Chương 3: Transistor tiếp giáp lưỡng cực BJT

Chia sẻ: Vương Thị Lý | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

286
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3: Transistor tiếp giáp lưỡng cực BJT tập trung giới thiệu tới các bạn những nội dung về cấu tạo và nguyên lý làm việc của BJT; các dạng mắc mạch cơ bản của BJT; giới hạn vùng làm việc của BJT; phân cực cho BJT; hệ số ổn định S và một số nội dung khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 3: Transistor tiếp giáp lưỡng cực BJT

Môc lôc 3.1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña BJT ........................................................................................2 3.1.1. CÊu t¹o cña BJT ....................................................................................................................2 3.1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña BJT .................................................................................................3 3.1.3. Quan hÖ dßng ®iÖn IE, IB, IC vµ c¸c hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn α, β .....................................5 3.2. C¸c d¹ng m¾c m¹ch c¬ b¶n cña BJT.............................................................................................7 3.3. Giíi h¹n vïng lµm viÖc cña BJT .................................................................................................13 3.4. Ph−¬ng tr×nh ®−êng t¶i vµ ®iÓm lµm viÖc tÜnh (chÕ ®é 1 chiÒu) .................................................15 3.5. Ph©n cùc cho BJT........................................................................................................................16 3.5.1. Ph©n cùc Baz¬ (hay ph©n cùc b»ng dßng cè ®Þnh)..............................................................16 3.5.2. Ph©n cùc Emit¬ ...................................................................................................................18 3.5.3. Ph©n cùc b»ng ph©n ¸p........................................................................................................20 3.5.4. Ph©n cùc b»ng håi tiÕp Colect¬...........................................................................................22 3.6. HÖ sè æn ®Þnh S...........................................................................................................................23 3.6.1. §Þnh nghÜa hÖ sè æn ®Þnh ....................................................................................................23 3.6.2. HÖ sè æn ®Þnh cho c¸c lo¹i m¹ch ph©n cùc .........................................................................24 3.7. Ph−¬ng ph¸p lùa chän ®iÓm c«ng t¸c tÜnh Q dùa trªn c¸c tham sè vµ ®Æc tÝnh cña BJT ............26 3.8. BJT chuyÓn m¹ch........................................................................................................................29 3.8.1. ChÕ ®é chuyÓn m¹ch cña BJT .............................................................................................29 3.8.2. ChÕ ®é c¾t dßng vµ bSo hoµ cña BJT..................................................................................30 3.9. BJT lµm viÖc ë chÕ ®é khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá. .........................................................................31 3.9.1. Kh¸i niÖm............................................................................................................................31 3.9.2. BiÕn ®æi s¬ ®å m¹ch nguyªn lý sang s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ....................................................31 3.9.3. Mét sè tham sè c¬ b¶n trong m¹ch khuÕch ®¹i...................................................................32 3.9.4. §−êng t¶i vµ ®iÓm lµm viÖc ®éng .......................................................................................33 3.9.5. S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè vËt lý - re .................................................................................33 3.9.6. S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè h (hybrid)................................................................................36 1
