Bipolar Junction Transistor (BJT)

Bipolar Junction
Transistor (BJT)
Từ Vựng (1)
•
Active region = miền tích cực
•
Base (B) = (miền/cực) nền
•
Bipolar transistor = transistor lưỡng cực
•
Breakdwon region = miền đánh thủng
•
Collector (C) = (miền/cực) thu (hay góp)
•
Collector diode = diode tạo bởi J
C
•
Common base (CB) = nền chung
•
Common collector (CC) = thu chung
•
Common emitter (CE) = phát chung
Từ Vựng (2)
•
Current gain = độ lợi dòng
•
Curve tracer = máy vẽ đặc tuyến
•
Cutoff region = miền tắt
•
Emitter (E) = (miền/cực) phát

•
Emitter diode = diode tạo bởi J
E
•
H parameter = tham (thông) số hỗn hợp H
(Hybrid)
•
Integrated circuit = vi mạch = mạch tích hợp = IC
Từ Vựng (3)
•
Heat sink = tản nhiệt, giải nhiệt
•
Junction trasistor = trasistor tiếp xúc
•
Power trasistor = trasistor công suất
•
Saturation region = miền bão hòa
•
Small-signal trasistor = trasistor tín hiệu nhỏ
•
Switching circuit = mạch chuyển mạch, mạch xung
•
Thermal resistance = nhiệt trở
Nội dung chương 6
1. Transistor chưa phân cực
2. Transistor có phân cực
3. Các dòng điện trong transistor
4. Mắc E chung (CE)
5. Đặc tuyến ở cực nền
6. Đặc tuyến ở cực thu

7. Xấp xỉ transistor
8. Đọc bảng dữ liệu
9. Troubleshooting
Transistors (Transfer Resistor)
Transistors
Junction-FETs (JFETS)
Field Effect Transistors
Bipolar transistors
Insulated Gate FET’s
MOSFETs
NPN,PNP
N-channel, P-channel
Enhancement, Depletion
N-channel, P-channel
Giới thiệu về BJT
•
BJT = transistor tiếp xúc lưỡng cực = transistor
2 mối nối (hay 2 tiếp xúc)
•
Lưỡng cực: do dòng điện chính được tạo bởi 2
hạt dẫn điện tử (-) và lỗ (+)
•
BJT được phát minh vào năm 1948 do
Bardeen, Brattain và Shockley
•
BJT là dụng cụ có 3 cực: phát (E), nền (B) và
thu (C).
•
Người ta gọi tiếp xúc PN giữa B và E là J
E

, giữa
B và C là J
C
.
•
Có 2 loại: NPN và PNP
Cấu tạo và ký hiệu BJT
Cấu tạo và ký hiệu BJT
N
P
P
+
B
C
E
C
B
E
P
N
N
+
B
C
E
B
C
E
B
C

E
C
B
E
NPN
PNP
Arrow always points away from base and toward emitter
My pneumonic: No Point iN
Arrow always points away from emitter towards base
My pneumonic: Points IN
Bipolar junction
transistor (BJT)
•
The BJT is a “Si
sandwich”
Pnπ (P=p
+
,π=p
-
) or
Npν (N=n
+
, ν=n
-
)
•
BJT action: npn
Forward Active
when V
BE

> 0 and
V
BC
< 0
P
n
π
E B C
V
EB
V
CB
Charge neutral Region
Depletion Region
Schematic representation of pnp and
npn BJTs
Emitter is heavily doped compared to collector. So, emitter
and collector are not interchangeable.
The base width is small compared to the minority carrier
diffusion length. If the base is much larger, then this will
behave like back-to-back diodes.
BJT circuit symbols
As shown, the currents are positive quantities when the
transistor is operated in forward active mode.
I
E
= I
B
+ I
C

and V
EB
+ V
BC
+ V
CE
= 0 V
CE
= − V
EC
BJT circuit configurations and output
characteristics
BJT biasing modes
BJT Operaon Characteriscs
•
I
C
vs. V
CE
graph allows us
to determine operang
region.
•
Works for any I
B
or V
CE

•
VBE tops out around

~0.7V
BJT Operation Regions
Operation
Operation
Region
Region
I
B
or V
CE
Char.
BC and BE
BC and BE
Junctions
Junctions
Mode
Mode
Cutoff I
B
= Very
small
Reverse &
Reverse
Open Switch
Saturation V
CE
= Small Forward &
Forward
Closed
Switch

Active
Linear
V
CE
=
Moderate
Reverse &
Forward
Linear
Amplifier
Break-down V
CE
= Large Beyond
Limits
Overload
Cutoff NPN BJT
n
p
n
V2
V1
+++
C
B
E
Emitter current
Collector current
Base current
Reverse biased
Reverse Biased

Saturated NPN BJT
n
p
n
V2
V1
+ +
- - - -
C
B
E
Emitter current
Collector current
Base current
Forward biased
Forward biased
-
-
Active Linear NPN BJT
n
p
n
V2
V1
+ +
- - -
- - -
- - -
C
B

E
Emitter current
Collector current
Base current
Forward biased
Reverse Biased
Large current
Hoạt động của transistor NPN
Các phương trình dòng trong BJT
(xét chế độ tích cực từ hình trước)
TBE
Vv
SC
B
e
Ii
i
/
ββ
==
BCE
iii +=
TBETBE
Vv
S
Vv
SCE
eIeIii
//
)/(

11
α
β
β
β
β
=
+
=
+
=
α
α
β
β
β
α
α
−
=
+
=
=
1
1
EC
ii
Với:
I
S

= dòng ngược bão hòa của J
C
.
β là độ lợi dòng CE; α là độ lợi dòng CB
Possible Uses for BJT’s
Bc
II
β
=
•
Can act as Signal Current Switch (Cutoff Mode)
•
Can act as Current Amplifier (Active Region)
•
Where:
–
Beta = intrinsic amp property (20 - 200)
Khảo sát đặc tuyến của BJT mắc CE
IB
IC
IE
Output
circuit
Input
circui
t
Đặc tuyến vào (đặc tuyến ở base) với mắc CE
•
Hoạt động như diode
•

VBE ≈ 0.7V (Si)
IB IB
VBE
0.7V
Đặc tuyến ra (đặc tuyến ở C) với mắc CE
IC
IC
VCE
IB = 10µA
IB = 20µA
IB = 30µA
IB = 40µA
Cutoff
region
•
At a fixed IB, IC is not dependent on VCE
•
Slope of output characteristics in linear region is near 0 (scale exaggerated)
Early voltage