Linh Kien Ban Dan 3 Lop pdf

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
GVTH: Thạc Sỹ PHẠM XUÂN HỔ

BÁN DẪN 3 LỚP
BJT ; JFET ; MOSFET

NOÄI DUNG
BJT
(BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)
JFET
(JUNCTION FIELD EFFECT TRANSISTORS)
MOSFET
(METAL OXIDE SEMICONDUCTOR FET)

BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)
CAU TAẽO VAỉ KY HIEU:

BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)
CAÁU TAÏO THÖÏC TEÁ :
B
C
E
TO-92
TO-92
MOD
B
C
E
E
C

B
TO-126
MOD
TO-126 FM
E
C
B
TO-3
C
B
E
B
C
E
TO-3P
B
C
E
TO-220AB
TO-3PFM
TO-220FM
TO-220CFM
B
C
E
B
C
E

BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)

EN
IE IC
IB
NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG:
IE IC
IB
ICBO
C
B
E

BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)
CÁC THÔNG SỐ BJT :
EN
IE IC
IB
IE IC
IB
C
B
E
ICBO
α =
SỐ HẠT ĐẾN ĐƯC C
SỐ HẠT PHÁT RA TỪ E
IC = α.IE +ICBO
IE = IB +IC
β =
IC
IB

HỆ SỐ KHUẾCH ĐẠI
β =
α
1 - α
β + 1
β
α
=
QUAN HỆ GIỮA α VÀ β :

BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)
CAÙC THOÂNG SOÁ BJT :

BJT (CÁC KIỂU NỐI DÂY )
KIỂU NỐI B CHUNG (CB):
ZIN nhỏ (10÷100)Ω ; ZOUT lớn (50kΩ ÷ 1MΩ)
Chỉ Khuếch Đại p Không Khuếch Đại Dòng
I
E
I
C
I
B
E
C
B
P N P
V
EE
V

CC
+
-
+
-
I
E
I
C
I
B
C
B
E
V
EE
V
CC
+
+
RL
RL
I
E
I
C
I
B
C
B

E
V
EE
V
CC
+
+
I
E
I
C
I
B
E
C
B
N P N
V
EE
V
CC
-
+
-
+
RL
RL
Vùng tích
cực
V

ùn
g
bã
o
hò
a
I
C
(mA)
7mA
6mA
5 mA
4mA
3mA
2mA
1mA
I
E
=0 mA
Vùng ngưng dẫn
V
CB
(V)
0
1
2
3
4
5
6

7
1 0 5 10 15
20

0,2 0,4 0,6 0,8
V
BE
(V)
10
30
50
70
90
100
I
B
(µA)
V
CE
= 1V
V
CE
= 10V
V
CE
= 20V
0
(b)
V
CE

(V)
I
C
(mA)
5
10 15 20
Vùng ngưng
dẫn
I
CEO
(a)
V
CE (BH)
0
1
2
3
4
5
6
Vùng
bão
hòa
7
I
B
= 0 µA
I
B
= 10 µA

I
B
= 20 µA
I
B
= 30 µA
I
B
= 40 µA
I
B
= 50 µA
I
B
= 60 µA
I
B
= 70 µA
I
B
= 80 µA
Vùng tích
cực
RL
RL
BJT (CÁC KIỂU NỐI DÂY )
KIỂU NỐI E CHUNG (CE):

BJT (CÁC KIỂU NỐI DÂY )
KIỂU NỐI C CHUNG (CC):

RL
RL
ĐẶC TUYẾN GẦN NHƯ KIỂU CE
ZIN lớn (50kΩ ÷ 1MΩ) ;
ZOUT nh (vài trămΩ)
DẠNG SÓNG RA ,VÀO ĐỒNG PHA
KHÔNG KHUẾCH ĐẠI
CHỈ LẶP LẠI ⇒ MẠCH ĐỆM

I
C
(mA)
50
40
30
20
10
0
5 10
15
20
I
B
= 0µA
I
B
= 10µA
I
B
= 20µA

I
B
= 30µA
I
B
= 40µA
I
B
= 50µA
I
B
= 60µA
I
B
= 70µA
P
Cmax
= V
CE
I
C
= 300 mW
I
C max

Vùng
bão
hòa

V

CE BH
Vùng ngưng dẫn
V
CE
(V)
V
CE max
I
CE0
BJT (CÁC KIỂU NỐI DÂY )
CÁC THÔNG SỐ GIỚI HẠN CỦA BJT
ICMAX
ICEO
VCES
VCEMAX
VÙNG
PMAX
VÙNG
LÀM
VIỆC
I
CEO
≤ I
C
≤ I
CMAX
V
CE BH
≤ V
CE