Ch−¬ng 3. Transistor tiÕp gi¸p l−ìng cùc BJT (Bipolar Junction Transistor) 3.1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña BJT 3.1.1. CÊu t¹o cña BJT Ng−êi ta lÊy hai lo¹i b¸n dÉn ghÐp theo thø tù P-N-P hoÆc N-P-N th× ®−îc mét cÊu tróc cña lo¹i Tranzito tiÕp gi¸p l−ìng cùc vµ ®−îc viÕt t¾t lµ BJT (Bipolar Junction Transistor). Kh¸i niÖm l−ìng cùc (Bipolar) ë ®©y ®−îc hiÓu lµ Tranzito dïng hai lo¹i h¹t dÉn ®a sè: ®ã lµ ®iÖn tö (nn mang ®iÖn tÝch ©m) vµ lç trèng (pp mang ®iÖn tÝch d−¬ng). Tuú theo c¸ch ghÐp hai chÊt b¸n dÉn mµ ng−êi ta cã lo¹i Tranzito PNP vµ Tranzito NPN. Tranzito BJT cã 3 cùc ®−îc gäi tªn vµ ký hiÖu nh− sau: Emit¬ - Ký hiÖu lµ E (tiÕng Anh viÕt lµ Emitter) Baz¬ - Ký hiÖu lµ B (tiÕng Anh viÕt lµ Base) Colect¬ - Ký hiÖu lµ C (tiÕng Anh viÕt lµ Collector) 3.8 mm 0,025 mm E C E C P N P B B EE EC 3,8 mm 0,025 mm E E C C N P N B + + B EE EC H×nh 3-1 : CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña BJT lo¹i PNP vµ NPN Trªn h×nh 3-1 m« t¶ cÊu t¹o vµ ký hiÖu cña hai lo¹i BJT, trªn ký hiÖu cã mòi tªn t¹i Emit¬ ngÇm chØ chiÒu dßng ®iÖn Emit¬. ViÖc chän kÝch th−íc c¸c vïng Emit¬, Baz¬ vµ Colect¬ còng nh− nång ®é h¹t dÉn ®a sè t¹i c¸c vïng nµy ph¶i tu©n thñ mét qui t¾c nhÊt ®Þnh. Trªn h×nh 3-1 cho thÊy vïng Baz¬ cã kÝch th−íc rÊt máng (nhá h¬n 100 lÇn) so víi hai vïng Emit¬ vµ Colect¬. VÒ nång ®é h¹t dÉn ®a sè t¹i vïng Emit¬ lµ lín nhÊt, sau ®ã ®Õn vïng Colect¬ cßn vïng 2
Baz¬ th× cÇn rÊt nhá, nhá h¬n nhiÒu lÇn (tèi thiÓu lµ 10 lÇn hoÆc bÐ h¬n) so víi nång ®é hai vïng trªn. Víi ph©n bè h¹t dÉn ®S nªu ë trªn, ng−êi ta muèn ®¹t ®−îc mét kÕt qu¶ lµ dßng Baz¬ cµng nhá cµng tèt (ý nghÜa cña kÕt qu¶ nµy sÏ ®−îc gi¶i thÝch ë phÇn hÖ sè α, β). 3.1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña BJT BJT lµ lo¹i cÊu kiÖn b¸n dÉn cã hai tiÕp gi¸p PN. Mçi tiÕp gi¸p PN vÒ nguyªn t¾c gièng nh− mét §iot. Phô thuéc vµo c¸ch ph©n cùc thuËn hay ng−îc cña hai tiÕp gi¸p nµy mµ ta cã c¸c chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau cña BJT. M« h×nh ®¬n gi¶n cña BJT ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-2, hai tiÕp gi¸p ®−îc ký hiÖu JE (tiÕp gi¸p Emit¬ - Baz¬) vµ JC (tiÕp gi¸p Colect¬ - Baz¬). Cã 3 tr−êng hîp nh− sau: JE - ph©n cùc thuËn BJT lµm viÖc ë vïng tÝch cùc (active region) JC - ph©n cùc ng−îc (dïng trong chÕ ®é khuÕch ®¹i tÝn hiÖu) JE - ph©n cùc ng−îc BJT lµm viÖc ë vïng tÝch cùc ®¶o (reverse-active region) JC - ph©n cùc thuËn (dïng trong chÕ ®é khuÕch ®¹i ®¶o tÝn hiÖu) JE - ph©n cùc ng−îc BJT lµm viÖc ë vïng c¾t dßng (cutoff region) JC - ph©n cùc ng−îc (dïng trong chÕ ®é chuyÓn m¹ch - switch) JE - ph©n cùc thuËn BJT lµm viÖc ë chÕ ®é bSo hoµ (saturation region) JC - ph©n cùc thuËn (dïng trong chÕ ®é chuyÓn m¹ch - switch) JE JC JE JC E E C C B B a) Lo¹i Tranzito PNP b) Lo¹i Tranzito NPN H×nh 3-2: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ®¬n gi¶n cña BJT §Ó ph©n tÝch c¬ chÕ lµm viÖc vµ c¸c dßng ®iÖn ch¹y trong BJT cã thÓ lÊy nÒn t¶ng ®S nghiªn cøu ®èi víi §iot b¸n dÉn. Trªn h×nh 3-3 m« t¶ qu¸ tr×nh nµy (lÊy vÝ dô cho BJT lo¹i PNP) XÐt BJT lµm viÖc á vïng tÝch cùc: tiÕp gi¸p Emit¬ ph©n cùc thuËn, tiÕp gi¸p Colect¬ ph©n cùc ng−îc. Hai tiÕp gi¸p PN h×nh thµnh hai vïng ®iÖn tÝch kh«ng gian. Gäi t¾t tiÕp gi¸p Emit¬ - Baz¬ lµ tiÕp gi¸p Emit¬; TiÕp gi¸p Colect¬ - Baz¬ lµ tiÕp gi¸p Colect¬. Nguån EE m¾c ph©n cùc thuËn cho tiÕp gi¸p Emit¬, cßn nguån EC m¾c ph©n cùc ng−îc cho tiÕp gi¸p Colet¬. GÇn nh− toµn bé ®iÖn ¸p nguån EC h¹ trªn tiÕp gi¸p colect¬: UCE ≈ EC (3-1) 3
