BJT

Ñieän töû cô baûn
Chương 4 . Mạch phân cực
Transistor lưỡng cực nối

Mạch Transistor
Để Transistor hoạt động ta phải cấp điện DC
cho các cực B,C,E ( phân cực) để xác định
điểm tĩnh điều hành Q ( I
B
, I
C
, V
CE
).
Hai mạch transistor cơ bản:

Khuếch đại

Giao hoán
tùy theo dạng mạch ta có cách phân cực
tương ứng .

I.Phân cực mạch khuếch đại ráp CE
•
1.Phân cực cố định
Áp dụng định luật Kirchhoff về
thế ta có :
Mạch nền - phát:
V
CC

= R
B
I
B
+ V
BE
(1)
I
B
= ( V
CC
– V
BE
) / R
B
(2)
Mạch thu - phát:
I
C
= I
B
(3)
V
CC
= V
CE
+ R
C
I
C

(4)
V
CE

= V
CC
– R
C
I
C
(5)
+
-
VCE
+
VBE
-
+ Vcc
Q
RB
RC
IB
IC
IE
β

Đường thẳng tải tĩnh:
•
Phương trình đường tãi tĩnh:
I

C
= ( V
CC
– V
CE
) / R
C
Ic (mA)
I
CM
= DCLL ( -1/R
C
)
V
CC
/R
C
I
CQ
Q I
BQ
0 V
CEQ
V
CC
V
CE
(V)

Phân cực cố đònh có R

E
Ta có:
Khi T tăng, I
C
tăng  V
E
=R
E
I
E
tăng V
BE
giảmI
B

giảm I
C
giảm lại, cân bằng lại.

( )
( )
( )
1
1
B B E E B B E
CC BE BE
CC BE
B
B E
C B

C C E
CE CC
V V V
R I R I I R R
V V
I
R R
I I
V V
I R R
β
β
β
= + + = + + + ⇒
 
 
−
=
+ +
=
= − +
R
E
là điện trở ổn đònh nhiệt

2. Phân cực bằng cầu phân thế và R
E
•
Mạch điện:
R

1
, R
2
điện trở phân cực.
R
C
điện trở cấp điện
R
E
điện trở ổn định nhiệt .


Là mạch rất được thông dụng.
+
VCC
Q
R1
R2
Rc
RE

Mạch điện tương đương
•
Theo định lý Thevenin:
V
BB
= [R
2
/ (R
1

+ R
2
)] V
CC
(1)
R
B
= R
1
R
2
/( R
1
+R
2
) (2)
•
Theo định lý Kirchhoff:
V
BB
= R
B
I
B
+ V
BE
+ R
E
I
E

(3)

(4)
+
VBE
+
VCE
-
-
+
VCC
Q
RB
RC
RE
+
VBB
IB
IC
IE
( )
1
BB BE
B
B E
V V
I
R R
β
−

=
+ +

•
Mạch thu – phát :

và :

Điểm tĩnh điều hành cho bởi ( 4), (5), (8)

(5)
C B
I I
β
=
( )
( )
(6)
1
(7)
(8)
C C E E
CC CE
C C E E C E C
CE CC CC
C E C
CE CC
V V
R I R I
V V V

R I R I R R I
V V
R R I
β
β
= + +
 
 
+
= − + = − +
 
 ÷
 
 
− +
;

Đường thẳng tải tĩnh
•
Phương trình đường Ic (mA)
tải tĩnh:
I
CM
DCLL( - 1 / (R
C +
R
E

)

ICQ Q I
BQ


với:




0 VCEQ VCC VCE(V)
CE CC
C
C E C E
V V
I
R R R R
= − +
+ +
CC
CM
C E
V
I
R R
=
+

Vai trò của điện trở ổn định nhiệt R
E
•

Khi nhiệt độ T tăng , I
CBO
tăng ,  I
C

tăng  V
E
tăng  V
BE
= (V
BB
– V
E
) giảm
 I
B
giảm  I
C
giảm lại để chống lại
sự gia tăng nói trên, giử Transistor
không hư.
•
Cách mắc R
E
được gọi là mạch hồi
tiếp âm để làm mạch ổn định nhiệt
và cải tiến các đại lượng khác tốt
hơn( dãi thông, tổng trở,nhiễu, biến
dạng).