≤
V
CEMAX
)
V
CE
I
C
≤ P
CMAX

BJT (BÀI TOÁN PHÂN CỰC )
BJT ở chế độ ngắt – dẫn:
-V
PK
+ V
PK
V
CC
0
+
R
C
Q
R
B
V
CC
Làm việc chế độ xung
Q

1
Q
2
Q có: β = β
1
x
β
2
Q
BJT mắc Darlington

BJT (BÀI TOÁN PHÂN CỰC )
Bài toán ở chế độ bão hoà :
Từ công thức ta có:
Từ đó ta có thể tính được I
C
như sau:
I
C
= β.I
B
= 0,113mA x 120 = 13,56mA
Q
R
B
100k
1k
R
C
+12V

β=120
mA
R
VV
I
B
BECC
B
113,0
10100
7,012
3
=
×
−
=
−
=
12
12
1
CC
CBH
C
V
mA
R
=
= =
I

Transistor làm việc ở chế độ bão
hòa với Ic =12mA và Vces = 0V
Do vậy:
I
B
>
ββ
CCBH
I
K
I
≈
Với
K = (3÷7)

BJT (TÍNH TOÁN PHÂN CỰC )
Mạch phân cực đònh dòng cực B :
VCC = IB.RB +VBE
VCC = IC.RC +VCE
B
C
I
I
=
β
C
CECC
C
R
V

V
I
−
=
B
BECC
B
R
VV
I
−
=
∂
1
+=
∂
=
β
CBO
C
I
I
S
Ngõ ra tín
hiệu AC
V
CE
I
B
V

BE
+
V
CC
C
1
R
B
R
C
C
2
Ngõ vào
tín hiệu
AC
I
C


BJT (TÍNH TOÁN PHÂN CỰC )
Mạch phân cực đònh dòng cực B có hồi tiếp RE :
VCC = IB.RB +VBE
+ (β+1)I
B
.RE
VCC = IC.RC +VCE + IE.RE
B
C
I
I

=
β
EB
BECC
B
RR
VV
I
)1(
++
−
=
β
)(
ECCCCCE
RRIVV
+−≈
∂
1
+=
∂
=
β
CBO
C
I
I
S
R
E

+R
B
R
B
+(β+1)R
E
Ngõ ra tín
hiệu AC
V
CE
I
B
V
BE
+
V
CC
C
1
R
B
R
C
C
2
Ngõ vào
tín hiệu
AC
I
C

R
E
I
E

BJT (TÍNH TOÁN PHÂN CỰC )
Mạch phân cực phân áp :
+
R
1
R
2
R
E
V
CC
R
C
+
R
Th
R
E
V
CC
R
C
E
Th
+

R
Th
= R
1
//R
2
=
21
21
.
RR
RR
+
21
2
2
RR
VR
VE
CC
RTh
+
==
0
=−−−
EEBEThBTh
RIVRIE
E
Th
BE

Th
B
R
R
V
E
I
)1(
++
−
=
β
)(
ECCCCCE
RRIVV
+
−
≈
IC
IB
E
Th
R
R
S
+=
1

I
C

V
CC

R
B1
R
C

R
B2
C
E
10µF
I
E
R
E
V
B
10µ
F
10µF
V
C
V
E
V
CE
β = 140
BJT (BÀI TOÁN PHÂN CỰC )

BJT loại NPN Si có:
β =140 ; R
B1
=12KΩ;
R
B2
= 1,8KΩ ;
R
C
= 1,2KΩ ;
R
E
= 220Ω ;V
CC
= 20V
Xác đònh điểm Q tónh:
I
B
; I
C
; V
CE

Bài toán phân cực phân cực phân áp :

BJT (BÀI TOÁN PHÂN CỰC )
Bài toán phân cực phân cực phân áp :
I
C
V

CC

E
BB
R
C

R
BB
I
E
R
E
I
B
V
CE
β = 140
I
C
= 0,068 mA .140 = 9,52 mA
V
CE
= V
CC
– I
C
(R
C
+ R

E
)
V
CE
= 20 – 9,52.10
-3
(1,2 +0,22)10
3
= 6,48 V
( )
)(
61
,2
10128,1
10.8,1.20
.
3
3
21
2
Volt
RR
VR
E
BB
C
CB
BB
=
+

