BÀI GIẢNG TÓM TẮT MÔN: ĐIỆN TỬ I pptx

Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
BÀI GIẢNG TĨM TẮT MƠN: ĐIỆN TỬ I
Người soạn: TS. Phạm Hồng Liên.
Giáo trình chính: Mạch Điện Tử 1 – Lê Tiến Thường, ĐHBK – Tp.HCM.
Chương 1: Diode bán dẫn.
I. Diode chỉnh lưu:
1- Quan hệ giữa điện áp và dòng điện của Diode (H2-1):







−






= 1
nKT
qV
expIi
D
0D
(1-1)
i
D
: Dòng điện trong Diode (A).

V
D
: Hiệu điện thế ở hai đầu Diode (V).
I
0
: Dòng điện bão hòa ngược (A).
q : Điện tích electron 1,6.10
-19
J/V.
K : Hằng số Bolzman 1,38.10
-23
J/
0
K.
N : Hằng số có giá trị trong khoảng (1÷2) phụ thuộc vào loại bán dẫn.
Gọi điện thế nhiệt:
q
KT
V
T
=
(1-2)
Từ (1-1) ta có:










≈






−








=
T
D
0
T
D
0D
nV
V
expI1
nV
V

expIi
(1-3)
Ở nhiệt độ T=300
0
K, tương ứng T=27
0
C, ta có V
T
≈25÷26mV. Khi đó điện trở
động của Diode được tính bởi phương trình:

)(
i
nV
Ii
nV
r
D
T
CD
T
d
Ω=
+
=
(1-4)
Đặc tuyến Volt-Ampere của Diode trên (H2-2)
Kiểu mẫu mạch tương đương của Diode trên (H2-3a,b,c).
2- Phương trình đường tải của Diode (H2-5).
Phương trình đường tải một chiều của Diode (DCLL)

1DDS
RIVV +=
(1-5)
Phương trình đường tải xoay chiều của Diode (ACLL)
-1- Tóm Tắt Bài Giảng. -1-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I

)R//R(ivv
L1dds
+=
(1-6)
Từ (1-5) và (1-6) trên hệ tọa độ tổng qt ta có:

DQdDDQdD
Iii&Vvv +=+=
(1-7)
Với:
 V
D
và i
D
là thành phần tức thời của điện áp và dòng điện.
 V
DQ
và I
DQ
là các giá trị một chiều của điện áp và dòng điện.
 v
d
và i

d
là các giá trị xoay chiều của điện áp và dòng điện.
Vậy phương trình đường tải xoay chiều ACLL trong hệ tọa độ tổng qt sẽ là:

sDQDL1DQD
v)Ii)(R//R(Vv +−−=−
(1-8)
3- Chỉnh lưu điện áp xoay chiều:
a- Chỉnh lưu bán sóng: (H2-6)
Điện áp đầu vào:
tsinvv
maxs
ω=
Điện áp trung bình DC trên tải:

π
=
+π
=
maxL
LS
Lmax
DC
V
RR
RV
V
(1-9)
b- Chỉnh lưu tồn sóng: (H2-8a,b,c)
Điện áp trung bình Dc trên tải:

π
=
maxL
DC
V2
V
(1-10)
4- Mạch lọc: (H2-9a,b)
Khi có tụ C mắc song song với R
L
trong các mạch chỉnh lưu ta có quan hệ giữa
điện áp trung bình trên tải với biên độ điện áp đầu vào và điện trở R
L
và tụ điện C như
sau:

max
L
LDC
maxDC
V
1CfR4
CfR4
fC4
I
VV









+
=−=
(1-11)
5- Mạch nhân đơi điện áp: (H2-11a,b)
Điện áp ra gần gấp đơi điện áp vào.
II. Diode ổn áp Zener:
1- Các tham số cơ bản của diode Zener: (H3-1)
-2- Tóm Tắt Bài Giảng. -2-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Điện áp ổn định V
Z
khi dòng điện qua zener thay đổi trong khoảng I
zmin
÷ I
zmax
.
Thực tế
maxzminz
I
10
1
I ≈
. (1-12)
Điện trở động tại điểm làm việc.

dI

dV
r
Z
d
=
(1-13)
Diode Zener lý tưởng được coi có r
d
≈ 0Ω.
Điện trở tĩnh:
Z
Z
t
I
V
R =
(1-14)
Hệ số ổn định:

d
t
Z
Z
Z
Z
ZZ
ZZ
r
R
I

V
dV
dI
V/dV
I/dI
S ===
(1-15)
2- Mạch ổn áp dùng Diode Zener: (H3-2)
Mạch trên hình 3-2 ln thỏa mãn hệ phương trình:




+=
+=
ZiRS
LZR
VRIV
III
(1-16, 1-17)
Trong đó chỉ có V
Z
≈ const, còn các đại lượng khác có thể biến đổi nhưng phải
thỏa mãn điều kiện:
 I
Zmin
khi I
Lmax
và V
Smin

