Giáo trình phân tích khả năng phân loại các loại diode phân cực trong bán kì âm tín hiệu p8 doc

Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
v
BE
(t) = V
BE
+ v
be
(t)
Thành phần tức thời = thành phầ DC + thành phần xoay chiều.
ong vùng
nền đ u của các dòng điện. Do nối nền phát phân cực thuận
nên giữa B’ và E cũng có mộ điện trở động r
e
giống như điện trở động r
d
trong nối P-N
khi p
n
Trong mô hình các dòng điện chạy trong transistor ta thấy: điểm B’ nằm tr
ược xem như trung tâm giao lư
t
hân cực thuận nên:
E
e
I
r =

mV

Ngoài ra, ta cũng có điện trở r
b
của vùng bán dẫn nền phát (ở đây, ta có thể coi như
đây là điện trở giữa B và B’). Do giữa B’ và C phân cực nghịch nên có một điện trở r
0
rất
lớn. T
e
= βi
b
chạ qua và được coi như mắc song song
với r
0
.
ong cách mắc nền chung:
26
n+
p
B’
n-
i
e
i
b’
i
c
B
C E

uy nhiên, vẫn có dòng điện i

c
= α.i y
* α là độ lợi dòng điện xoay chiều tr
cCC
ac
idiI
==
∆
=α=α

e
α
EE
idiI
hông thường α ho α
ac
gần bằng à xấp xĩ bằng đơn vị.
β là độ lợi dòng đ xoay chiều trong cách mắc cực phát chung.
∆
T ặc
DC
v
* iện
b
c
B
C
B
C
feac

i
i
di
di
i
i
h ==
∆
∆
==β=β
Thông thường β hoặc β
ac
gần bằng β
DC
và cũng thay đổi theo dòng i
c
.
rị số α, β cũng được nhà sản xuấ p.
Như vậy, mô hình của transistor i tín hiệu xoay chiều có thể được mô tả như


b
thường có tr ể bỏ qua trong mô hình của
ansistor.
T t cung cấ
đối vớ
sau:

r
ị số khoảng vài chục Ω, r
0
rất lớn nên có th
Hình 31
C
E
B
r
o
r
b
tr
r
e
B
B’
i
e
α
.i
e
=
β
.i
b
i

b
Hình 32
Trang 81 Biên soạn: Trương Văn Tám
.
Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
2. iện dẫn truyền (transconductance)
ay đổi này bằng một đặc tuyến truyền (transfer curve) của transistor.
Đặc tuyến này giống như đặc tuyến của diode khi phân cực thuận.


Người ta định nghĩa điện dẫn truyền của transistor
Đ
Ta thấy rằng, dòng điện cực thu I
C
thay đổi theo điện thế nền phát V
BE
. Người ta có
thể biểu diễn sự th





I
D
(mA
C
(mA) = I
E
0 0

V
D
V
BE
(volt)
I
D
=I
O
.exp(V
D
/V
T
)I
C
=I
CES
.exp(V
BE
/V
T
)
) I
(volt)





I

C
0
V
BE
(mV)
(mA)
I
D
=I
O
.exp(V
D
/V
T
)
Q
Tiếp tuyến có độ
dốc =g
m
=I
C
/V
T
v
be
E
B
≈

E

C
B
+
-
g
m
v
be
C
Hình 33

là:
)t(ii
∆
)t(vV
beBE
m
∆
g
cc
==

Và đó chính là độ dốc của tiếp tuyến với đặc tuyến truyền tại điểm điều hành Q.
ương tự như diode, ta cũng có: T
T
BE
V
V
CESC
e.II =

Trong
I
đó, I
C
là dòng điện phân cực cực thu;
CES
là dòng điện rĩ cực thu khi V
BE
= 0V
e
KT
V
T
=
(T: nhiệt độ Kelvin)
Ở nhiệt độ bình thường (25
0
C), V
T
= 26mV
Ta có thể tính g
m
bằng cách lấy đạo hàm của I
C
theo V
BE
.
T
BE
V

V
CES
BE
C
m
e.
VT
I
dV
dI
g ==
Trang 82 Biên soạn: Trương Văn Tám
.
Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
Và )(
C
V
I
g
m
Ω=
Ở nhiệt độ bình thường (25
0
C) ta có
T
:
mV26
I
g
C

m
=
3. Tổng trở vào của transistor:
Ngư định nghĩa ở vào củ transistor bằng mô hình sau đây:

ng trở vào nhìn từ
cực n
:


đối với tín hiệu xoay chiều, ta có mạch tương đương ở
ngõ v

ời ta tổng tr a
BJT
i
in
+
-
v
in
Hình 34
in
in
in
i
v
R
=

Ta có hai loại tổng trở vào: tổng trở vào nhìn từ cực phát E và tổ
ền B.
Tổng trở vào nhìn từ cực phát E


i
e
= -i
in
+
-
v
be
= -v
in
Hình 35
e
be
in
in
in
i
v
i
v
R
==

E C
B



Theo mô hình của transistor
ào như sau:
-
+
B
E B’ E B’
r
e
r
e
-
+
B
i
e
i
e
i
e
1
r
b
+β
i
b

r
b
Hình 36
Trang 83 Biên soạn: Trương Văn Tám
.
Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
Vì i
e
=(β+1)i
b
nên mạch trên có thể vẽ lại như hình phía dưới bằng cách coi như
dòng
e
chạy trong mạch và phải thay r
b
bằng
1
r
b
+β
i
.
Vậy:
1
r)1(r
r
1
r
i
v

R
eb
e
b
e
be
in
+β
+
β
+
=+
+β
==
Đặt: h
ie
= r
b
+(β+1).r
e
uy ra:
1
h
R
ie
in
+β
=
S
e

b
r
1
r
<<
+β
Do
β>>1, r
b
nhỏ nên nên người ta thường coi như:
e
b
ein
r
1
r
rR ≈
+β
+=
Tổng trở vào nhìn từ cực nền B:
em mô hình định nghĩa sau (hình 37):




o i
e
=(β+1)i
b
nên mạch hình (a) có thể được vẽ lại như mạch hình (b).

b
be
in
i
v
R =
B
E
C
+
-
v
be
= v
in
i
b
= i
in
Hình 37
X



Mạch tương đương ngõ vào:




D

+
-
E
B’
B
i
b
r
b
-
B’
B
i
e
r
e
+
E
i
b
r
b
i
b
(
)
e
r.1
+
β

Hình 38
Trang 84 Biên soạn: Trương Văn Tám
.
Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
ieeb
b
be
in
hr)1(r
i
v
R =+β+== Vậy:
Người ta đặt: r
π
=(1+β).r
e
≈βr
e
Thông thường βr
e
>>r
b
nên: R
in
=h
ie
≈r
π
≈βr
e

m
g
r
β
=
π
và
m
e
g
1
r
=
Trang 85 Biên soạn: Trương Văn Tám
Ngoài ra,
m
C
CE
e
I
r =
g
1
I
1
I
mV26mV26
==≈
; Vậy:
mV26

Ta chú ý thêm là:
bcebem
me
be
e
iiivg
g
1
i
v
r β=≈=⇒=≈
;
bbem
ivg
β
=
⇒
4. Hiệu ứng Early (Early effect)
Ta xem lại đặc tuyến ngõ ra của transistor trong cách mắc cực phát chung. Năm
1 2. J.Early t ộc phòng thí nghiệ đã nghiên cứu và hiện tượng này được mang
tên Ông. Ông nhận xét:
Ở ng giá trị cao c òng n cực thu I
C
, dòng I
C
tăng nhanh theo V
CE
(đặc tuyến có
dốc đứng).
những giá trị thấp của I

C
, dòng I
C
tăng không đáng kể khi V
CE
tăng (đặc tuyến gần như
nằm ngang).
Nếu ta kéo d tuyến này, ta thấy chúng hội tụ tại một điểm nằm trên trục V
CE
.
Điểm này được gọi là điểm điện th
A
. Thông thường trị số này thay đổi từ 150V
ến 250V và người ta thường coi V
A
.









95 hu m Bell
nhữ ủa d điệ
Ở
ài đặc
ế Early V

= 200V
đ
0 30



10 20
40
50
V
CE
(volt)
voltage
CE
= -V
A
= -200V
I
C
(mA)
Early
V
0
V
CE
(volt)
I
C
(mA)
I

CQ
V
CEQ
Q
∆
I
C
= I
CQ
A
∆V
CE
= V
CE
-(-V
A
) = V
CE
+ V
≈
V
A
Hình 39
.