Transistor là linh kiện bán dẫn được ứng dụng rất rộng rãi, đặc
biệt là trong các ứng dụng khuếch đại, điều khiển đóng ngắt bằng
điện, điều chế tín hiệu hay tạo dao động. Để tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này mời các bạn tham khảo "Bài giảng Giới thiệu và ứng dụng của Transitor".
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Giới thiệu và ứng dụng của Transitor
- Transitor
GIỚI THIỆU VÀ ỨNG DỤNG
CỦA TRANSITOR
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
Transistor là linh kiện bán dẫn được ứng dụng rất rộng rãi, đặc
biệt là trong các ứng dụng khuếch đại, điều khiển đóng ngắt bằng
điện, điều chế tín hiệu hay tạo dao động. Transistor đóng vai trò
các khối cơ bản trong các mạch điện của các thiết bị điện tử như
máy tính, điện thoại...
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
Cấu tạo:
Transistor lưỡng cực cấu tạo gồm các miền bán dẫn pha tạp p và n xen
kẽ nhau, tùy theo trình tự sắp xếp các miền p và n mà ta có hai loại cấu
trúc điển hình là npn và pnp như hình vẽ:
Mũi tên bao giờ cũng được đặt giữa hai cực B và E. Chiều mũi tên cho
biết transistor là loại npn hay pnp. Chiều mũi tên hướng từ p sang n
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
Transistor có 3 điện cực:
E – Emitter
B – Base
C – Collector
Hai tiếp giáp:
tiếp giáp pn giữa Emitter và Base gọi là JE.
tiếp giáp pn giữa Collector và Base gọi là JC.
Về mặt cấu trúc, có thể coi transistor như hai diode mắc đối nhau
như hình vẽ. Nhưng điều này không có nghĩa là cứ mắc hai diode
như hình là có thể thực hiện chức năng của transistor.
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
Nguyên lý hoạt động
Transistor có 2 tiếp giáp pn, mỗi tiếp giáp pn có 2 khả năng hoặc
phân cực thuận hoặc phân cực ngược. Kết hợp lại, ta có thể có 4
trường hợp hoạt động của transistor như sau:
JE JC Miền làm việc Ứng dụng
Phân cực ngược Phân cực ngược Miền cắt Khóa
Phân cực thuận Phân cực ngược Miền tích cực Khuếch đại
Phân cực thuận Phân cực thuận Miền bão hòa Khóa
Phân cực ngược Phân cực thuận Tích cực ngược
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
Để transistor hoạt động ở chế độ khuếch đại, JE phân cực thuận và JC phân cực
ngược. Sự tác động qua lại của 3 lớp bán dẫn trong transistor tạo ra những liên
hệ cơ bản trong transistor như sau:
I E IC I B
IC là hệ số khuếch đại dòng điện (50÷250)
IB
I
C là hệ số truyền đạt dòng điện. (≈1)
IE
IE I
1 B
IC IC
1 1
1
1
- Transitor lưỡng cực
Biopolar Junction Transitor
Các dạng mắc mạch cơ bản của transistor:
Khi sử dụng, về nguyên tắc có thể dùng 2 trong 3 cực của
transistor làm đầu vào và cực thứ 3 còn lại cùng với 1 cực đầu
vào làm đầu ra. Như vậy, có tất cả 6 cách mắc khác nhau. Nhưng
dù mắc thế nào cũng cần có 1 cực chung cho cả đầu ra và đầu
vào. Trong 6 cách mắc đó, chỉ có 3 cách mắc là transistor có thể
khuếch đại công suất đó là cách mắc chung Emitter (EC), chung
Base (BC) và chung Collector (CC). Ba cách mắc còn lại không
có ứng dụng trong thực tế. Sau đây ta sẽ xem xét từng cách mắc,
đặc tuyến vào ra tương ứng.