 I
Zmax
khi I
Lmin
và V
Smax
Từ (1-16) và (1-17) tùy từng trường hợp cụ thể mà ta có thể suy ra các hệ
phương trình khác nhau.
Ví dụ nếu R
i
= const thì ta có hệ phương trình:
(V
Smin
– V
Z
)(I
Lmin
+ I
Zmax
) = (V
Smax
– V
Z
)(I
Lmax
± I
Zmin
) (1-18)
Ví dụ nếu R
i

=const và R
L
= const nghĩa là I
L
= const thì ta có hệ phương trình:
V
Smin
= (I
Zmin
+ I
L
)R
i
+ V
Z
= I
min
R
i
+ V
Z
(1-19)
V
Smax
= (I
Zmax
+ I
L
)R
i

+ V
Z
= I
max
R
i
+ V
Z
(1-20)
Chú ý vì V
L
= V
Z
≈ const nên khi I
L
thay đổi ta có:

maxL
Z
minL
I
V
R =
(1-21)
-3- Tóm Tắt Bài Giảng. -3-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I

minL
Z
maxL

I
V
R =
(1-22)
-4- Tóm Tắt Bài Giảng. -4-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Chương II: Transistor hai lớp tiếp giáp (BJT)
ở chế độ tín hiệu lớn.
I. Các tham số cơ bản của Transistor. (H2-1)
+ Hệ số truyền đạt dòng điện phát khi mắc Base chung
Thơng thường α = 0,95 ÷ 0,99, lý tưởng α = 1.
+ Hệ số truyền đạt dòng điện khi mắc Emitter chung:
α−
α
=β
1
(vài chục ÷ vài trăm lần).
+ Dòng điện ra ở cực Collector:
I
C
= αI
E
+ I
CBO
(2-1)
Trong đó I
CBO
là dòng điện phân cực ngược hay còn gọi là dòng nhiệt,
thường rất nhỏ.
+ I

E
= I
C
+ I
B
(2-2)
suy ra I
B
= (1-α)I
E
– I
CBO
(2-3)
⇒
β
≈−
β
=−






α
α−
=
C
CBO
C

CBOCB
I
I
I
II
1
I
(2-4)
Ở tần số thấp (H2-1) ta có: h
fe
= β = h
FE
(2-5)
II. Mạch phân cực cho Transistor:
1- Mạch phân cực Collector:
Ta có phương trình tải một chiều:
V
CC
= V
CEQ
+ I
CQ
R
C
+ I
EQ
R
E
≈ V
CEQ

+ I
CQ
(R
C
+ R
E
) (2-6)
-5- Tóm Tắt Bài Giảng. -5-
S l ng đi n t t i đ c Collectorố ượ ệ ử ớ ượ
S l ng đi n t phát đi t c c Emitterố ượ ệ ử ừ ự
α =
V
CEQ
+
-
R
E
I
CQ
+V
CC
R
C

Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
⇒
CQ
CEQCC
EC
I

VV
RR
−
=+
(2-7)
R
E
thường được tính theo cơng thức thực nghiệm:

CQ
CC
EQ
RE
E
I
V)3,01,0(
I
V
R
÷
≈=
(2-8)
Thay vào (2-7) dễ dàng tính được R
C
.
Nếu R
E
= 0 từ (2-7) ta có:
CQ
CEQCC

C
I
VV
R
−
=
(2-7’)
2- Mạch phân cực Base:
a- Mạch định dòng Base:
Ta có: R
b
I
BQ
+ V
BE
+ I
EQ
R
E
= V
CC
(2-8)
V
BE
là điện áp mở của Transistor, còn ký hiệu là V
γ
như H2-2 chương 1. V
BESi
≈ 0,7v và V
BEGe

≈ 0,2v. Ngày
nay chủ yếu dùng Transistor Silic nên từ (2-8) ta có :

CCEEQ
EQ
b
VRI7,0
1
I
R =++
+β
Suy ra:
1
R
R
V
1
R
R
7,0V
I
b
E
CC
b
E
CC
EQ
+β
+

≈
+β
+
−
=
vì V
CC
>>0,7v (2-9)
Phương pháp này ít được dùng do dòng I
BQ
phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
Phương pháp này chỉ được dùng đối với mạch mắc Collector chung để nâng cao trở
kháng vào.
b- Mạch định áp Base: (H2-3)
-6- Tóm Tắt Bài Giảng. -6-
I
BQ
R
b
I
CQ
+V
CC
R
C
R
E
i
i
R

b
I
BQ
I
EQ
V
CC
R
L
R
E
V
BB
R
2
I
BQ
I
1
+V
CC
R
C
R
E
I
2
R
1
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I

Ta có:
CC
21
1
BB
V
RR
R
V
+
=
(2-10)
21
21
b
RR
RR
R
+
=
(2-11)
BBCC
CC
b
CC
BB
b1
VV
V
R

V
V
1
1
RR
−
=
−
=
(2-12)
BB
CC
b2
V
V
RR =
(2-13)
Phương trình tải DC: V
CC
= V
CEQ
+ I
CQ
(R
C
+ R
E
) (2-14)
Áp dụng định luật KII ta có: ΣV
kín

