Bài giảng Điện tử căn bản - Bài 5: Transistor lưỡng cực (BJT)

Chia sẻ: 8 8 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

609
lượt xem 116
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng Điện tử căn bản - Bài 5: Transistor lưỡng cực (BJT) sau đây để có thêm kiến thức tổng quát về cấu tạo - ký hiệu BJT, nguyên lý hoạt động, đặc tính transistor, phân cực transistor, mối quan hệ giữa các dòng điện trong transistor, các trạng thái hoạt động của transistor,... Hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích cho các bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử căn bản - Bài 5: Transistor lưỡng cực (BJT)

Bài 5: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (BJT) I. Tổng quát: 1. Cấu tạo – ký hiệu: E Cực phát E N P N Cực thu B P N P Cực phát Cực thu B C C Cực nền Transistor NPN và ký hiệu Cực nền Transistor PNP và ký hiệu  Transistor gồm hai mối nối PN để hình thành nên 3 vùng  Cực nền B ( Base): rất mỏng và nồng độ tạp chất rất ít, do vậy mà có ít hạt mang điện.  Cực phát E ( Emitter): vùng này rộng và nồng độ tạp chất cao, do vậy mà có nhiều hạt mang điện.  Cực thu C ( Collector) vùng rộng nhất và nồng độ tạp chất thì ít hơn cực phát, do đó mà những hạt mang điện cũng ít hơn cực phát.
BJT được tạo thành bởi 2 chuyển tiếp P-N nằm rất gần nhau trong một phiến bán dẫn đơn tinh thể. Về mặt cấu tạo có thể xem BJT do 3 lớp bán dẫn tiếp xúc nhau tạo nên, trong đó lớp ở giữa có bề dày rất bé (cở 10- 4 cm) và khác loại với 2 lớp bên cạnh. Các lớp bán dẫn được đặt trong vỏ kính bằng plastic hoặc kim loại, chỉ có 3 sợi kim loại dẫn ra ngoài gọi là 3 cực của BJT và có tên là: + E : (Emitter) cực phát ; (cực gốc) + B : (Base) cực khiển (cực nền) + C : (Collector) cực thu (cực góp)
Có hai loại transistor lưỡng cực: NPN và PNP. Hình 5.1: Cấu tạo và ký hiệu BJT loại PNP Hình 5.2: Cấu tạo và ký hiệu BJT loại NPN
Do cấu tạo như trên mà hình thành nên hai mối nối P-N rất gần nhau. + Mối nối P-N ở ranh giới giữa miền phát và miền thu gọi là mối nối BE, ký hiệu là JE. + Mối nối P-N ở ranh giới giữa miền nền và miền thu gọi là mối nối BC, ký hiệu là JC. Hoạt động của BJT chủ yếu dựa trên sự tương tác giữa hai mối nối rất gần nhau này.
2. Hình dáng và tên gọi: Transistor trong ĐTDĐ Hình 5.3: Hình dáng transistor
BJT thông dụng trên thị trường là theo ký hiệu của Nhật. Dùng 4 chữ A, B, C, D để đặt tên cho BJT với chữ đứng đầu là 2S. Ví dụ : 2SA1015: 2S: chỉ Transistor BJT; A: chỉ loaiï pnp; 1015: Mã số tra cứu. 2SC1815: 2S: chỉ Transistor BJT; C: chỉ loại npn; 1815: Mã số tra cứu.
II. Phaân cöïc transistor: e e Ie Ic N P N + VEE VCC + Ib Phân cực transistor
Mối quan hệ giữa các dòng điện trong transistor IE = IC+ IB IE IC Độ lợi dòng Transistor Transistor là một linh kiện khuếch đại. Có 1 dòng IB nhỏ sẽ làm tăng dòng IC lớn. Độ lợi dòng DC là: IB Alpha  = IC/ IE Beta  = IC/ IB Thể hiện dòng điện chảy trong transistor Mối quan hệ giữa  và   =  / ( 1 - )  =  / ( 1+ )
