Giáo trình, bài giảng điện tử học dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng

Giáo trình, bài giảng điện tử học dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

L I NÓI U

T p bài gi ngă i n t h c này đ c biên so nă theoă ch ngă trìnhă đƠoă t o mã

ngành 51140211 ban hành theo Quy tăđ nh s 705/Q - HPV ăngƠyă07 thángă9ăn mă

2012 c a Hi uătr ngătr ngă i h c Ph măV nă ng.ă ơyălƠ m t trong nh ng h c

ph năđƠoăt o giáo viên gi ng d y môn V t lí Trung h căc ăs

Th iăl ng c a h c ph n là 3 tín ch , bao g m 30 ti t lí thuy t và 30 ti t th c

hành

N i dung c a ph n lý thuy t giúp sinh viên:

- Bi tăđ c nh ng ki n th c v đi n t h căđ iăc ngănh :ăv t li u bán d n, m t

s linh ki n bán d n thông d ng và các ng d ng c a chúng trong k thu tăt ngăt ;

bi tăđ căcácăphépătoán,ăcácăđ nh lu t c aă i s logic, s d ngăchúngăđ t iă uăhóaă

các hàm logic; bi tăđ c các c ng logic c ăb n, các kh i logic thông d ng, các m ch

flip-flop và ng d ng chúng đ xây d ng các m ch s đi n hình

- Hi uăđ c nguyên lí ho tăđ ng c a các thi t b đi n t thông d ngăđ c s d ng

ph bi nătrongăđ i s ng và k thu t

N i dung c a ph n th c hành giúp sinh viên:

- Nh n bi tăđ c m t s linh ki n bán d n thông d ngănh đi n tr , t đi n, cu n

c m, điôt, tranzito,ăICầ

- L pă đ tă đ c m t s m chă đi n t thông d ngă nh ă m ch ch nhă l u,ă m ch

khu chăđ iătrongămáyăt ngăơm;ămôăph ngăđ c m t vài m ch logic thông d ngănh ăb

M cădùăđưăc g ngănh ngăch c ch n trong quá trình biên so n không tránh kh i

nh ng sai sót R tămongăđ c ý ki năđóngăgópăc aăng i s d ngăđ t p bài gi ng

ngày càng hoàn thi n h n M i ý ki nă xină đ c g i v đ a ch E-mail:

totoanly@pdu.edu.vn

PH N LÍ THUY T

Ch ng 1 LINH KI N BÁN D N

T n mă1947ăt i nay, trong su tăh năm t n a th k , v t li u bán d n và các s n

ph măđi n t đ c ch t o t chúng gi vai trò quan tr ng mang tính ch t quy tăđ nh

đ n các ti n b c a khoa h c và công ngh

Ch ngănƠyăđ c păb căđ u v v t li u bán d n và m t s linh ki n bán d n

thông d ng.ăTrongăcácăch ngăsau,ăd a trên các tính ch t c a các linh ki n bán d năđ

tìm hi u v các ng d ng c a chúng

1.1 Ch t bán d n

1.1.1 C u trúc tinh th ch t bán d n

Theo tính ch t d năđi n,ăng i ta chia v t li u thành 3 nhóm:

- Lo i v t li uăcáchăđi nă(cóăđi n tr su t l n)ăđi n hình là ch tăđi n môi

- Lo i v t li u d năđi nă(cóăđi n tr su t nh )ăđi năhìnhălƠăđ ng Nguyên t đ ng

có m tăđi n t hoá tr n m qu đ o ngoài cùng Do l c hút y u, nên l c bên ngoài có

th d dƠngăđánhăb tăđi n t ngoài cùng này ra kh i nguyên t đ ng.ă óălƠălỦădoăt i sao

đ ng là ch t d năđi n t t

- Lo i v t li u bán d n là ch tăcóăđi n t hoá tr 4.ă i n hình là các nguyên t

thu c nhóm 4 b ng tu n hoàn Menđêlêepănh ăSilică(Si)ăvƠăGemaniă(Ge)

C u trúc m ng tinh th c a m t ch t bán d năđi năhìnhănh ăSiăcóăđ th c u trúc vùngăn ngăl ng c a ch t bán d năvƠăc ăch sinh h t d n c aăchúngăđ c cho trên hình

1.1a

C uătrúcăvùngăn ngăl ng c a ch t bán d năđi n có d ng ba vùng tách bi t nhau:

Vùng c m n m gi a m t vùng có nhi u m căn ngăl ng cao còn b tr ng (g i là vùng

d n) và m t vùng có các m căn ngăl ng th păđưăb h t chi măđ y (g i là vùng hoá

tr ) Vi căhìnhăthƠnhăc ăch d năđi n g n li n v i quá trình sinh t ng c p h t d n t do lƠă đi n t (trong vùng d n) và l tr ng (trong vùng hoá tr ) nh vi c ion hoá m t

nguyên t silicăt ngăđ ngăv i vi c m tăđi n t hoá tr nh y m căn ngăl ng qua

vùng c m lên vùng d năđ l i m t liên k t b khuy t (l tr ng) trong vùng hoá tr K t

qu lƠădòngăđi n trong ch t bán d n s ch g m hai thành ph năt ngăđ ngănhauă(doă

các c păsinhăđôiăđi n t t do - l tr ng)ăđóng góp và mu năđ tăđ căđi u này c n m t

n ngăl ngăkíchăthíchăđ l nă(vƠiăeV)ăđ đ gây ra quá trình nh y m c c a electron

qua vùng c m t vùng hoá tr (n ngăl ng th p) lên vùng d n (các m căn ngăl ng cao

h n)