- Mạch chung Emitter(EC)
Mạch chung Emitter (EC):
Trong cách mắc E chung, cực E được lấy làm cực chung cho đầu
vào và đầu ra. Điện áp vào là UBE, điện áp ra là UCE. Dòng điện
vào là dòng IB, dòng điện ra là dòng IC.
- Mạch chung Emitter(EC)
Đặc tuyến vào: I B f (U BE ) UCE const
Đặc tuyến vào của transistor mắc EC giống như đặc tuyến của diode
phân cực thuận : dòng IB trong trường hợp này chính là 1 phần của
dòng IE chảy qua chuyển tiếp JE phân cực thuận.
Với UBE=const, khi UCE càng lớn thì IB càng nhỏ và ngược lại.
- Mạch chung Emitter(EC)
Đặc tuyến ra: I C f (U CE ) I B const
Khi điện áp UCE nhỏ, độ dốc của đặc tuyến là khá lớn. Quan hệ giữa IC
và UCE gần như là đường thẳng.
Khi UCE lớn hơn 2V, dòng điện IC gần như không phụ thuộc vào UCE.
Trong vùng này, giá trị của IC bằng khoảng 100 lần IB
- Mạch chung Emitter(EC)
- Mạch chung Emitter(EC)
Nhận xét :
Đối với transistor mắc EC, miền tích cực là miền có JE phân cực
thuận, JC phân cực ngược. JE phân cực thuận tương ứng với UBE>0,
từ đặc tuyến vào ta thấy khi UBE>0 thì IB>0. JC phân cực ngược ứng
với UBC
- Mạch chung Base(BC)
Trong cách mắc B chung, cực B được lấy làm cực chung
cho đầu vào và đầu ra. Điện áp vào là UEB, điện áp ra là
UCB. Dòng điện vào là dòng IE, dòng điện ra là dòng IC.
- Mạch chung Base(BC)
Đặc tuyến vào: I E f (U EB ) U CB const
- Mạch chung Base(BC)
Nhận xét
Vì tiếp giáp JE luôn phân cực thuận nên đặc tuyến vào của
transistor mắc B chung cơ bản giống với đặc tuyến của diode
phân cực thuận. IE chính là dòng điện qua diode, UEB chính là
điện áp trên diode.
So với cách mắc EC, ta thấy dòng điện vào IE ở đây lớn hơn rất
nhiều (đơn vị là mA).
Từ hình vẽ, ta thấy với UEB=const, dòng điện IE sẽ càng lớn khi
UCB càng lớn và ngược lại.
- Mạch chung Base(BC)
Đặc tuyến ra:
Từ đặc tuyến ra ta thấy, với IE cố định, IC gần bằng IE và gần như không
phụ thuộc vào điện áp ra UCB. Điều này có thể dễ thấy từ công thức:
I C .I E 1
- Mạch chung Collector(CC)
Trong cách mắc C chung, cực C được lấy làm cực chung cho đầu
vào và đầu ra. Điện áp vào là UBC, điện áp ra là UEC. Dòng điện
vào là dòng IB, dòng điện ra là dòng IE
- Mạch chung Collector(CC)
Đặc tuyến vào: I B f (U BC ) U EC const
Ta có:
U EC U EB U BC
Với tiếp giáp JE phân cực thuận, UEB luôn giữ cố định (UEB=-0.7V cho
Silic, UEB=-0.3V cho Gecmani). Vì vậy, UBC phụ thuộc hoàn toàn vào
UEC, các họ đặc tuyến có dạng đường thẳng song song với trục tung.
- Mạch chung Collector
Đặc tuyến ra: I E f (U EC ) I B const
Khi điện áp UCE nhỏ, độ dốc của đặc tuyến là khá lớn. Quan hệ
giữa IC và UCE gần như là đường thẳng.
Khi UCE lớn hơn 2V, dòng điện IC gần như không phụ thuộc vào
UCE. Trong vùng này, giá trị của IC bằng khoảng 100 lần IB.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