= 0, suy ra:
BBEEQBEBQb
VRIVIR =++
(2-15)
⇒
β+
+
−
=≈
1
R
R
7,0V
II
b
E
BB
EQCQ
coi V
BE
= 0,7v (2-16)
Thay vào (2-14) ta tính được V
CEQ
.
Thơng thường khi thiết kế ta thường chọn R
E
>> (1-α)R
b
để ổn định dòng I
EQ

.
Vì vậy nếu chưa biết R
b
ta thường chọn:

EEb
R
10
1
R)1(
10
1
R β≈+β=
(2-17)
Phương pháp phân cực Base này hay được dùng nhất.
c- Mạch định dòng Emitter:
Áp dụng định luật KII ΣV
kín
= 0 ta có:

EEEEQBEBQb
VRIVIR =++
(2-18)
Suy ra:

1
R
R
7,0V
I

b
E
EE
EQ
+β
+
−
=
với V
BE
= 0,7v (2-19)
-7- Tóm Tắt Bài Giảng. -7-
R
b
I
BQ
+V
CC
R
C
R
E
-V
EE
I
EQ
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Phương trình tải DC trong trường hợp này sẽ là:
V
CC

+ V
EE
= V
CEQ
+ I
CQ
(R
C
+ R
E
) (2-20)
Phương pháp phân cực Base này chỉ được dùng khi mạch u cầu chất lượng
cao như mạch khuếch đại vi sai, mạch khuếch đại thuật tốn (KĐTT) vì nó phải tốn
thêm một nguồn cung cấp.
III. Giải tích mạch Transistor bằng đồ thị:
1- Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:
Ta có thể chia thành 4 loại mạch cơ bản như sau:
a- Khơng có C
E
, khơng có C
C
: (H2-3)
Bộ khuếch đại có thể được thiết kế ở chế độ tối ưu (sóng ra tốt nhất) hoặc ở chế
độ bất kỳ.
Chế độ tối ưu: Thiết kế sao cho sóng ra lớn nhất và khơng bị méo (I
cmmax
hoặc
V
Lmax
), thường chưa biết các điện trở phân cực R

1
, R
2
.
Từ đồ thị (H3-2), ta thấy sóng ra sẽ lớn nhất khi:

ACDC
CC
ƯCQT
maxcm
RR
V
II
+
==
(2-21)

AC
TƯCQTƯCE
maxcm
RIVV ==
(2-22)
Với sơ đồ (H3-1) ta có: R
AC
= R
DC
= R
C
+ R
E

nên từ (2-21) và (2-22) ta suy ra:
)RR(2
V
I
EC
CC
TƯCQ
+
=
(2-23)
2
V
V
CC
TƯCEQ
=
(2-24)
Chế độbất kỳ: Thường cho trước R
1
, R
2
hoặc V
CEQ
hoặc I
CQ
. Áp dụng các cơng
thức (2-10, 11, 14, 16) sẽ xác định được (I
CQ
, V
CEQ

)
 Nếu I
CQ
< I
CQTƯ
thì I
cm
= I
CQ
.
 Nếu I
CQ
> I
CQTƯ
thì I
cm
= i
CQmax
– I
CQ
.
-8- Tóm Tắt Bài Giảng. -8-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
b- Có C
E
, khơng có C
C
(Tụ Bypass Emitter) (H2-5)
Chế độ tối ưu:
R

DC
= R
C
+ R
E
và R
AC
= R
C
thay vào (2-21) ta được:
EC
CC
ACDC
CC
TƯ
CQmaxcm
RR2
V
RR
V
II
+
=
+
==
(2-25)
C
E
CC
EC

CCC
AC
TƯCQTƯCEQ
maxcm
R
R
2
V
RR2
RV
RIVV
+
=
+
===
(2-26)
Chế độ bất kỳ: được tính tốn theo các cơng thức (2-10, 11, 14, 16) và đặc
tuyến tải AC được vẽ như sau:
( )
CEQCE
AC
CQC
Vv
R
1
Ii −−=−
(2-27)
Cho V
CEQ
= 0 ⇒

AC
CEQ
CQmaxC
R
V
Ii +=
(2-28)
Cho i
C
= 0 ⇒ v
CEmax
= V
CEQ
+ I
CQ
R
AC
(2-29)
Phương trình (2-28) và (2-29) để xác định i
Cmax
và v
CEmax
trong các trường hợp
điểm tĩnh Q bất kỳ
-9- Tóm Tắt Bài Giảng. -9-
Q
2
V
CE
(V)

i
C
(mA)
i
Cmax1

ACDC
CC
RR
V
+








−
AC
TƯ
R
1
ACLL
0
I
CQTƯ










−
DC
R
1
DCLL
Q
1
Q
TƯ
i
Cmax2

V
CETƯ

V
CEmax1
V
CC
V
CEmax2
2I
CQTƯ

2V
CETƯ
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
c- Khơng có C
E
, có C
C:
Chế độ tối ưu:
ECDC
RRR +=
LC
LC
EAC
RR
RR
RR
+
+=
Thay vào (2-21) ta được:
LC
LC
EC
CC
TƯCQ
maxCm
RR
RR
R2R
V
II