UtXE UtXC P N(nn) P E IE IC C IE IB IC0 np Pn np IC B UEB UCB IB + + EE EC pp (Emit¬) > pp (Colect¬) >> nn (Baz¬) UEB: §iÖn ¸p h¹ trªn tiÕp gi¸p Emit¬ do nguån EE cung cÊp vµ UEB / UBE ≅ 0,7v (Si) vµ ≅ 0,3v (Ge) UCE: §iÖn ¸p h¹ trªn tiÕp gi¸p Colect¬ - Emiter do nguån EC cung cÊp vµ UCE ≈ EC H×nh 3-3: Sù h×nh thµnh c¸c dßng ®iÖn trong BJT. Do tiÕp gi¸p Emit¬ ph©n cùc thuËn, ®iÖn ¸p tæng trªn tiÕp gi¸p gi¶m ®i vµ b»ng: U∑(E) = UtxE - UEB (3-2) Lµm cho dßng khuÕch t¸n c¸c h¹t dÉn ®a sè t¨ng m¹nh (lç trèng pp tõ Emit¬ khuÕch t¸n sang Baz¬ vµ ®iÖn tö nn tõ Baz¬ sang Emit¬) t¹o thµnh dßng IE. Tuy nhiªn do nång ®é pp (Emit¬) >> nn (Baz¬) nªn trong thµnh phÇn cña IE chñ yÕu lµ do lç trèng tõ Emit¬ t¹o thµnh. T¹i vïng Baz¬ s¸t tiÕp gi¸p Emit¬ nång ®é lç trèng giê ®©y lín h¬n nhiÒu so víi phÝa s¸t tiÕp gi¸p Colect¬ nªn dßng h¹t dÉn nµy tiÕp tôc khuÕch t¸n vÒ phÝa tiÕp gi¸p colect¬. Trong qu¸ tr×nh khuÕch t¸n nµy mét sè lç trèng t¸i hîp víi ®iÖn tö t¹i vïng Baz¬ vµ t¹o thµnh dßng Baz¬ IB. Tuy nhiªn nh− ®S nãi ë phÇn trªn, do nång ®é h¹t dÉn ®a sè t¹i Baz¬ nhá, mÆt kh¸c bÒ dÇy cña Baz¬ lµ rÊt nhá nªn dßng IB
thµnh phÇn do h¹t dÉn thiÓu sè ë vïng Baz¬ vµ Colect¬ t¹o thµnh IC0 (b¶n chÊt lµ dßng IC∑ = IC + IC0 (3-4) Tr«i - xem trong phÇn §iot). Trªn thùc tÕ dßng IC0 rÊt nhá ; IC0
dI C ∆ IC I −I β ac = ≅ = Ci Ci -1 (3-9) dI B ∆ IB IBi − IBi -1 Trong ®ã ∆IC vµ ∆IB lµ gi¸ trÞ biÕn thiªn nhá cña dßng Colect¬ vµ Baz¬. Thùc tÕ hai gi¸ trÞ βdc vµ βac còng kh«ng kh¸c nhau nhiÒu βdc ≅ βac nªn thËm chÝ cã thÓ dïng chung mét kh¸i niÖm β (trõ vïng tÇn sè cao) L−u ý: Trong sæ tay kü thuËt th−êng cho tham sè hFE - lµ hÖ sè khuÕch ®¹i m¾c theo s¬ ®å Emit¬ chung. ChØ sè FE - nÕu viÕt b»ng ch÷ in t−¬ng øng víi chÕ ®é mét chiÒu, cßn viÕt fe - ch÷ th−êng t−¬ng øng víi chÕ ®é xoay chiÒu: βdc = hFE ; βac = hfe HÖ sè α Ýt phô thuéc vµo dßng IC vµ tÇn sè tÝn hiÖu, cßn hÖ sè β phô thuéc kh¸ nhiÒu vµo IC vµ tÇn sè (h×nh 3-4). β T = 1000C T = IC f a) β phô thuéc vµo dßng IC b) β phô thuéc vµo tÇn sè tÝn hiÖu H×nh 3-4: Sù phô thuéc cña β vµo dßng IC vµ tÇn sè tÝn hiÖu §å thÞ h×nh 3-4a cã thÓ gi¶i thÝch ng¾n gän nh− sau: Khi t¨ng IC qu¸ mét gi¸ trÞ nµo ®ã th× β b¾t ®Çu gi¶m lµ do khi IC t¨ng nhiÒu lµm h¹t dÉn thiÓu sè t¹i Baz¬ t¨ng (h¹t dÉn tõ Emit¬ khuÕch t¸n sang) lµm t¨ng dßng t¸i hîp víi h¹t dÉn ®a sè cña Baz¬ lµm t¨ng dßng IB vµ g©y ra gi¶m β. Víi ®å thÞ h×nh 3-4b khi tÇn sè t¨ng β gi¶m do hai nguyªn nh©n chÝnh. Thø nhÊt lµ do ¶nh h−ëng cña ®iÖn dung tiÕp gi¸p Emit¬ vµ Colect¬. Ngoµi ra cßn do thêi gian bay cña h¹t dÉn qua Baz¬ cã h¹n nªn khi tÇn sè lín, chóng kh«ng kÞp ®Õn tíi tiÕp xóc Colect¬ th× tÝn hiÖu ®S ®æi chiÒu lµm gi¶m dßng IC còng nh− g©y sù dÞch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p. Quan hÖ gi÷a α, β ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: IE = IB + IC Chia c¶ hai vÕ cho IC cã: β (3-10) α= 1 +β Theo ®Þnh nghÜa α vµ β sÏ ®−îc: IE I = B +1 IC IC 6
KÕt qu¶: 1 1 = +1 α β Hay tÝnh β theo α cã: α (3-11) β= 1- α Nh− vËy biÕt α cã thÓ tÝnh ®−îc β hoÆc ng−îc l¹i. Nh÷ng quan hÖ cÇn ghi nhí: IE = IC + IB IC = β IB IE = (β + 1 )I B I C = α I E + I C0 ≅ α IE (3-12) β α = 1 + β α β = 1 - α 3.2. C¸c d¹ng m¾c m¹ch c¬ b¶n cña BJT Cã 3 d¹ng m¾c c¬ b¶n: Baz¬ chung - Ký hiÖu CB (Common Base) Emit¬ chung - Ký hiÖu CE (Common Emitter) Colect¬ chung - Ký hiÖu CC (Common Colector) Kh¸i niÖm ®iÓm chung cã thÓ hiÓu lµ ®iÓm chung cho m¹ch vµo vµ ra. Trong phÇn nµy kh¶o s¸t c¸c ®Æc tuyÕn tÜnh (chÕ ®é mét chiÒu) cña tõng d¹ng m¾c m¹ch. 3.2.1. M¹ch Baz¬ chung - BC M¹ch BC ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-5 cho hai lo¹i BJT - PNP vµ NPN. IE IC IE IC E C E C UBE B UCB UBE B UCB EE EC EC EE IB I a) BJT lo¹i PNP b) BJT lo¹i NPN H×nh 3-5: M¹ch Baz¬ chung ®èi víi tranzito lo¹i PNP vµ NPN. Víi m¹ch Baz¬ chung cã quan hÖ sau: M¹ch vµo: IE - dßng vµo, UBE - ®iÖn ¸p vµo → kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn tÜnh I E = f (U BE ) U CB = const 7
