.R
B
(2-71)
N
ế
u bi
ế
t h

21e
c

a tranzito có th

áp d

ng bi

u th

c (2-70) và (2-71) tính
đượ
c
đ
i

u ki

n phân c

c t
ĩ
nh tranzito.
Bây gi

hãy xác
đị
nh
đặ

c tính

n
đị
nh nhi

t
độ
c

a m

ch phân c

c dùng
đ
i

n áp
ph

n h

i.
T

bi

u th


c (2-66), tìm
đượ
c
tB
t
c
CB
cc
B
RR
R
I
RR
E
I
+

+
= (2-72)
L

y vi phân bi

u th

c (2-72) theo I
c

đượ
c:

tB
t
c
B
RR
R
dI
dI
+
−= (2-73)
Thay bi

u th

c (2-73) vào (2-56),
đượ
c;
( )
[ ]
tBt21e
21e
RRRh1
1h
S
++
+
= (2-74)


56


Có th

bi
ế
n
đổ
i (2-74) v

d

ng thu

n l

i cho vi

c tính toán h
ơ
n.

Bte21
tBe21
R+R)1+h(
)R+R)(1+h(
=S

(2-75)

T


bi

u th

c (2-75) có nh

n xét r

ng h

s



n
đị
nh S trong m

ch phân c

c b

ng
đ
i

n áp ph

n h


i không c


đị
nh mà ph

thu

c vào giá tr

các
đ
i

n tr

R
B
và R
t
. Trong
tr
ườ
ng h

p R
B
<< R
t

thì S g

n t

i m

t
đơ
n v

,
đ
i

u này nói lên r

ng dù có m

nh R
B
thì
h

s



n
đị
nh nhi


t S không gi

m xu

ng nh

h
ơ
n 1.

Đ
i

n áp ph

n h

i âm qua
đ
i

n tr

R
B
trong m

ch phân c


c làm t
ă
ng t

c
độ


n
đị
nh nhi

t
đồ
ng th

i l

i làm gi

m h

s

khu
ế
ch
đạ
i tín hi


u xoay chi

u (xem m

c 2.3).
Nh
ư
trên
đ
ã nói
để
t
ă
ng tính

n
đị
nh nhi

t
độ
, ph

i làm gi

m
đ
i

n tr


R
B
nh
ư
ng khi
đ
ó
h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a m

ch c
ũ
ng gi

m
đ
i,


đ

ây có mâu thu

n gi

a
độ


n
đị
nh nhi

t
c

a m

ch và h

s

khu
ế
ch
đạ
i.
Có m

t cách cho phép
đạ

t
đượ
c
độ


n
đị
nh nhi

t cao mà không ph

i tr

giá v


h

s

khu
ế
ch
đạ
i
đ
ó là cách m

c m


ch nh
ư


hình 2.41.
Đ
i

n tr

R
b
trong tr
ườ
ng h

p
này
đượ
c chia làm hai thành ph

n R
1
và R
2,
đ
i

m n


i 2
đ
i

n tr

này
đượ
c n

i
đấ
t qua
t

C.
Đố
i v

i
đ
i

n áp và dòng m

t chi

u thì t


C coi nh
ư
h

m

ch do
đ
ó không

nh
h
ưở
ng gì
đế
n ch
ế

độ
1 chi

u. Ng
ượ
c l

i v

i tín hi

u xoay chi


u thì t

C coi nh
ư
ng

n
m

ch xu

ng
đấ
t không cho ph

n h

i ng
ượ
c l

i
đầ
u vào.

Hình 2.41: Ph
ươ
ng pháp lo


i tr

ph

n h

i tín hi

u xoay chi

u
Qua phân tích trên th

y r

ng m

ch phân c

c
đ
i

n áp ph

n h

i có
độ



n
đị
nh t

t
h
ơ
n m

ch phân c

c dòng c


đị
nh, tuy nhiên hai m

ch phân c

c này không th

t
ă
ng
độ


n
đị

nh nhi

t
độ
cao vì
đ
i

m công tác t
ĩ
nh và
độ


n
đị
nh nhi

t
độ
c

a m

ch ph


thu

c l


n nhau,
đ
ó chính là m

t nh
ượ
c
đ
i

m l

n là khó kh
ă
n cho v

n
đề
thi
ế
t k
ế
m

ch
lo

i m


ch này.

×