+
++
==
(2-30)
AC
TƯCQTƯCE
maxCE
RIVV ==
(2-31)
LC
LC
EC
CC
LC
C
maxCm
LC
C
maxLm
RR
RR
R2R
V
RR
R
I
RR
R
I
+

++
+
=
+
=
(2-32)
LC
LC
EC
CC
LC
LC
LmaxLmmaxLm
RR
RR
R2R
V
RR
RR
RIV
+
++
+
==
(2-33)
Chế độ bất kỳ như trên nhưng chú ý:
 I
CQ
< I
CQTƯ

: I
Cm
= I
CQ
.
 I
CQ
> I
CQTƯ
: I
Cm
= i
Cmax
– I
CQ
.

Cm
LC
C
Lm
I
RR
R
I
+
=
(2-34)
 V
Lm

= I
Lm
R
L
. (2-35)
d- Có C
E
, có C
c
: (tụ ghép vơ hạn) (H2-6)
ECDC
RRR +=
LC
LC
AC
RR
RR
R
+
=
thay vao (2-21) ta được:
-10- Tóm Tắt Bài Giảng. -10-
C
C→∞
R
L
i
i
i
L

V
BB
R
b
+V
CC
R
C
R
E
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
LC
LC
EC
CC
TƯCQ
maxCm
RR
RR
RR
V
II
+
++
==
(2-36)
LC
LC
LC
LC

EC
CC
TƯCEQ
maxCm
RR
RR
RR
RR
RR
V
VV
+
×
+
++
==
(2-37)
LC
LC
EC
CC
LC
C
maxCm
LC
C
maxLm
RR
RR
RR

V
RR
R
I
RR
R
I
+
++
×
+
=
+
=
(2-38)
LC
LC
EC
CC
LC
LC
LmaxLmmaxLm
RR
RR
RR
V
RR
RR
RIV
+

++
+
==
(2-39)
Chế độ bất kỳ xác định như trên.
So sánh 4 trường hợp trên ta nhận thấy tác dụng của các tụ C
E
và C
C
là làm tăng
biên độ dòng điện ra và điện áp ra (so sánh các cơng thức (2-21), (2-25), (2-30) và (2-
36)).
e- Tính tốn cơng suất:
 Cơng suất nguồn cung cấp:
P
CC
= V
CC
I
CQ
(2-40)
 Cơng suất trung bình tiêu tán trên tải:
L
2
Lm
L
2
LmL
R
V

2
1
PI
2
1
P ==
(2-41)
Ở chế độ tối ưu: I
Cmmax
= I
CQTƯ
nên đối với trường hợp a và b ta có:
C
2
TƯCQ
C
2
maxCmmaxL
RI
2
1
RI
2
1
P ==
vì R
L
= R
C
(2-42)

Còn đối với trường hợp c và d thì do R
C
≠ R
L
nên ta có:
L
2
maxLmmaxL
RI
2
1
P =
(2-43)
 Cơng suất tiêu tán trên Collector:
2
I
RI)RR(PP
2
Cm
AC
2
CQECCCC
−+−=
(2-44)
-11- Tóm Tắt Bài Giảng. -11-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
 Hiệu suất:
CC
L
P

P
=η
(2-45)
CC
maxL
max
P
P
=η
(2-46)
Ở chế độ lớp A hiệu suất cực đại
%25
max
=η
 Hệ số phẩm chất:
2
P
P
maxL
maxC
=
(2-47)
2- Bộ khuếch đại mắc Collector chung:
 Chế độ tối ưu:
 Trong cả 3 hình nếu khơng có C
C
ta có:
ECDC
RRR +=
LE

LE
CAC
RR
RR
RR
+
+=
thay vào cơng thức (2-21), (2-22) ta sẽ có:
LE
LE
EC
CC
TƯCQ
maxEm
RR
RR
RR2
V
II
+
++
=≈
(2-48)









+
+×
+
++
==
LE
LE
C
LE
LE
EC
CC
AC
TƯCQTƯCEQ
RR
RR
R
RR
RR
RR2
V
RIV
(2-49)
-12- Tóm Tắt Bài Giảng. -12-
V
L
R
2
C

C
C
E→∞
R
L
+V
CC
R
C
R
E
R
1
-V
EE
V
L
R
b
C
C
C
E→∞
R
L
+V
CC
R
C
R

E
V
L
R
b
C
C
C
E→∞
R
L
+V
CC
R
C
R
E
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
 Trong cả 3 hình nếu có C
C
ta có:
ECDC
RRR +=
LE
LE
AC
RR
RR
R
+