M¹ch ra: IC - dßng ra UCB - §iÖn ¸p ra → kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn tÜnh I C = f (U CB ) I E =const Hä ®Æc tuyÕn vµo tÜnh ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-6 víi gi¸ trÞ kh¸c nhau cña UCB. §Æc tuyÕn gièng nh− nh¸nh ph¶i cña ®Æc tuyÕn V«n - Ampe cña §iot. Khi UCB t¨ng, ®Æc tuyÕn h¬i dÞch vÒ phÝa tr¸i (dßng IE t¨ng chót Ýt) lµ do UCB ph©n cùc ng−îc. Khi UCB t¨ng lµm t¨ng bÒ dÇy cña líp tiÕp xóc Colect¬ vµ më réng chñ yÕu vÒ phÝa Baz¬ (lµ vïng cã nång ®é h¹t dÉn thÊp) lµm cho kho¶ng c¸ch hiÖu dông gi÷a chuyÓn tiÕp Emit¬ vµ Colect¬ ng¾n l¹i vµ do ®ã lµm t¨ng dßng IE. §Æc tuyÕn vµo cã thÓ lý t−ëng ho¸ nh− h×nh 3-6b. Khi ®ã ®iÖn ¸p UBE ®−îc lÊy gi¸ trÞ cè ®Þnh lµ: 0,7V (Si) ; 0,3V (Ge) IE (mA) IE (mA) UCB = 20V BJT lo¹i Si 8 8 UCB = 10V 6 6 4 UCB = 1V 4 2 2 0,7 V 0, 0, 0, 0, 1 UBE (V) 0, 0, 0, 0, 1 UBE a) Hä ®Æc tuyÕn vµo b) §Æc tuyÕn vµo tuyÕn tÝnh ho¸ lý t−ëng (V) H×nh 3-6: Hä ®Æc tuyÕn vµo I E = f (U BE ) U CB = const Hä ®Æc tuyÕn ra tÜnh: I C = f (U CB ) I E =const ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-7 IC (mA) Vïng tÝch cùc IE = 5mA Vïng bSo hoµ IE = 4mA IE = 3mA UCE thñng Vïng ®¸nh thñng IE = 2mA IE = 1mA IE = 0mA 0 5 10 15 ICB0 20 UCB (V) Vïng c¾t dßng H×nh 3-7: Hä ®Æc tuyÕn ra tÜnh cña m¹ch Baz¬ chung I C = f (U CB ) I E = const 8
Vïng bJo hoµ: (Saturation Region) khi UCB ≤ 0. Vïng nµy dßng IC gi¶m rÊt nhanh vµ tiÕn tíi 0 khi UCB < 0. Trong vïng nµy tiÕp xóc Colect¬ ph©n cùc thuËn nªn c¶n l¹i dßng h¹t dÉn khuÕch t¸n tõ Baz¬ sang lµm cho dßng IC gi¶m tíi 0 khi UCB ≥ UtxC (UtxC lµ ®iÖn ¸p tiÕp xóc t¹i tiÕp xóc Colect¬). Nh− vËy ë vïng bSo hoµ c¶ hai tiÕp xóc Emit¬ vµ Colect¬ ®Òu ph©n cùc thuËn. Vïng c¾t dßng: (Cutoff - Region) víi gi¸ trÞ IE ≤ 0. Vïng nµy tiÕp xóc Emit¬ ph©n cùc ng−îc, dßng IE = 0. T¹i vïng c¾t dßng c¶ hai tiÕp xóc ph©n cùc ng−îc. Vïng tÝch cùc: (Active - Region) ®©y lµ vïng khuÕch ®¹i tÝn hiÖu. T¹i vïng nµy dßng IC t¨ng rÊt Ýt khi UCB t¨ng v× khi c¸c h¹t dÉn khuÕch t¸n qua ®−îc Baz¬ ®Òu ®Õn ®−îc tiÕp xóc Colect¬ vµ t¹o thµnh dßng IC. L−îng t¨ng nhá cña IC lµ do khi UCB t¨ng, tiÕp xóc Colect¬ më réng ra (chñ yÕu vÒ phÝa Baz¬) lµm gi¶m kh¶ n¨ng t¸i hîp h¹t dÉn t¹i Baz¬ tøc lµm gi¶m IB vµ IC t¨ng chót Ýt do IE gi÷ kh«ng ®æi. L−u ý: T¹i ®Æc tuyÕn víi IE = 0, dßng IC cßn mét gi¸ trÞ lµ dßng d− IC0 do h¹t dÉn thiÓu sè t¹o thµnh. Dßng nµy rÊt nhá. Trong m¹ch BC, dßng nµy cã ký hiÖu lµ ICB0. Theo (3-12) cã: IC = αIE + ICB0 (3-13) NÕu IE = 0 (hë m¹ch Emit¬) th× dßng ICB0 chÝnh lµ dßng Colect¬ khi hë m¹ch vµo Emit¬ (h×nh 3-8). I C IE = 0 = I CB0 (3-14) IE = 0 ICB0 EC H×nh 3-8: Dßng ICB0 trong m¹ch Baz¬ chung Vïng ®¸nh thñng: (Breakdown - Region) nÕu UCB qu¸ lín sÏ g©y nªn hiÖn t−îng ®¸nh thñng tiÕp gi¸p Colect¬ lµm dßng IC t¨ng ®ét ngét (®¸nh thñng Zener hay ®¸nh thñng th¸c lò hoÆc c¶ hai). Chó ý: §èi víi m¹ch m¾c kiÓu Base chung th−êng cã hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p tõ 50 ®Õn 300, hÖ sè khuÕck ®¹i dßng ®iÖn < 1 (do IC /IE = α, α th−êng < 1 ). 3.2.2. M¹ch Emit¬ chung - CE (Common Emitter) M¹ch cã Emit¬ lµ ®iÓm chung cho m¹ch vµo vµ ra. C IC IC IB IB C B B UCE EC EC UBE E E EB EB IE IE a) BJT lo¹i PNP b) BJT lo¹i NPN H×nh 3-9: M¹ch Emit¬ chung ®èi víi tranzito lo¹i PNP vµ NPN 9
