ĐIỆN TỬ 1 - CHƯƠNG 2 BJT potx

Dòng chảy trong transistor; 2.2.. Khuếch đại dòng trong BJT; 2.3.. Dòng chảy trong BJTCấu tạo và ký hiệu  EB phân cực thuận  CB phân cực nghịch... Xác định hệ số khuếch đại dòng tín h

ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

ĐIỆN TỬ 1

ThS Nguyễn Thy Linh

Nội dung:

Chương 2: BJT

2.1 Dòng chảy trong transistor;

2.2 Khuếch đại dòng trong BJT;

2.3 Giải tích mạch BJT bằng đồ thị;

2.4 Tính toán công suất;

2.5 Tụ bypass vô hạn;

2.6 Tụ ghép vô hạn

2.1 Dòng chảy trong BJT

Cấu tạo và ký hiệu

 EB phân cực thuận

 CB phân cực nghịch

Mối nối Emitter - Base

hoạt động độc lập

 DCLL và đặc tuyến EB

Mối nối Emitter - Base

 Mạch tương đương đơn giản

vE=VEBQ=Vγ (0.7V: Silicon; 0.2V: Germanium)

EBQ

EE V V

I

Mối nối Collector - Base

Từ quan hệ: , mạch tương đương

của mối nối CB

CBO E

I

Ví dụ 1:

Cho mạch điện như hình vẽ:

α≈1, ICBO ≈ 0; VEE = 2V; Re=1k; VCC=50V; Rc = 20k;

vi=1sinωt Tính iE và vCB.

2.2 Khuếch đại dòng trong BJT

Quan hệ giữa IC và IB (bỏ qua ICBO):

i

fe B

B B

i i

i

FE

h

Đặc tuyến Volt-Ampere, mạch E chung

i

Ví dụ 2:

Cho mạch điện như hình vẽ, cấu hình E chung, TST npn Xác định hệ

số khuếch đại dòng tín hiệu nhỏ

b

BEQ i

BB

R

V v

V i

b

BEQ BB

BQ

R

V

V I

b

i b

R

v i

c CQ

b BQ

B

i

Ví dụ 3:

VCC=10V, Rb=10K, Rc=1K TST: β=100, VBE=0.7V, VCEsat=0.1V Tìm điều kiện làm việc (IC và VCE) của TST khi: a) VBB=1.5V and b) VBB=10.7V

a) IB=0.08mA; IC= βIB=8mA

VCE=2V: TST hoạt động

trong vùng tích cực

b) IB=1mA;

Giả sử IC= βIB=100mA => VCE=-90!!!

TST hoạt động trong vùng bão hòa

2.3 Giải tích mạch BJT bằng đồ thị

đại được làm việc ở chế độ lớp A: tín hiệu tồn tại trong cả chu kỳ, méo phi tuyến nhỏ và hiệu suất thấp

CC b

BB

V

V

Hoạt động của mạch khuếch đại DC

 Ngõ ra

Với ic=αiE≈iE, suy ra:

: DCLL

 Ngõ vào

Bỏ qua ICBO: iB=(1-α)iE, =>

Để loại bỏ sự thay đổi của iE do β thay đổi, chọn

 Tĩnh điểm Q (ICQ, VCEQ)

e E L

C CE

V

) ( L e

C CE

V

e E BE

b B

V

b e

BE BB

b e

BE

BB E

R R

v V

R R

v

V i

1

1 )

1 (

- Các thành phần tức thời của điện áp cực C-E và dòng điện tại C;

CE C

v , i

Hoạt động của mạch khuếch đại AC

 Tín hiệu nhỏ

và

 Quan hệ pha: ib tăng, ic, ie tăng, vce giảm.

 Bộ khuếch đại có thể được thiết kế tối ưu (sóng ra tốt nhất) hoặc ở chế độ bất kỳ.

 Ở chế độ tối ưu: , thường chưa biết các điện trở phân cực ,

 Ở chế độ bất kỳ: , khi mạch cho trước ,

hoặc ,

CQ C

Chế độ tối ưu - maxswing

 Thiết kế sao cho sóng ra là lớn nhất và không bị méo ( hoặc ), thường chưa biết các điện trở phân cực ,

CE, CB, CC với giả thiết và ),

9 V CEQ I CQ

2.4 Tính toán công suất

V T

P

0

) ( ) ( 1

T

av

av v t I i t dt

V T

P

0

)) ( ))(

( (

1

T av

av v t i t dt

T

I V P

0

) ( ) ( 1

o Vav, Iav: giá trị trung bình

o v(t), i(t): thành phần thay đổi theo thời gian có trung bình bằng 0

Công suất tiêu tán trên tải và nguồn cung cấp

 Công suất trung bình tiêu tán trên tải (AC)

1

2

2 ,ac cm L L

R I

P

Công suất trung bình trên transistor

 Theo định luật bảo toàn năng lượng:

 Khai triển:

 Suy ra:

 Transistor tiêu thụ công suất cực đại khi không có tín

2 sin

1

0

2 0

CQ

T

cm CQ

T C

I I

dt t

I

I T

dt

i T

2 2

Hiệu suất

• Hiệu suất:

• Xét ví dụ trường hợp maxswing với

Hiệu suất cực đại khi Icm cực đại: max(Icm) = ICQ

CC

ac L

P

P ,

L CC

L cm

R V

R I

2 /

2 /

2 2

R

V 2 / 8

 nhưng giảm hiệu suất (C4)

 và giảm hệ số khuếch đại

đối với tín hiệu nhỏ xoay

chiều (C4)

Sử dụng tụ bypass (Giả sử

C ->∞, đối với tín hiệu xoay

Tụ ghép: ngăn dòng DC qua tải

2.6 Tụ ghép (Coupling Capacitor) vô hạn

Tụ ghép: ngăn dòng DC qua tải