Transistor lưỡng cực BJT (Bipole transistor)

Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Cấu tạo của BJT

Hình 1

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

1


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Cấu tạo của BJT

Hình 2

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

2


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Hình 4
Hình 3

Chiều dịng điện

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

Hình dạng khối
(Package)
3


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Các thông số của BJT
• β là hệ số khuếch đại của BJT
• ICmax là dịng Collector lớn nhất
• PCmax là cơng suất cực đại của BJT
• fT là tần số giới hạn trên của BJT
• Cb’c là tụ kí sinh giữa 2 cực B-C của BJT
• Cb’e là tụ kí sinh giữa 2 cực B-E của BJT
Các thông số này được cho bởi nhà sản xuất, có thể truy cập
trong các Datasheet trên mạng Internet ()
09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

4


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT

(Bipole transistor)
Đặc tuyến Volt-ampe của BJT

iC

Hình 5

vCE

Saturation region

Breakdown region

VCEsat  0.2V

iC  (   1)iB

VCE  VCE _ Breakdown

VBEsat  0.8V
09/2007

Amplification region

VCEsat  0.2V

Người soạn: Bùi Thư Cao

5

Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Kiểm tra transistor BJT
Hình 6

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

6


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Phân cực cho BJT

5.000V
Rc
R1
1k

Mạch phân cực dạng
cầu phân áp

5Vdc

1k
3.179V
Q1

2.494V

0V
0

I

Hình 7

I
1.833V

R2

Nếu mạch ở chế độ khuếch đại

Re

1k

1k
0V

I CQ

VBB  VBE

Rb
 RE


0

và

VCE  0.2V



Rc
1k
Rb

5Vdc
0V
0

Q1

500

Nếu mạch ở chế độ bão hồ

VBB
Re

2.5V

I CQ 
09/2007

VCC  VCEsat
RC  RE

Hình 8

1k

và

0V

VBE  0.8V

0

Mạch tương đương thevenin
Người soạn: Bùi Thư Cao

7


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Phân cực cho BJT
Nếu mạch ở chế độ khuếch đại
5.000V
Rc
Rb
150k

1k
2.782V
Q1
2.899V

5Vdc
0V
0

I CQ

2.232V

VCC  VBE

Rb
 RE


và

VCE  0.2V

Re

Hình 9

1k

Nếu mạch ở chế độ bão hồ

0

Mạch phân cực
dạng trực tiếp

09/2007

I CQ 

VCC  VCEsat
RC  RE

Người soạn: Bùi Thư Cao

và

VBE  0.8V

8


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT
(Bipole transistor)
Bài tập: Tính tốn phân cực cho các mạch điện sau đây
Rc
Rb

Bài 1

10k

Rc

5Vdc

R1

1k

2k

0

Q1

0

Q1

Bài 3

R2

Re

Re

3k

1k

5Vdc

1k

1k

0
0

Rc
R1
2k

Bài 2

5Vdc
Rc

5k
Rb

0

Q1

150k

R2

5Vdc

1k
0

Q1

Bài 4

Re

3k

1k

Hình 10

Re
1k

0

09/2007

0

Người soạn: Bùi Thư Cao

9


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Đáp án
5.000V

5.000V
Rc
Rb

Bài 1

10k

1k
2.606V
Q1
3.249V

Rc

5Vdc

R1

0V

2k

0

1k
2.700V
Q1
2.983V

5Vdc
0V
0

Bài 3

2.315V

2.569V

R2

Re

Re

3k

1k

1k
0V

0

0

5.000V
Rc
R1

Bài 2

2k

5k
1.443V
Q1
2.132V

5.000V

5Vdc
0V

Rc
Rb

0

150k
1.435V

R2

Re

3k

1k
2.782V
Q1
2.899V

0V
0

Bài 4

2.232V

Hình 11

Re

1k

1k

0V

09/2007

5Vdc

0

Người soạn: Bùi Thư Cao

0

10


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC

iC
RL

Hình 12

iB

Rb

Q1

VCC

VBB

Re

Ce



iE
0

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

11


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC
Phương trình đường tải DC

VCC  I CQ ( RL  RC )  VCEQ

 VCC  VCEQ  I CQ ( RL  RC )
 I CQ

09/2007

VCEQ

VCC



RL  RC RL  RC

Người soạn: Bùi Thư Cao

(DC load line)

12


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC
Phương trình đường tải tổng

~
iC  I CQ  ic
VCC  iC RL  I CQ Re  vCE

 (VCC  I CQ Re )  vCE  iC RL
vCE VCC  I CQ Re
 iC  

RL
RL

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

(DC&AC load line)

13


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC
Đồ thị đường tải

iC

I CQ max

iC max

VCC

RL  RC

VCC  I C Re

RL
AC&DC load line
Q

I CQ
DC load line
Hình 13

VCEQ

vCE

VCC  I CQ Re
09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

VCC
14


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC
Đáp ứng của tải AC

~
ib (t)

iC

iCmax

~
icmmax  min{ ICQ , iCmax  ICQ}
ICQmax
Hình 14

Q

ICQ

VCEQ

VCC  ICQRe
09/2007

~
ic (t)

Người soạn: Bùi Thư Cao

VCC

vCE

15


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC
Đáp ứng của tải AC

iC

iCmax
=> Tải ngõ ra biến dạng
ICQmax

~
ic (t)

Q

ICQ

VCEQ

VCC  ICQRe

VCC

vCE

Hình 15
09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

16


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Phân tích mạch DC& AC
Đáp ứng của tải AC ở trạng thái đối xứng cực đại
(Maximum symmetrical swing)

iC

iCmax
ICQmax

iCmax
ICQ 
2

~
ic (t)

Q

Hình 16

VCEQ VCC  ICQ Re
09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

VCC

vCE
17


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Tính tốn cơng suất trung bình (tham khảo hình 12)
Cơng suất của đoạn mạch AB
T

1
PAB   u AB (t ) i AB (t ) dt

T 0
Trong đó:
uAB(t) là điện áp tổng rơi trên đoạn mạch AB
iAB(t) là dòng điện trên đoạn mạch AB

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

18


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Tính tốn cơng suất trung bình
Cơng suất của nguồn cung cấp
T

1
PCC   VCC iC (t ) dt
T 0
T
1
~
  VCC ( I CQ  ic ) dt
T 0
T
T
1
1
~

  VCC I CQ d t 
 VCC i (t )c d t
T 0
T 0

PCC  VCC I CQ
09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

19


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Tính tốn cơng suất trung bình
Cơng suất trên tải
T

1
PL   u L (t ) i (t ) dt
L
T 0
T
1
~ (t )][ I  ~ (t )] dt
  [U L  u L
iL
L
T 0
T

T
1
1 ~
~
  U L I L d t  u L (t ) iL (t ) dt
T 0
T0

PL  I LQ
09/2007

2

1 2
RL  iLm RL
2

Hay

PL  PL ( dc )  PL ( ac )

Người soạn: Bùi Thư Cao

20


Chương 3. Transistor lưỡng cực BJT (tt)
Tính tốn cơng suất trung bình
Định lý về bảo tồn cơng suất

PCC   PK
Trong đó
PCC là cơng suất của nguồn cung cấp
PK là công suất của các thành phần trong mạch

09/2007

Người soạn: Bùi Thư Cao

21