IC (mA) Hä ®Æc tuyÕn tÜnh lµ vµo vµ ra: Vïng tÝch cùc( khuÕch ®¹i) 90µA 8 80µA UCE thñng Hä ®Æc tuyÕn ra : 7 70µA IC = f (UCE) IB = const 6 60µA Vïng ®¸nh IC dßng ra, UCE lµ ®iÖn ¸p ra, 50µA thñng 5 tiÕp IB dßng vµo. Vïng 40µA bSo gi¸p 4 Colect¬ hoµ 30µA 3 20µA 2 10µA 1 IB = 0µA 0 5 10 15 20 UCE (V) Hä ®Æc tuyÕn vµo: UCE bh ICE0 ≈ βICB0 Vïng c¾t dßng IB = f (UBE) UCE = const IB(mA) IB(MA) UCE = 1V 100 100 UCE = 10V 80 UCE = 20V 80 60 60 40 40 20 20 0 0, 0, 0, 0, 1 UBE(V) 0 0, 0, 0, 0, UBE(V) b) Hä ®Æc tuyÕn vµo IB = f (UBE) UCE = const c) §Æc tuyÕn vµo lý t−ëng H×nh 3-10: Hä ®Æc tuyÕn ra (a) vµ vµo (b ,c ) cña m¹ch Emit¬ chung - EC (BJT lo¹i NPN - Si). Hä ®Æc tuyÕn ra: IC = f (UCE) IB = const cho thÊy ë ®©y còng gåm 4 vïng: Vïng tÝch cùc: (hay cßn gäi lµ vïng khuÕch ®¹i) khi tiÕp xóc Emit¬ ph©n cùc thuËn vµ tiÕp xóc Colector ph©n cùc ng−îc. C¬ chÕ t−¬ng tù nh− trong m¹ch Baz¬ chung - BC, nh−ng ë ®©y dßng IC cã t¨ng m¹nh h¬n khi UCE t¨ng (®é dèc ®Æc tuyÕn lín h¬n). Sù t¨ng nµy còng do ®é réng hiÖu dông cña miÒn Baz¬ hÑp l¹i do tiÕp xóc Colect¬ më réng ra khi UCE t¨ng lµm sè h¹t dÉn ®Õn ®−îc Colect¬ nhiÒu h¬n. Mét ®Æc ®iÓm cÇn l−u ý n÷a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Æc tuyÕn kh«ng ®Òu nhau khi dßng IB thay ®æi mét l−îng nh− nhau (vÝ dô: Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®Æc tuyÕn víi IB = 10µA vµ IB = 20µA lín h¬n 10
kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®Æc tuyÕn øng víi IB =70µA vµ IB = 80µA). (L−u ý lµ ®èi víi m¹ch Baz¬ chung c¸ch gi÷a c¸c ®Æc tuyÕn ra lµ ®Òu h¬n). Vïng bJo hoµ: Khi c¶ hai tiÕp xóc Emit¬ vµ Colect¬ ph©n cùc thuËn. Khi nµy dßng IC t¨ng rÊt nhanh. §iÖn ¸p bSo hoµ UCE bh ≈ 0,3V. Vïng c¾t dßng: N»m d−íi ®Æc tuyÕn øng víi IB = 0 øng víi c¶ hai tiÕp xóc Emit¬ vµ Colect¬ ph©n cùc ng−îc. Víi IB = 0, cã dßng d− - gäi lµ ICE0. Dßng nµy ®−îc x¸c ®Þnh nh− trªn h×nh 3-11 víi cùc Baz¬ hë (IB = 0). B C IB = 0 ICE0 E EC H×nh 3-11: X¸c ®Þnh dßng ICE0 (øng víi cùc B hë IB = 0) X¸c ®Þnh dßng ICE0 nh− sau: IC = αIE + ICB0 Hay: IC = α(IC + IB) + ICB0 Rót ra: αI B I (3-15) IC = + CB0 1- α 1- α Víi m¹ch CE, khi IB = 0 th× thµnh phÇn thø hai cña biÓu thøc (3-15) chÝnh lµ ICE0: ICB0 ICE0 = = (β +1) ICB0 ≅ βICB0 I =0 1- α B VËy: (3-16) ICE0 ≅ βI CB0I =0 B C«ng thøc (3-16) cho thÊy dßng d− ICE0 trong m¹ch CE >> dßng d− ICB0 trong m¹ch BC. Dßng d− l¹i phô thuéc nhiÒu vµo nhiÖt ®é, nªn m¹ch CE sÏ bÞ ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é nhiÒu h¬n lµ m¹ch CB. Vïng ®¸nh thñng: Khi UCE qu¸ lín ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã lµm ®¸nh thñng tiÕp xóc Colect¬. Khi ®ã dßng IC t¨ng vät. Hä ®Æc tuyÕn vµo: IB = f (UBE) UCE = const: §Æc tuyÕn nµy còng gièng nh− ®Æc tuyÕn V«n - Ampe cña §iot b¸n dÉn. T¨ng UCE dßng IB gi¶m ®i ®«i chót Ýt do ®é réng hiÖu dông cña vïng Baz¬ hÑp l¹i lµm sù t¸i hîp gi¶m ®i tøc lµ dßng IB gi¶m (h×nh 3-10b). Tuy nhiªn sù thay ®æi dßng IB do t¸c ®éng cña UCE lµ nhá vµ ®Æc tuyÕn vµo IB = f(UBE) cã thÓ thay thÕ b»ng ®Æc tuyÕn vµo tuyÕn tÜnh lý t−ëng (h×nh 3-10c). Khi ®ã UBE ≅ 0,7V. 11
3.2.3. M¹ch Colect¬ chung - CC (Common Colector) M¹ch Colect¬ chung - CC lµ m¹ch cã Colect¬ lµ ®iÓm chung cho m¹ch vµo vµ ra m¹ch ®−îc m¾c nh− h×nh 3-12 ®èi víi 2 lo¹i Tranzito PNP vµ NPN. IE IE IB IB E E B B UEC EE EE UBC C C EB IC EB I a) BJT lo¹i PNP b) BJT lo¹i NPN H×nh 3-12: M¹ch Colect¬ chung - CC ®èi víi tranzito lo¹i PNP vµ NPN. Hä ®Æc tuyÕn vµo vµ ra ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-13. IE (mA) Vïng tÝch cùc (khuÕch ®¹i) IB 50µA 6 50 UEC = 5V UEC = 10V 40µA 5 40 30µA Vïng Vïng 4 ®¸nh bSo 20µA 3 thñng 30 hoµ IB = 20 2 IB = 0 10 1 UECbh 5 10 15 5V 10V UBC UEC Vïng c¾t dßng 4,3V 9,3V (V) a) Hä ®Æc tuyÕn ra IE = f (UEC) IB = const b) Hä ®Æc tuyÕn vµo IB = f (UBC) UEC = const H×nh 3-13: Hä ®Æc tuyÕn ra vµ vµo cña m¹ch Colect¬ chung - CC (BJT lo¹i NPN - Si) §Æc tuyÕn ra IE = f (UEC) IB = const gÇn nh− gièng hoµn t¹o ®Æc tuyÕn ra cña m¹ch Emit¬ chung - CE v× dßng IE ≅ IC. V× vËy cã thÓ lÊy ®Æc tuyÕn ra cña m¹ch CE ¸p dông cho m¹ch CC víi sai sè kh«ng ®¸ng kÓ. Tuy nhiªn ®Æc tuyÕn vµo IB = f (UBC) UEC = const cã d¹ng kh¸c h¼n so víi m¹ch CE vµ CB. §Æc tuyÕn cã d¹ng th¼ng ®øng nh− h×nh 3-13b, tøc lµ ®èi víi mét gi¸ trÞ cè ®Þnh cña UEC th× UBC còng kh«ng ®æi khi IB thay ®æi. §iÒu ®ã cã thÓ gi¶i thÝch nh− sau: 12