1. Cấu hình B chung ( B_C) + Vcc Vin RL Rc R1 C3 + Vout C2 RL Q1 + NPN C1 + Vin R2 RE Cấu hình transistor ghép B-C Dòng vào là IE , dòng ra IC; điện áp vào VEB, còn điện áp ra VCB. Đối với mạch này thì tín hiệu giữa ngõ vào và ngõ ra đồng pha nhau. Trở kháng ngõ vào thấp còn trở kháng ngõ ra cao. Độ lợi dòng lớn nhất bằng 1. Cực nền được nối với mass AC.
+ Vcc 2.Cấu hình E chung (E-C): Rc R1 C3 + Vout RL C1 Vin Q1 + NPN Vin + R2 RE C2 Cấu hình transistor ghép E-C Dòng vào là IB , dòng ra là IC, điện áp vào là VBE còn điện áp ra là VCE. Đối với mạch này thì tín hiệu giữa ngõ vào và ngõ ra đảo pha nhau. Trở kháng ngõ vào vài k ,còn trở kháng ngõ ra vài chục k. Đối với mạch này thì thường dùng trong mạch khuếch đại công suất vì vừa khuếch đại áp, dòng.
3.Cấu hình C chung ( C_C): Vcc R1 Vin Vin C1 Q1 + NPN C2 + Vout R2 RL RE RL Cấu hình transistor ghép CC Dòng vào là dòng IB , dòng ra là dòng IE, điện áp vào là VBC còn điện áp ra là VEC. Đối với mạch này thì tín hiệu giữa ngõ vào và ngõ ra đồng pha nhau. Trở kháng ngõ vào cao trở kháng ngõ ra thấp. Độ lợi áp trong mạch này lớn nhất bằng 1.
Bảng tóm tắt 3 caùch gheùp transistor: Cách ráp Tổng trở Tổng trở Độ khuếch Độ khuếch Pha giữa tín vào rI ra r0 đại điện thế đại dòng hiệu vào và Av điện AI ra Vài chục Vài chụcvài E chung Vài KΩ Vài trăm lần Đảo pha KΩ trăm Vài trăm B Chung Vài KΩ Vài trăm lần 1 Đồng pha KΩ Vài trăm Vài chục Vài chục C Chung 1 Đồng pha KΩ Ω vài trăm
I. Phân cực transistor: 1.Phân cực bằng hai nguồn điện riêng: IC RC ICmax Đường tải tĩnh (dc) VCC ICQ Q(ICQ, VCEQ) RB RE VBB VCC VCE VCEQ Mạch phân cực Transistor bằng hai nguồn riêng và đường tải
2. Phân cực bằng nguồn điện chung: RC RB VCC RE Mạch phân cực transistor bằng nguồn điện chung
3. Phân cực cho cực B bằng cầu phân thế: RC RC RB1 VCC VCC RB RB2 RE RE VBB Mạch phân cực dùng cầu phân thế Mạch tương đương Công thức đổi nguồn theo Thevenine là: R B2 R .R V BB  V CC R  RB 2 B1 R    B B2 B1 R R B1 B2
4. Dùng điện trở RE để ổn định nhiệt: RC RB1 VCC RB2 RE Mạch ổn định nhiệt transistor dùng điện trở RE
5. Dùng điện trở RB hồi tiếp từ cực C: RC RB VCC RE Mạch ổn định nhiệt transistor dùng điện trở RB hồi tiếp từ cực C
Đặc tuyến ngõ vào (IB/IC) IB (A) RC VCC RB RE VBB V 0.45 0.5 0.55 0.6 Mạch điển hình Đặc tuyến ngõ vào transistor  Ở mỗi điện thế VBE thì dòng điện IB có trị số khác nhau ví dụ như • VBE  0,45V; IB  10A • VBE  0,5V ; IB  20A • VBE  0,55V; IB  30A • VBE  0,6V ; IB  40A  Đặc tuyến trên được vẽ ứng với điện thế VCE= 2v. Khi điện thế VCE > 2v thì đặc tuyến thay đổi không đáng kể
Đặc tuyến truyền dẫn:  Xét dịng điện IC theo điện thế VBE.  Đặc tuyến IC/ VBE cĩ dạng giống như đặc tuyến IB/ VBE nhưng dịng điện IC cĩ trị số lớn hơn IB nhiều lần. IC ( mA) Ở mỗi điện thế VBE, thì dòng điện IC có trị số khác nhau • VBE  0,45v ; IC= 1mA ; • VBE  0,5v ; IC = 2mA ; • VBE  0,55v ; IC  3mA; • VBE  0,6v ; IC  4mA;  Do đó ta có tỉ số • IC / IB =  gọi là độ khuếch đại dòng điện của transistor.  Ví dụ :Ở điện thế VBE = 0,5v.Thì IB = 20A, IC = 2mA. • I C 2mA     100 I B 20A V 0.45 0.5 0.55 0.6 Độ khuếch đại dòng điện thường có trị số lớn từ vài chục đến vài trăm lần.
Đặc tuyến ngõ ra ( IC/VCE) • Đặc tuyến ngõ ra transistor IC(mA) IC5 IB5 IC4 IB4 IB3 IC3 IB2 IC2 IB1 IC1 VCE