3.Phân cực bằng điện trở cực thu-nền
•
Mạch điện thu-nền:
V
CE
= R
B
I
B
+V
BE
(1)
I
B
= (V
CE
-V
BE
) / R
B
(2)
và :
(3)
Mạch thu – phát:
V
CC
= R
C
(I
C

+I
B
) +V
CE
(4)
V
CE
=V
C
= V
CC
– R
C
( I
C
+I
B
) (5)
Chú ý : Trong (1) nếu chưa biết V
C
thì phải tính
từ
V
CC
= R
C
( I
C
+ I
B

) + R
B
I
B
+ V
BE
(1’).
I
B
= ( V
CC
– V
CE
) / [ R
B
+( +1)R
C
] (2’)
C B
I I
β
=
β
+
-
VCE
+
VBE
-
+ Vcc

Q
IB
IC
IE
RB
RC
+IBIC

Đường tải tĩnh DCLL
•
Phương trình DCLL:
Ic ( mA)
I
CM
DCLL ( - 1/ R
C
)
I
CQ
Q I
BQ
•
I
CM
=V
CC
/ R
C
•
V

CEM =
V
CC
0 V
CEQ
V
CC
V
CE
(V)
CE CC
C
C C
V V
I
R R
= − +

Vai trò của điện trở hồi tiếp R
B
•
Để có được sự ổn định nhiệt độ tốt hơn, cần
kết hợp cả 2 điện trở R
B
và R
E
( xét ở đoạn sau).
•
Khi nhiệt độ T tăng I
C

tăng  V
CE
giảm  V
B

giảm I
B
giảm  I
C
giảm chống lại sự gia tăng
trên, làm mạch ổn định nhiệt độ.
•
Đây là loại mạch thường sử dụng ở các mạch
tiền khuếch đại Micro( máy vi âm)

4.Phân cực bằng điện trở hồi tiếp R
B
và R
E
•
Mạch thu - nền :
V
CC
= R
C
(I
C
+I
B
)+ R

B
I
B
+
+ V
BE
+ R
E
I
E
(1)
= R
C
( +1)+R
B
I
B
+ V
BE
+ R
E
I
E


I
C
= I
B
(3)

Mạch thu – phát:
V
CC
= R
C
(I
C
+I
B
)+ V
CE
+ R
E
I
E

V
CE
= V
CC
– ( R
C
+ R
E
) I
C
( 4)
β
( ) ( )
1

CC BE
B
B C E
V V
I
R R R
β
−
=
+ + +
β
+
-
VCE
+
VBE
-
+ Vcc
Q
IB
IC
IE
RB
RC
+IBIC
RE

Đường thẳng tãi tĩnh DCLL
•
Phương trình DCLL:

Ic ( mA)
DCLL( - 1/ (R
C
+ R
E
)
I
CM
•
I
CQ
Q
•
I
CM
=V
CC
/ ( R
C
+R
E
)

0 V
CEQ
V
CC
V
CE
(V)

CE CC
C
C E C E
V V
I
R R R R
= − +
+ +

5.Hệ số ổn định nhiệt S
Khi nhiệt độ thay đổi, các thông số transistor
thay đổi như sau:

I
CBO
tăng gaáp đôi khi nhiệt độ tăng lên
10
o
C.[ 8
o
C ( Si); 12
o
C(Ge)].

tăng gắp đôi khi nhiệt độ tăng 50
o
C ( Si) ;
80
o
C ( Ge).


V
BE
giảm theo – 2,2mV /
o
C [ -2,5mV /
o
C (Si); -
1,6mV /
o
C ( Ge) ].
Vậy dòng thu là hàm số:
I
C
= f ( I
CBO
, , V
CE
)


β
β

•
Sự thay đổi dòng thu cho bởi:
•
Các hệ số ổn định nhiệt:

( )
, ,
C C C
E
CBO BE
CBO
C BE CBO
I I I
dI V dI d d
I
VB
I V
β
β
β
∂ ∂ ∂
= + +
∂ ∂ ∂
C
CBO
C
C
BE
I
V
I
S
I
I
S

I
S
V
β
β
∂
=
∂
∂
=
∂
∂
=
∂

Hệ số ổn định nhiệt trong mạch phân cực
bằng cầu phân thế và R
E
.
•
Ta có:
V
BB
= R
B
I
B
+ V
BE
+ R

E
I
E
= R
B
I
B
+ V
BE
+ R
E
(I
B+
I
C
) =
= V
BE
+ R
B
I
B
+R
E
I
C
+R
E
I
B

= V
BE
+ (R
B
+R
E
)I
B
+R
E
I
C
(1)
I
C
= + (2).
Thay (2) vào (1):
Hay:

B
I
β
( )
1
CBO
I
β
+
( )
1

C
B E CBO E C
BB BE
I
V V
R R I R I
β
β β
 
 
+
= + − + +
 
 ÷
 
 
( ) ( ) ( ) ( )
1
B E C B E CBO E C
BB BE
V V
R R I R R I R I
β β β
− = + − + + +