§iÖn ¸p UBE trªn Tranzito ë chÕ ®é tÝch cùc (khuÕch ®¹i) th−êng Ýt thay ®æi vµ b»ng 0,7V ®èi víi BJT lo¹i Si vµ 0,3V ®èi víi BJT lo¹i Ge. Do vËy UBC = UEC - UBE còng kh«ng ®æi khi IE thay ®æi. VÝ dô: LÊy UEC = 5V, nÕu dïng BJT lo¹i Si th× UBE = 0,7V. VËy UBC = 5V - 0,7V = 4,3V. Gi¸ trÞ nµy kh«ng thay ®æi khi IB thay ®æi (h×nh 3-13b - ®Æc tuyÕn th¼ng ®øng thø nhÊt). B©y g×¬ lÊy gi¸ trÞ kh¸c cña UEC, vÝ dô UEC = 10V. Khi ®ã: UBC = UEC - UBE = 10V - 0,7V = 9,3V. Gi¸ trÞ nµy øng víi ®Æc tuyÕn th¼ng ®øng thø hai (h×nh 3- 13b). 3.3. Giíi h¹n vïng lµm viÖc cña BJT BJT chØ lµm viÖc tèt vµ an toµn, Ýt mÐo tÝn hiÖu trong mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh c¸c tham sè cña chóng. §Ó biÓu diÔn giíi h¹n vïng lµm viÖc trªn ®å thÞ cã thÓ minh häa trªn hä ®Æc tuyÕn ra cña BJT trong m¹ch m¾c kiÓu CE (h×nh 3-14). IC IC 70µA max 20 60µA PC max BSo 50µA hoµ 15 40µA 30µA 10 Vïng lµm viÖc 20µA (chÕ ®é khuÕch ®¹i) IB = 5 IB = 0 0 UCEbh 5 UCE max UCE(V UCE0 c¾t dßng H×nh 3-14: Giíi h¹n vïng lµm viÖc cña BJT Trªn h×nh 3-14 cho thÊy vïng lµm viÖc cña BJT bÞ giíi h¹n bëi tham sè cùc ®¹i sau: UCE bh : §iÖn ¸p bSo hoµ Colect¬ - Emit¬ th−êng UCE bh ≅ 0,3V ⇒ ph¶i chän UCE > UCE bh IC max : Dßng ®iÖn Colect¬ cùc ®¹i. Ph¶i chän IC < ICmax ICE0 : Dßng d− cña Colect¬ øng víi IB = 0 dßng nµy giíi h¹n vïng c¾t dßng. UCE max : §iÖn ¸p cùc ®¹i trªn Colect¬ - Emit¬ ®Ó tiÕp xóc Colect¬ kh«ng bÞ ®¸nh thñng. 13
PCmax : (t¹i nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh th−êng lµ T = 250C). C«ng suÊt nµy giíi h¹n dßng vµ ¸p sao cho tiÕp xóc Colect¬ kh«ng bÞ nung nãng qu¸ giíi h¹n. PCmax ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: PCmax = ICUCE (3-17) Khi lµm viÖc ph¶i ®¶m b¶o sao cho PC = IC UCE ≤ PCmax Tuy nhiªn khi nhiÖt ®é t¨ng (th−êng kÓ tõ 250C) gi¸ trÞ PCmax sÏ bÞ gi¶m. §Æc tr−ng cho sù gi¶m nµy, ng−êi ta ®−a kh¸i niÖm hÖ sè suy gi¶m γPcmax (Derating factor), ký hiÖu lµ γPcmax. HÖ sè nµy cho biÕt cø t¨ng 10C (b¾t ®Çu tõ mét nhiÖt ®é nµo ®ã T0. Th«ng th−êng ®èi víi BJT c«ng suÊt nhá T0 = 250C) th× PC max bÞ gi¶m ®i bao nhiªu. §¬n vÞ cña γPcmax lµ mW/0C. BiÕt γPcmax (th−êng ®−îc cho trong sæ tay kü thuËt) cã thÓ tÝnh l−îng gi¶m c«ng suÊt tiªu t¸n cùc ®¹i theo c«ng thøc sau: Trªn h×nh 3-15 m« t¶ sù suy gi¶m gi¸ trÞ PCmax khi nhiÖt ®é t¨ng. PCmax (T0) - PCmax(T) = γPcmax(T-T0) (3- PCmax(mW) 600 500 400 γPcmax = 5mW/0C 300 200 100 250C T0C 20 40 60 80 100 120 140 H×nh 3-15: Suy gi¶m cña PCmax khi nhiÖt ®é t¨ng. KÕt luËn: Giíi h¹n vïng lµm viÖc cña BJT xÐt trªn cã thÓ tãm t¾t nh− sau: UCE bh ≤ UCE ≤ UCEmax ICE0 ≤ IC ≤ ICmax (3-19) ICUCE ≤ PCmax VÝ dô 3-1: Cho BJT 2N4123 cã PCmax = 625mW ë nhiÖt ®é T0 = 250C. HÖ sè γPcmax = 5mW/0C. HSy x¸c ®Þnh gi¸ trÞ c«ng suÊt γPcmax t¹i nhiÖt ®é T = 1250C. Gi¶i: Theo c«ng thøc (3-18) ta cã: PCmax(T0) - PCmax(T) = γPcmax (T - T0) §Æt c¸c gi¸ trÞ ®S cho vµo c«ng thøc sÏ cho kÕt qu¶ sau: 14
625mW - PCmax(T) = 5mW/0C x (1250C - 250C) = 500mW VËy c«ng suÊt tiªu t¸n cùc ®¹i t¹i 1250C sÏ lµ: PCmax(1250C) = 625mW - 500mW = 125mW 3.4. Ph−¬ng tr×nh ®−êng t¶i vµ ®iÓm lµm viÖc tÜnh (chÕ ®é 1 chiÒu) BJT ®−îc øng dông rÊt réng rSi ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu. Tuy nhiªn ®Ó khuÕch ®¹i ®−îc cÇn cung cÊp chÕ ®é mét chiÒu cho BJT. XÐt m¹ch Emit¬ chung d−íi ®©y lµm vÝ dô. IC(mA) +Ec EC 40µA R1 RC §-êng t¶i IC RC C2 30µA C Q' UV B URA Q IBQ = ICQ E R2 Q’’ 10µA IB= 0 UCEQ UCE EC UCE(V) UCE bh a) M¹ch EC b) X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh H×nh 3-16: X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh cña m¹ch EC. Cã thÓ viÕt ph−¬ng tr×nh cho m¹ch ra: (3-20) EC = ICRC + UCE §©y lµ ph−¬ng tr×nh ®−êng t¶i tÜnh. Do EC vµ RC cã gi¸ trÞ cho tr−íc kh«ng ®æi nªn ®©y lµ ph−¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh gi÷a IC vµ UCE. NÕu vÏ ®−êng th¼ng nµy cïng víi hä ®Æc tuyÕn tÜnh (h×nh 3-18b) th× nã c¾t trôc hoµnh t¹i ®iÓm UCE = EC vµ trôc trung t¹i ®iÓm IC = EC/RC (theo c«ng thøc 3-20). Giao ®iÓm gi÷a ph−¬ng tr×nh ®−êng t¶i vµ ®Æc tuyÕn ra tÜnh gäi lµ ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q (h×nh 3-18b). Nh− vËy ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q cho mét to¹ ®é gåm 3 tham sè mét chiÒu: IBQ, ICQ vµ ICEQ vµ ®−îc viÕt lµ Q (IBQ, ICQ, UCEQ). Trªn h×nh 3-18b cho thÊy nÕu chän mét ®Æc tuyÕn kh¸c øng víi gi¸ trÞ IB kh¸c. VÝ dô IB = 30µA, sÏ cho ®iÓm lµm viÖc Q’, hay víi IB = 10µA øng víi ®iÓm Q’’. Chó ý: §iÓm Q cÇn chän sao cho ph¶i n»m trong vïng khuÕch ®¹i kh«ng ®−îc v−ît ra khái giíi h¹n cho phÐp (xem h×nh 3-14). Th−êng ®èi víi m¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá Q th−êng ®−îc chän ë kho¶ng gi÷a ®−êng t¶i v× nã cho phÐp m¹ch lµm viÖc Ýt bÞ mÐo tÝn hiÖu ë chÕ ®é khuÕch ®¹i vµ biªn ®é cña tÝn hiÖu cã thÓ nhËn ®−îc lín h¬n. 15
3.5. Ph©n cùc cho BJT Kh¸i niÖm ph©n cùc cã thÓ hiÓu lµ t¹o ®iÖn ¸p mét chiÒu sao cho phï hîp víi chÕ ®é lµm viÖc cña BJT. Víi chÕ ®é khuÕch ®¹i, c¸c ®iÖn ¸p cung cÊp cho BJT ph¶i ®¶m b¶o cho BJT lµm viÖc t¹i vïng khuÕch ®¹i (h×nh 3-14 ) tøc lµ: TiÕp gi¸p Emit¬ - Baz¬: Ph©n cùc thuËn TiÕp gi¸p Colect¬ - Baz¬: Ph©n cùc ng−îc Th«ng th−êng, ng−êi ta dïng mét (®«i khi dïng 2) nguån mét chiÒu ®Ó cÊp cho c¸c cùc cña BJT. Phô thuéc vµo c¸ch thøc t¹o c¸c ®iÖn ¸p mét chiÒu trªn c¸c cùc mµ ng−êi ta ph©n biÖt mét sè kiÓu ph©n cùc nh−: - Ph©n cùc b»ng dßng cè ®Þnh (hay ph©n cùc Baz¬) - Ph©n cùc b»ng dßng Emit¬ (hay ph©n cùc Emit¬) - Ph©n cùc b»ng ph©n ¸p - Ph©n cùc b»ng håi tiÕp Colect¬ - KÕt hîp cña c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n cùc trªn. 3.5.1. Ph©n cùc Baz¬ (hay ph©n cùc b»ng dßng cè ®Þnh) X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q. Ph©n cùc Baz¬ cßn cã tªn gäi lµ ph©n cùc b»ng dßng cè ®Þnh. H×nh 3-17 m« t¶ m¹ch CE ®−îc ph©n cùc Baz¬. +Ec RB IC RC IB C2 C Ra Vµo B C1 UBE E H×nh 3-17: Ph©n cùc Baz¬. Trong h×nh 3-17 tô C1, C2 ®¶m b¶o sù c¸ch ly mét chiÒu víi ®Çu vµo vµ ra. §iÓm lµm viÖc tÜnh Q ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: Ph−¬ng tr×nh ®iÖn ¸p ®Çu vµo ë chÕ ®é mét chiÒu: EC - IBRB - UBE = 0, vËy EC = IBRB + UBE (3-21) Víi gi¸ trÞ UBE = 0,7V (BJT lo¹i Si) vµ UBE = 0,3V (lo¹i Ge) Tõ ®©y cã thÓ x¸c ®Þnh IBQ tõ c«ng thøc (3-21) EC - UBE (3-22) IBQ = RB 16
Râ rµng dßng IB ë ®©y chØ phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña ®iÖn trë RB mµ kh«ng phô thuéc vµo tham sè cña BJT vµ cè ®Þnh khi ta thay ®æi BJT cïng lo¹i (cïng Si hoÆc cïng Ge) Dßng ICQ ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc. ICQ = βIBQ (3-23) §iÖn ¸p UCEQ ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng tr×nh ë m¹ch ra: EC = ICRC + UCE (3-24) Tõ ®©y t×m ®−îc UCEQ UCEQ = EC - ICQRC (3-25) VËy ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c gi¸ trÞ IBQ, ICQ, UCEQ theo c¸c ph−¬ng tr×nh (3- 22) (3-23) vµ (3-24). NhËn xÐt: §iÓm lµm viÖc tÜnh Q (IBQ, ICQ, UCEQ) phô thuéc nhiÒu vµo gi¸ trÞ cña βdc (c«ng thøc 3-23 vµ 3-25) • ChÕ ®é b+o hoµ vµ c¾t dßng. ë chÕ ®é bSo hoµ UCEbh ≅ 0,3V Khi ®ã dßng bSo hoµ Colect¬ b»ng EC - UCEbh (3-26) ICbh = RC Cã thÓ bá qua gi¸ trÞ UCEbh, khi ®ã: EC ICbh = (3-27) RC ë chÕ ®é c¾t dßng (off) dßng IC sÏ b»ng: IC(off) = ICE0 (3-28) Tuy nhiªn gi¸ trÞ ICE0 rÊt nhá nªn cã thÓ coi b»ng 0 vµ khi ®ã ë chÕ ®é c¾t dßng. UCE = EC (3-29) off • Sù tr«i ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q khi nhiÖt ®é thay ®æi. Nh− nhËn xÐt ë trªn do dßng ICQ còng nh− UCEQ phô thuéc nhiÒu vµo β mµ gi¸ trÞ β thay ®æi kh¸ lín khi nhiÖt ®é thay ®æi. Th−êng β t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng. VÝ dô 3-2: XÐt m¹ch ph©n cùc Baz¬ theo h×nh 3-17 cho biÕt: EC = +8V ; RB = 360KΩ RC = 2,2KΩ βdc = hFE = 100 ë T = 250C vµ βdc = hFE = 150 ë T = 1000C T×m ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q t¹i nhiÖt ®é T = 250C vµ T = 1000C (BJT lµ lo¹i Si) 17