=
thay vào cơng thức (2-21), (2-22) ta sẽ có:
LE
LE
EC
CC
TƯCQ
maxEm
RR
RR
RR
V
II
+
++
=≈
(2-50)








+
×
+
++
==

LE
LE
LE
LE
EC
CC
AC
TƯCQTƯCEQ
RR
RR
RR
RR
RR
V
RIV
(2-51)
Ta ln có:
maxCm
LE
E
maxLm
I
RR
R
I
+
=
(2-52)
LE
LE

maxCmLmaxLmmaxLm
RR
RR
IRIV
+
==
(2-53)
 Chế độ bất kỳ: Tính theo các cơng thức được xây dựng trong phần mạch
phân cực cho Transistor.
Đặc tuyến tải một chiều DCLL và đặc tuyến tải xoay chiều ACLL được
vẽ tương tự như trong mạch khuếch đại Emitter Common.
3- Bộ khuếch đại mắc Base chung:
 Chế độ tối ưu:
CDC
RR =
LC
LC
AC
RR
RR
R
+
=
Thay vào (2-21), (2-22) ta được:
-13- Tóm Tắt Bài Giảng. -13-
V
i
+
-
R

i
V
L
R
1
C
C→∞
R
L
+V
CC
R
C
R
2
C
b→∞
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
LC
LC
C
CC
TƯCQ
maxCm
RR
RR
R
V
II
+

+
==
(2-54)








+
×
+
+
===
LC
LC
LC
LC
C
CC
AC
TƯCQTƯCEQ
maxCm
RR
RR
RR
RR
R

V
RIVV
(2-55)
maxCm
LC
C
maxLm
I
RR
R
I
+
=
(2-56)
LmaxLmmaxLm
RIV =
(2-57)
 Chế độ bất kỳ: được tính trực tiếp từ mạch
-14- Tóm Tắt Bài Giảng. -14-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Chương III: Ổn định phân cực cho Transistor BJT
Chương này nhằm nghiên cứu sự dịch chuyển điểm Q theo I
CBO
, V
BE
khi thay
đổi nhiệt độ và theo β khi bị lão hóa. Coi gần đúng các đại lượng V
CC
, V
BB

khơng thay
đổi.
Nếu sự thay đổi I
CBO
, V
BE
và β là nhỏ thì biến xét I
CQ
sẽ là hàm tuyến tính theo
các biến khác.
I
CQ
= I
CQ
(I
CBO
, V
BE
, β) (3-1)
 Thừa số ổn định dòng điện:
E
b
CBO
CQ
I
R
R
1
I
I

S +≈
∂
∂
=
(3-2)
 Thừa số ổn định điện áp:
EBE
CQ
V
R
1
V
I
S −≈
∂
∂
=
(3-3)
 Thừa số ổn định hệ số khuếch đại:
( )






+β+
+









β
=
β∆
∆
=
β
E2b
Eb
1
1CQCQ
R1R
RR
II
S
(3-4)
Với
1CQ2CQCQ12
III& −=∆β−β=β∆
(3-5)
Khi đó sự thay đổi của I
CQ
sẽ được tính bằng cơng thức:
β∆+∆+∆=∆
β

SVSISI
EVCBOICQ
( )
β∆
+β+
+
β
+∆−∆








+=
E2b
Eb
1
1CQ
BE
E
CBO
E
b
R1R
RR
I
V

R
1
I
R
R
1
(3-6)
Chú ý ∆V
BE
thường có giá trị âm.
Chương IV. Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ tần số thấp.
-15- Tóm Tắt Bài Giảng. -15-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
I. Các thơng số Hybrid:
 Trở kháng vào khi ngắn mạch tải:
0v
i
v
h
2
1
1
i
=
=
 Độ lợi điện áp ngược khi hở mạch nguồn:
0i
v
v
h

1
2
1
r
=
=
 Độ lợi dòng điện thuận khi ngắn mạch tải:
0v
i
i
h
2
1
2
f
=
=
 Tổng dẫn ngõ ra khi hở mạch nguồn:
0i
v
i
h
1
2
2
o
=
=
Ứng với các cách mắc khác nhau EC, BC hay CC mà chữ thứ hai được chỉ định.
Ví dụ: h

ie
, h
ib
, h
ic
,
II. Cách mắc Emitter chung:
Trở kháng vào khi ngắn mạch tải:
EQ
T
feie
I
V
mhh =
(4-1)
Trong đó: - V
T
=25mV ở 300
0
K (27
0
C) (4-2)
- m = 1 ÷ 2 phụ thuộc vào chất bán dẫn. Ví dụ BJT Silic có m = 1,4
khi đó:
EQ
T
feie
I
V
h4,1h =

(4-3)
* Đối với H4-1a, có mạch tương đương rút gọn H4-4, ta có:
 Hệ số khuếch đại dòng điện:
( )
b
ie
fe
ieb
b
fe
i
b
b
L
i
L
i
R
h
1
h
hR
R
h
i
i
i
i
i
i