=
+
=
(
)
)
(
10.56,1
10128,1
10.12.10.8,1.
3
3
33
21
21
Ω=
+
=
+
=
BB
BB
BB
RR
RR
R
( )
(
)
)

(
068,0
1022.0.12156,1
7,061,2
1
3
mA
RR
VE
I
EBB
BEBB
B
=
+
−
=
++
−
=
β

BJT (BÀI TOÁN PHÂN CỰC )
Bài toán ngược phân cực phân cực phân áp :
I
C
V
CC

R

B1
R
C

R
B2
C
E
10µF
I
E
R
E
V
B
10µ
F
10µF
V
C
V
E
V
CE
β = 140
BJT (C1815) loại NPN Si có:
β =140 ; I
CMAX
=150mA
V

CEMAX
= 50V ;
Điểm Q tónh có I
CQ
= 20mA
V
CEQ
= 10V ; V
CC
= 24V
Khi S = 15; V
E
= 10%V
CC

Xác đònh: R
C
; R
E
; R
B1
; R
B2


BJT (BÀI TOÁN PHÂN CỰC )
Bài toán ngược phân cực phân cực phân áp :
I
C
V

CC

E
BB
R
C

R
BB
I
E
R
E
I
B
V
CE
β = 140
3
0,1
2, 4
12 ( )
20.10
CC
E
E
E CQ
V
V
R O

I I
−
= = = = Ω
20
0,143( )
140
C
B
I
I mA
β
= = =
( ) ( )
1 14.120 1680
BB E
R S R= − = = Ω
( ) ( )
0,143 1,680 0,7 2,4 3,34
.
BB B B BE E
BB
E R V
E
V
V
I
= × + + =
= + +
( )
1

24
1, 68 12
3,34
CC
B BB
BB
V
R R K
E
= = = Ω
( )
2
1, 68
2
0,8 6
1
BB
B
BB
CC
R
R K
E
V
= = = Ω
−
( )
3
11,6
580

20.10
CC CE E
C
CQ
V V V
R
I
−
− −
= = = Ω

Mạch phân cực hồi tiếp từ C :
BJT (TÍNH TOÁN PHÂN CỰC )
R
B
R
E
+
V
CC
R
C
I
E
I
C
I’
C
I
B

)(
ECB
BECC
B
RRR
VV
I
++
−
=
β
)(
CECCCCE
RRIVV
+−=
( )
. .
CC B C E B B BE
V I R R I R V
β
= + + +

Đường tải tónh một chiều (DC) :
BJT (TÍNH TOÁN PHÂN CỰC )
V
CE
(V)
I
C
(mA)

5
10 15 20
I
CEO
V
CES (BH)
0
1
2
3
4
5
6
7
I
B
= 0 µA
I
B
= 10 µA
I
B
= 20 µA
I
B
= 30 µA
I
B
= 40 µA
I

B
= 50 µA
I
B
= 60 µA
I
B
= 70 µA
I
B
= 80 µA
0,2 0,4 0,6 0,8
V
BE
(V)
10
30
50
70
90
100
I
B
(µA)
0
VTh
RBB
IBQ
VTh
VBQ

Tgθ=
RBB
1
θ
θ
VCC
RC+RE
VCC
VCEQ
ICQ
Tgθ=
RC+RE
1
Q
Q

I
C
(mA)
50
40
30
20
10
0
5
10
15
20
I

B
= 0µA
I
B
= 10µA
I
B
= 20µA
I
B
= 30µA
I
B
= 40µA
I
B
= 50µA
I
B
= 60µA
I
B
= 70µA
P
Cmax
= V
CE
I
C
= 300 mW

I
C max

V
CE BH
V
CE
(V)
V
CE max
I
CE0
VCC
VCC
RC
Đường tải
tối ưu
Các họ đường tải tónh một chiều (DC) :
Họ
đường
tải
giảm
áp VCC
Họ
đường
tải
giảm
RC
BJT (TÍNH TOÁN PHÂN CỰC )
VCC = IC.RC +VCE

BJT (CÁC CHẾ ĐỘ KHUẾCH ĐẠI)
CHẾ ĐỘ B KHUẾCH ĐẠI ĐẨY KÉO
CHẾ ĐỘ A KHUẾCH
ĐẠI TOÀN SÓNG
CHẾ ĐỘ B KHUẾCH
ĐẠI 50% SÓNG
CHẾ ĐỘ C KHUẾCH
ĐẠI <50% SÓNG