Gi¶i: * ë nhiÖt ®é T = 250C E C - UBE 8V - 0,7V IBQ = = == 20,28µA RB 360KΩ ICQ = βdcIBQ = 100 x 20,28µA = 2,028mA UCEQ = EC - ICQRC = 8V - (2,028mA) (2KΩ) = 3,94V VËy ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q ®−îc x¸c ®Þnh bëi: Q(IBQ = 20,28µA ; ICQ = 2,028mA ; UCEQ = 3,9V) t¹i T = 250C * ë nhiÖt ®é T = 1000C: IBQ = 20,28µA ICQ = βdcIBQ = 150 x 20,28µA = 3,04mA UCEQ = EC - ICQRC = 8V - (3,04mA) (2KΩ) = 1,92V §iÓm lµm viÖc tÜnh Q b©y giê ®−îc x¸c ®Þnh bëi: Q(IBQ = 20,28µA ; ICQ = 3,04mA ; UCEQ = 1,92V) t¹i T = 1000C So s¸nh ë hai nhiÖt ®é ta thÊy Q thay ®æi kh¸ nhiÒu Cô thÓ: ICQ(T= 1000C) ≅ 1,5 ICQ (T = 250C) → t¨ng 150% UCEQ (T = 1000C) ≅ 0,5 UCEQ (T = 250C) → gi¶m 50% NhËn xÐt m¹ch ph©n cùc Baz¬: - M¹ch ®¬n gi¶n - Cã nh−îc ®iÓm: §iÓm lµm viÖc tÜnh Q phô thuéc nhiÒu vµo nhiÖt ®é. øng dông: Chñ yÕu trong chÕ ®é chuyÓn m¹ch. - 3.5.2. Ph©n cùc Emit¬ +Ec • X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q. IB RB IC RC C2 Ra M¹ch ph©n cùc Emit¬ cã ®Æc ®iÓm lµ C dïng ®iÖn trë RE ë m¹ch Emit¬ (h×nh 3- Vµo B 18) RE IE 18 H×nh 3-18: Ph©n cùc Emit¬.
XÐt ph−¬ng tr×nh ë m¹ch vµo ta cã: + EC - IBRB - UBE - IERE = 0, nh− vËy: EC = IBRB + UBE + IERE (3-30) Do: IE = (β +1) IB nªn thay vµo (3-30) sÏ ®−îc EC = IB [RB + (β + 1) RE] + UBE rót ra ®−îc: E C - UBE IBQ = (3-31) R B + (β + 1)R E EC − UBE ICQ = β dc IBQ = β R B + (β + 1)RE (3-32) Gi¸ trÞ UCEQ cã thÓ x¸c ®Þnh theo m¹ch ë ®Çu ra theo ph−¬ng tr×nh (¸p dông ®Þnh luËt Kirchhoff vÒ ®iÖn ¸p vßng, theo chiÒu kim ®ång hå): + IERE + UCE + ICRC - EC = 0 EC = ICRC + UCE + IERE Do IE ≅ IC nªn c«ng thøc trªn sÏ b»ng: EC ≅ UCE + IC (RC + RE) Tõ ®©y cã thÓ t×m ®−îc UCEQ: UCEQ = EC - ICQ (RC + RE) (3-33) §iÖn ¸p UE, UC, UB ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: UE = IE.RE; Vµ ®iÖn ¸p tõ cùc C tíi ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh: UCE = UC – UE → UC = UCE + UE hay UC = EC - ICRC UB = EC – IBRB hay UB = UBE + UE • ChÕ ®é b+o hoµ vµ c¾t dßng: ë chÕ ®é bSo hoµ UCE bh, rÊt nhá ≈ 0,3V nªn cã thÓ bá qua so víi ®iÖn ¸p nguån th× dßng bSo hoµ sÏ b»ng: EC ICbh = (3-35) RC +RE ë chÕ ®é c¾t dßng (off), dßng IC ≈ 0 nªn: UCE off = EC (3-36) 19
• Sù tr«i ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q khi nhiÖt ®é thay ®æi. Theo c¸c c«ng thøc ®S tÝnh to¸n ë phÇn trªn ®èi víi ICQ, UCEQ cho thÊy nh÷ng gi¸ trÞ nµy Ýt phô thuéc vµo gi¸ trÞ βdc h¬n tr−êng hîp ph©n cùc Baz¬. V× vËy ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q Ýt chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é h¬n. 3.5.3. Ph©n cùc b»ng ph©n ¸p M¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p rÊt hay ®−îc sö dông do tÝnh −u viÖt cña nã víi kh¶ n¨ng ®¶m b¶o æn ®Þnh m¹ch kh¸ tèt khi nhiÖt ®é thay ®æi. M¹ch ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-19. +Ec +EC R1 IC RC IC RC C2 C Ra C B Rth Vµo B IB E Eth R2 RE IE RE IE a) M¹ch chi tiÕt b) M¹ch t−¬ng ®−¬ng theo ®Þnh lý Thevenin H×nh 3-19: M¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p. X¸c ®Þnh Rth? +EC Tõ s¬ ®å m¹ch nguyªn lý ta cã: IC RC C Rth = R1//R2 R1 B X¸c ®Þnh Eth? E R1 EC R2 Rth RE + + EC R2 U R2 Eth R2 - R2 =- Eth = EC Tõ h×nh vÏ trªn ta cã: U R1 + R2 Gi¸ trÞ IBQ ®−îc tÝnh theo m¹ch vµo cña h×nh 3-19b. Eth = IBRth + UBE + IERE Thay IE = (β + 1)IB sÏ ®−îc Eth = IB [Rth + (β + 1)RE] + UBE VËy t×m ®−îc: Eth − U BE I BQ = (3-39) Rth + ( β + 1) RE do IC = βIB ta cã: 20