A
+
−=
+
−===
(4-4)
Nếu h
ie
<< R
b
ta có A
imax
= -h
fe
(4-5)
 Trở kháng vào:
ie
ieb
ieb
i
h
hR
hR
Z ≈
+
=
nếu h
ie
<< R
b

(4-6)
 Trở kháng ra:
∞≈=
oe
o
h
1
Z
vì h
oe
= 10
-4
÷ 10
-5
(4-7)
* Đối với H4-5, có mạch tương đương H4-6 ta có:
 Hệ số khuếch đại dòng điện:
-16- Tóm Tắt Bài Giảng. -16-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
( )
( )
bi
ie
LC
C
fe
iebi
bi
fe
LC

C
i
b
b
L
i
L
i
R//r
h
1
1
RR
R
h
hR//r
R//r
h
RR
R
i
i
i
i
i
i
A
+
+
−=

+








+
−===
(4-8)
Nếu R
C
>> R
L
& R
b
//r
i
>> h
ie
ta có: A
imax
= -h
fe
(4-9)
 Trở kháng vào:
iebii
h//R//rZ =

(4-10)
 Trở kháng ra:
CC
oe
o
RR//
h
1
Z ≈








=
(4-11)
* Đối với H4-17 ta có:
 Hệ số khuếch đại dòng điện:
( )
( ) ( )
Efeiebi
bi
fe
RC
C
i
b

b
L
i
L
i
Rh1hR//r
R//r
h
R
R
i
i
i
i
i
i
A
L
+++








−===
+
(4-12)

 Trở kháng vào:
( )
[ ]
Efeiebii
Rh1h//R//rZ
++=
(4-13)
 Trở kháng ra:
Co
RZ =
(4-14)
Sơ đồ EC hay được dùng nhất do có A
i
, A
v
lớn
III. Cách mắc Base chung:
Từ mạch H4-9, H4-10, và H4-11 các tham số của cách mắc Base chung (BC) có
thể đưa về các tham số của cách mắc Emitter chung (EC) như sau:
 Trở kháng vào khi ngắn mạch tải:
fe
ie
ib
h1
h
h
+
=
(4-15)
 Độ lợi dòng điện thuận khi ngắn mạch tải:

fe
fe
fb
h1
h
h
+
=
(4-16)
 Tổng dẫn ra khi hở mạch nguồn:
fe
oe
ob
h1
h
h
+
=
(4-17)
Như vậy để tính các tham số của sơ đồ B.C chỉ cần biết các tham số của sơ
đồ E.C. Vì h
fb
≤ 1 nên sơ đồ B.C ít được dùng ở phạm vi tần số thấp, nhưng
-17- Tóm Tắt Bài Giảng. -17-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
được dùng rất nhiều ở phạm vi tần số cao để giảm ảnh hưởng của các điện
dung ký sinh.
IV.Cách mắc Collector chung:
Từ H4-14 và H4-15 ta có:
V

b
= V
be
+ i
E
R
E
(4-18)
V
be
= i
b
h
ie
(4-19)
V
E
= i
E
R
E
= i
b
(1 + h
fe
)R
E
(4-20)
Suy ra:
V

b
= i
b
h
ie
+ i
b
(1 + h
fe
)R
E
= i
b
[h
ie
+ (1 + h
fe
)R
E
] (4-21)
i
b
b
b
b
E
i
E
v
V

V
V
i
i
V
V
V
A ==
(4-22)
Efe
b
E
R)h1(
i
V
+=
(4-23)
Efeieb
b
R)h1(h
1
V
i
++
=
(4-24)
Gọi:
[ ]
Efeieb
'

b
R)h1(h//RR ++=
(4-25)
'
bi
'
b
'
bi
i
'
b
ii
b
Rr
R
Rr
V
R
V
1
V
V
+
=
+
=
(4-26)
Thay (4-23, 24, 26) vào (2-22) ta được:
'

bi
'
b
Efeie
Efe
i
E
v
Rr
R
R)h1(h
R)h1(
V
V
A
+++
+
==
(4-27)
với R’
b
theo (4-25).
Trở kháng vào của sơ đồ H3-7 : Z
i
= h
ie
+ (1 + h
fe
)R
E

