Chương 2: Đại cương về transistor doc

2.1 KHUYẾCH ĐẠI VÀ CHUYỂN MẠCH BẰNG TRANSISTOR... Mạch khuyếch đại bằng BJT... Ví dụ 2.6 Mạch phân cực BJT thực tếHãy xác định điểm phân cực DC của transistor cho mạch ở hình 2.20, tức l

Chương 2: Đại cương về transistor

• Transistor tiếp giáp lưỡng cực - BJT

[ Bipolar Junction Transistor ]

• Transistor hiệu ứng trường – FET

[ Field – Effect – Transistor ]

2.1 KHUYẾCH ĐẠI VÀ CHUYỂN MẠCH BẰNG TRANSISTOR

VÍ DỤ 2.1 Mô hình của bộ khuyếch đại tuyến tính

Hãy xác định hệ số khuyếch đại điện áp, A V = v L /v S của mô hình mạch khuyếch

đại thể hiện ở hình 2.3, với các điện trở nội của đầu vào và đầu ra là r i và r o;

hệ số khuyếch đại nội của phần tử khuyếch đại, µ; điện trở nội của nguồn tín hiệu là R S , và điện trở tải là R L

2.2 TRANSISTOR TIẾP GIÁP LƯỠNG CỰC - BJT

I E = I B + I C (2.1)

I C = b I B (2.2)

VÍ DỤ 2.2 Xác định vùng hoạt động của BJT

Xác định vùng hoạt động của BJT trong mạch ở hình 2.10, khi nguồn

điện áp base VBB bị ngắn mạch, VBB = 0;

VCC =12 V; RB = 40 k  ; RC = 1 k  ; RE = 500 

VÍ DỤ 2.3 Xác định vùng hoạt động của BJT

Xác định vùng hoạt động của BJT trong mạch ở hình 2.11, khi

biết các điện áp: V1 = VB = 2,7 V; V2 = VE = 2 V ; V3 = VC = 2,3 V

Phương pháp chọn điểm làm việc cho BJT

Ví dụ 2.4: Xác định điểm làm việc DC cho mạch khuyếch đại bằng BJT bằng đồ thị (tức bằng đặc tuyến collector)

Xác định điểm làm việc DC, tức là IBQ và ICQ, VCEQ của mạch khuyếch

đại hình 2.14, khi biết RB = 62,7 k  ; RC = 375  ; điện áp các nguồn

cung cấp VBB = 10 V; VCC = 15 V; họ đặc tuyến collector như ở hình

2.13; điện áp tiếp giáp BE,

Mạch khuyếch đại bằng BJT

Ví dụ 2.5 Mạch khuyếch đại tín hiệu nhỏ bằng BJT

Hình 2.17, là mạch khuyếch đại bằng BJT có đặc tuyến collector như ở hình

2.13, R B = 10 k; R C = 375 ; V BB = 2,1 V; V CC = 15 V; V = 0,6 V;

Hãy xác định:

(1) điểm làm việc DC của BJT;

(2) hệ số khuyếch đại dòng danh

định, b, tại điểm làm việc;

(3) hệ số khuyếch đại điện áp AC,

V V I

Ví dụ 2.6 Mạch phân cực BJT thực tế

Hãy xác định điểm phân cực DC của transistor cho mạch ở hình

2.20, tức là tính các dòng (tĩnh) DC, IBQ và ICQ, VCEQ, khi các điện

BB

BB BE B

2.3 MÔ HÌNH TÍN HIỆU LỚN CỦA BJT

Ví dụ 2.7 Mạch điều khiển LED

Hãy thiết kế mạch khuyếch đại bằng transistor để cung cấp nguồn cho LED LED yêu cầu chuyển sang sáng (dẫn) [ON] và tắt (ngưng dẫn) [OFF] tuân theo tín hiệu on-off từ cổng ra số của máy tính Mạch như ở hình 2.24.

Các đại lượng đã cho gồm máy tính: điện trở ra = R B = 1 k ; V on = 5 V; V off = 0 V; I = 5

mA Transistor: V CC = 5 V; V = 0,7 V; b = 95.

LED: VLED = 1,4 V; ILED > 15 mA; Pmax = 100 mW.