(4-28)
Từ sơ đồ H3-8 ta xác định được trở kháng ra:
fe
'
bi
ib
i
E
E
o
h1
R//r
h
0V
i
V
Z
+
+=
=
−
=
(4-29)
Như vậy để tính các tham số của mạch C.C ta cũng chỉ cần biết tham số của
mạch E.C. Sơ đồ C.C có A
v
<< 1 nhưng có trở kháng vào rất lớn, trở kháng ra rất nhỏ
-18- Tóm Tắt Bài Giảng. -18-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
nên thường được làm tầng đệm, hoặc tầng khuếch đại cơng suất âm tần ra để phối hợp

trở kháng với loa. Nó cũng hay được dùng trong các bộ khuếch đại thuật tốn (KĐTT).
-19- Tóm Tắt Bài Giảng. -19-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Chương V: Transistor hiệu ứng trường.
I. Lý thuyết hoạt động của JFET:
V
DS
: điện áp giữa cực máng và cực nguồn.
V
DS (tại điểm nghẽn)
= V
p
= V
po
+ V
GS
(5-1)
 V
po
: điện thế nghẽn được tra trên đồ thị.
 V
GS
: điện áp giữa cực cổng và cực nguồn.
Điện thế đánh thủng Breakdown là một hàm của điện áp GS:
GSDSSDSX
VBVBV +=
(5-2)
Trong đó BV
DSS
là điện thế Breakdown ứng với V

GS
= 0.
Tại vùng bão hòa, dòng diện máng được tính gần đúng:

















−++=
2
3
po
GS
po
GS
poD
V
V

2
V
V3
1II
với V
GS
< 0 (5-3)
I
po
: dòng điện nghẽn được tra trên đồ thị.
Từ (5-3) ta thấy:
 Khi V
GS
= 0 ta có: I
D
= I
po
(5-4)
 Khi V
GS
= -V
po
ta có: I
D
= 0 (5-5)
II. Lý thuyết hoạt động của IGFET:
Điện áp giữa cực máng và cực nguồn:
V
DS(tại điểm nghẽn)
= V

p
= V
po
+ V
GS
(5-6)
BV
DSX
= BV
DSS
+ V
GS
(5-7)
2
po
DS
poD
V
V
1II








+=
(5-8)

 Khi V
GS
= 0 ta có: I
D
= I
po
(5-9)
 Khi V
GS
= -V
po
ta có I
D
= 0 (5-10)
-20- Tóm Tắt Bài Giảng. -20-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
III. Giải tích đồ thị và phân cực:
1- Phân cực JFET:
Phương trình tải DC (DCLL): V
DD
= V
DS
+ I
D
(R
d
+ R
S
) (5-11)
Do I

G
≈ 0 nên mạch tự phân cực: V
GS
= -I
D
R
S
(5-12)
2- Phân cực JGFET: H5-14
Phương trình tải DC (DCLL): V
DD
= V
DS
+ I
D
(R
d
+ R
S
) (5-13)
Định nghĩa nguồn áp cung cấp cho cực cổng là:

DD
21
1
GG
V
RR
R
V

+
=
(5-14)
Theo định luật KII ∑V
kín
= 0 ta có:
I
G
(R
b
+ R
3
) + V
GS
+ I
D
R
S
= V
GG
(5-15)
Do I
G
≈ 0 nên ta có:
SDDD
21
1
SDGGGS
RIV
RR

R
RIVV −
+
=−=
(5-16)
Để I
D
ít thay đổi theo nhiệt độ ta phải chọn:
2
VV
VV
GGpo
GGGSQ
+
−=
(5-17)
Suy ra:
poGSQGG
VV2V +=
(5-18)
DQ
poGSQ
S
I
VV
R
+
=
(5-19)
Các giá trị cho bởi phương trình (5-17, 18, 19) sẽ xác định điểm tĩnh Q và cực

tiểu hóa sự phụ thuộc vào nhiệt độ của tĩnh điểm.
IV. Giải tích tín hiệu lớn, sự sái dạng:
Đối với IGJET:

2
po
GS
poD
V
V
1II








+=
(5-20)
Đưa tín hiệu AC vào cực cổng:
-21- Tóm Tắt Bài Giảng. -21-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
tcosVVvVV
0imGSQiGSQGS
ω+=+=
(5-21)
Thay (5-21) vào (5-20) ta được:
  

  
  
hai bậchài phầnThành
0
po
im
po
nhất bậchài phầnThành
0
po
im
po
GSQ
po
DC bìnhtrung phầnThành
2
po
im
2
po
GSQ
D
t2cos
V
V
2
I
tcos
V
V

V
V
1I2
V
V
2
1
V
V
1I ω+ω








++

















+








+=
(5-22)
Khi V
im
= 0 ta có:
2
po
GSQ
poDQ
V
V
1II









+=
(5-23)
Khi V
im
<< V
GSQ
+ V
po
thì sự dịch chuyển của dòng DC có thể bỏ qua.
Hệ số méo hài bậc 2:
20
V
log20
V
V
14
V
V
log20D
im
po
GSQ
po
im
2
=























+
=
khi V
po
=1V; V
GSQ
=4V (5-24)
V. Giải tích tín hiệu nhỏ và mạch tương đương:

Từ H5-1 ta có:
 Điện trở r
gs
:
∞→
∂
∂
=
Q
i
r
g
GS
gs
(5-25)
 Độ xun dẫn:








+=
∂
∂
=
po
GSQ

po
po
GS
D
m
V
V
1
V
I2
Q
V
i
g
(5-26)
Lm
gs
ds
V
Rg
V
V
)FET(A −==
(bỏ qua r
ds
) (5-27)
 Điện trở máng nguồn:
DQD
DS
ds

I
1
Q
i
V
r ≈
∂
∂
=
(5-28)
 Hệ số khuếch đại:
dsm
GS
DS
rg
QV
V
=
∂
∂
=µ
(5-29)
-22- Tóm Tắt Bài Giảng. -22-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
1) Bộ khuếch đại cực nguồn chung: H5-17
Trở kháng vào nhìn từ nguồn: Z
i
= R
3
+ (R

1
//R
2
) (5-30)
Trở kháng ra nhìn từ tải: Z
o
= R
d
//r
ds
(5-31)
( )
( )
Lm
213
i
oLm
i
gs
gs
L
i
L
V
Rg
R//RR
r
1
1
Z//Rg

V
V
V
V
V
V
A −≈














+
+
−===
(5-32)
với r
i
<< R
3
+ (R

1
//R
2
) và R
L
<< Z
o
.
2) Mạch phát theo nguồn: H5-20
Phương trình tải DC: V
DD
= V
DS
+ I
D
(R
S1
+ R
S2
) (5-33)
Điện áp tự phân cực: V
GSQ
= -I
DQ
R
S1
(5-34)
Thực tế V
GSQ
chỉ vài volt, trong khi

2
V
V
DD
SQ
=
do đó R
S1
<< R
S2
.
Trở kháng tra nhìn từ điện trở nguồn R
S
:
1
rds
Z
o
+µ
=
(5-35)
Hệ số khuếch đại điện áp:
1
R
V
V
A
S
g
S

'
V
+µ
µ
=
∞→
(5-36)
Trở kháng vào:
( )
1
2S1S
2S
1
i
R1
RR
R
1
1
R
Z +µ≈






++µ
µ
−

=
do R
S1
<< R
S2
(5-37)
Mạch tách pha H5-6 có
d
02
S
01
R
V
R
V
−=
(5-38)
 Hệ số khuếch đại điện áp: A’
1
≈ 1 (5-39)
 Trở kháng ra:
1
R
g
1
1
Rr
Z
d
m

dds
o
+µ
+≈
+µ
+
=
(5-40)
 Trở kháng ra từ H5-8 là: Z
o
= r
ds
+ R
S
(µ + 1) (5-41)
3) Mạch khuếch đại cực cổng chung : H5-9
 Trở kháng vào:
1
Rr
i
V
R
dds
i
sg
sg
+µ
+
==
(5-42)

-23- Tóm Tắt Bài Giảng. -23-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
 Hệ số khuếch đại:
1
Rr
r
R
V
V
A
dds
i
d
i
d
V
+µ
+
+
==
(5-43)
-24- Tóm Tắt Bài Giảng. -24-
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Chương VI: Mạch Transisrtor ghép liên tầng
1) Transistor ghép Cascading:
a) Tầng E.C-E.C: H6-1
Độ lợi dòng điện:










+








+
−








+
−
===
1íe
'

1b
'
1b
2ie
'
2b
'
2b1fe
L2C
2C2fe
i
1b
1b
2b
2b
L
i
L
i
hR
R
hR
Rh
RR
Rh
i
i
i
i
i

i
i
i
A
(6-1)
với R’
b1
= r
i
//R
b1
và R’
b2
= R
c1
//R
b2
Trở kháng vào: Z
i
= r
i
//R
b1
//h
ie1
(6-2)
Trở kháng ra: Z
o
= R
c2

(6-3)
Nếu trong H1-1 khơng có C
E1
và C
E2
thì:








++








++
−









+
−
=
1E1fe1íe
'
1b
'
1b
2E2fe2ìe
'
2b
'
2b1fe
L2C
2C2fe
i
RhhR
R
RhhR
Rh
RR
Rh
A
(6-4)
Z
i
= r

i
//R
b1
//[h
ie1
+ (1 + h
fe1
)R
E1
] (6-5)
Z
o
= R
c2

b) Tầng E.C-C.C hình bài tập 6-3
Độ lợi dòng điện:
( ) ( )








+









++








+
=
==
1íe1b
1b
L2E2fe2ie2b1C
2b1C
L2E
2E2fe
i
1b
1b
L
L
L
i

L
i
hR
R
R//RhhR//R
R//R
RR
Rh
i
i
i
'i
'i
i
i
i
A
(6-6)
Z
i
= R
b1
//h
ie1
(6-7)









+=
2fe
2b1C
2ib2Eo
h
R//R
h//RZ
(6-8)
* Nếu khơng có C
E1
khi đó:
-25- Tóm Tắt Bài Giảng. -25-
Z
o
Z
i
h
ie1
i
C1
h
fe1
i
b1
R
E2
h

fe2
R
L
h
fe2
h
ie2
i
b1
i
i
i
L
’
R
b2
V
L
R
b1
R
C1
i
b2