Tính điện trở collector, R C, để cho transistor hoạt động ở vùng bảo hòa khi mức điện

áp ra từ máy tính là 5 V; mức công suất tiêu tán bởi LED.

Mạch khuyếch đại tín hiệu-lớn dùng trong nhiệt kế điện tử diode

Mạch như ở hình 2.26 VCC = 12 V; b = 188,5; V BE = 0,75 V; R S = 0,5 k; R B = 10 k; đáp ứng điện áp của diode theo nhiệt độ (hình 2.27), cần phải tính điện trở

collector và điện áp ra của transistor theo nhiệt độ Sử dụng diode 1N914 và

transistor 2N3904

2.4 TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG

Bảng 2.1 Các vùng làm việc và phương trình của

MOSFET tăng cường kênh-n

VÍ DỤ 2.8 Xác định điểm-Q trên đặc tuyến ra của MOSFET

Xác định điểm-Q tức mức dòng máng tĩnh (dc), IDQ và điện áp

máng-nguồn tĩnh, VDSQ của MOSFET trong mạch ở hình 2.32, với VGG = 2,4 V;

VDD = 10 V; RD = 100  ; và MOSFET trong mạch có họ đặc tuyến dòng

máng như ở hình 2.32

VÍ DỤ 2.9 Tính điểm-Q của MOSFET

Xác định điểm-Q tức mức dòng máng tĩnh (dc), IDQ và điện áp

máng-nguồn tĩnh VDSQ của MOSFET trong mạch ở hình 2.32, với VGG = 2,4 V;

VDD = 10 V; RD = 100  MOSFET trong mạch có họ đặc tuyến dòng

VÍ DỤ 2.10 Mạch tự phân cực bằng MOSFET

Xác định điểm-Q cho mạch tự phân cực bằng MOSFET như ở hình 2.33a, với VDD = 30 V; RD = 10 k  ; R1 = R2 = 1,2 M  ; RS = 1,2 k  ;

VGSth = 4 V; k = 0,9 mA/V2- Hãy chọn RS để có VDSQ = 8 V.

MOSFET kênh-p và các cấu kiện CMOS

Cổng tương tự hai chiều bằng MOSFET

2.6 MOSFET NGHÈO VÀ JFET

* MOSFET nghèo kênh-n

Transistor hiệu ứng trường kiểu tiếp giáp - JFET

Bảng 2.2 Các vùng làm việc và phương trình của

MOSFET kiểu nghèo và JFET kênh-n

Vùng ngắt: vGS < - VGSOFF và iD  0

Vùng tuyến tính [Ohmic]: vDS < 0,25(vGS - VGSOFF), vGS > - VGSOFF

(điện trở máng-nguồn tương đương)

Vùng bão hòa: vDS  (vGS - VGSOFF), vGS > - VGSOFF

Vùng đánh thủng: vDS > VBDS

2 GSOFF





DS D

Ví dụ 2.11 Cách xác định vùng làm việc của JFET

Xác định vùng làm việc của mỗi JFET ở hình 2.42, với VDD = 15 V;

RD(a) = 500  ; RD(b) = 1,45 k  ; VGSOFF = - 4 V; IDSS = 10 mA.

Ví dụ 2.12 Phân cực cho JFET

Thiết kế mạch phân cực cho JFET như ở hình 2.43, để hoạt động ở vùng

bảo hòa với mức dòng máng, IDQ = 4 mA và điện áp máng-nguồn,

VDSQ = 10 V, khi biết VGSOFF = - 3 V; IDSS = 6 mA; VDD = 30 V.

Chương 3

Các mạch khuyếch đại và chuyển mạch bằng transistor

3.1 MÔ HÌNH TÍN HIỆU NHỎ CỦA BJT

VÍ DỤ 3.1 Xác định hệ số khuyếch đại vòng hở AC của bộ khuyếch đại

emitter-chung

Hãy xác định điểm-Q và hệ số khuyếch đại vòng hở AC của mạch khuyếch đại ở hình 3.4, mạch khuyếch đại sử dụng transistor npn 2N5088 khi nguồn điện áp base, V BB =

6 V; V CC = 12 V; R B = 100 k; R C = 0,5 k; R E = 100 ; V = 0,6 V; bfe = 350