1.1.2 Ch t bán d n t p ch t lo i n

Ng i ta ti n hành pha các nguyên t cóă 5ă đi n t hoá tr (ví d Asen (As),

Photpho (P) ) vào m ng tinh th c a ch t bán d n s ch thu c nguyên t nhóm 4 (Si, Ge), k t qu thuăđ c m t ch t bán d n lo i m i có kh n ngăd năđi n ch y u b ng

đi n t (h tăđaăs ) g i là ch t bán d n t p ch t lo i n

Tuy nhiên v n t n t iăc ăch c a ch t bán d n n nă(tr c khi pha t p ch t)ăđ

hình thành t ng c p h t d n t do, nên l tr ngăc ngăthamăgiaăd năđi n và g i tên là h t

thi u s Mô hình c u trúc m ng tinh th c a ch t bán d n t p lo i n cho trên hình 1.1b

M căn ngăl ng c a t p ch t lo i n n m trong vùng c măvƠăsátăđáyăvùngăd n c a

đ th n ngăl ng c a ch t bán d n làm n n.ă i u này t o kh n ngăcácănguyênăt t p

ch t d dàng b ion hoá gi iăphóngăraăđi n t t do (nh y t m căn ngăl ng t p ch t

lên vùng d n) và làm xu t hi năcácăionăd ngăt p ch t (là lo i h t có kh iăl ng l n

không di chuy năđ căvƠădoăđóăkhôngăthamăgiaăvƠoădòngăđi n)

d)

Hình 1.1 C u trúc tinh th ch t bán d n

V yădòngăđi n trong ch t bán d n t p ch t lo i n g măđi n t (là lo i h tăđaăs ) và

l tr ng (là lo i h t thi u s )ăđóngăgóp,ăvi c hình thành các h tăđaăs th c hi n d dàng trongăđi u ki năbìnhăth ng v iăn ngăl ng kích thích nh

1.1.3 Ch t bán d n t p ch t lo i p

N u th c hi n pha các nguyên t thu cănhómăcóă3ăđi n t hoá tr , ví d Al, Ga,

B ) vào m ng tinh th Si s xu t hi n các liên k tăghépăđôiăb khuy t (l tr ng) Ch

c n kích thích m tăn ngăl ngăđ nh , các nguyên t t p ch t s b ion hoá t o nên các

ion âm (nh năđi n t ) và các l tr ng t do Mô hình m ng tinh th c a ch t bán d n

B ng các bi n pháp công ngh đ c bi tăng i ta t oăraăđ c m t vùng chuy n

ti p (ti p xúc, hay m i n i) tính d năđi n t lo i p sang lo iănăđ c g i là m t ti p xúc

công ngh pn.ă ơyălƠăm t d ng ti p xúc phi tuy n tính có tính ch t d năđi năkhôngăđ i

x ng theo hai chi uăđi năápăđ t vào:

a.ăBìnhăth ngăkhiăch aăcóătácăđ ng c aătr ng ngoài (hình 1.2a) h th ng ti p

xúc pn tr ng thái cân b ngăvƠăkhôngăcóădòngăđi n quaănó.ăCácăionăd ngă(bênăn)ăvƠă

ion âm (bên p) t o nên m tăđi nătr ng c c b Etx

h ng t n sang p làm cân b ng

gi aădòngăđi n khu ch tán (c a các h t d năđaăs ) do chênh l ch n ngăđ vƠădòngăđi n

gia t c (c a các h t d n thi u s ) do đi nătr ng n i b Etx

vùng n, xem hình 1.2b), tr ng thái cân b ngăc ngăb phá v : dòng khu ch tán c a các

h tăđaăs t ngăm nh (có giá tr l n) và dòng gia t c gi m t i 0 Ta nh năđ c m t ti p

xúc pn phân c c thu n

c.ăKhiătácăđ ng c a Engoài

cùng chi u v i Etx

(h ngătr ng ngoài t vùng n sang

vùng p, xem hình 1.2c), tr ng thái cân b ngăbanăđ u b phá v , dòng khu ch tán b c n

t i giá tr 0, dòng gia t căt ngălênănh ngăkhôngăđángăk vì do các h t d n thi u s có

n ngăđ r t nh so v i h t d năđaăs , dòng này nhanh t i m t giá tr bão hoà (c 10-7

10-9 A) Ta nói trongătr ng h p này ti p xúc pn b khoá (b phân c căng c) và qua

nó ch cóădòngăđi năng c nh ch y t vùng n sang vùng p

Vi c phân tích trên d n t i k t lu n v tính ch t d năđi năkhôngăđ i x ng c a ti p

xúc p-n: khi b khoá, dòng qua nó nh trongăkhiăđi năápăđ tăvƠoă(h ng t n sang p) có

giá tr l n,ădoăđóăti păxúcăcóăđi n tr t ngăđ i l n.ăKhiăđ c m , ti p xúc d năđi n t t

v iăđ cătr ngădòngăquaănóă(ch y t p sang n) l nătrongăkhiăđi năápăr iătrênănóănh , có

chi u t p sang n

1.2 iôt bán d n

1.2.1 C u t o

C u t o c a m t điôt (diode) bán d n bao g m m t ti p xúc phi tuy n p-n và hai

ti p xúc tuy n tính (ti păxúcăOmmic)ăđ l yăraăhaiăđi n c căđ c g i là anôt (t vùng

p) và catôt (t vùng n), v i ký hi uăquyă c cho trên hình 1.3a

1.2.2 c tuy n vôn - ampe c a điôt bán d n

c tính von ampe bi u th quan h đ th gi aădòngăđi n ch y qua điôt vƠăđi n ápăđ t gi a anôt (A) và catôt (K) c a nó (hình 1.3b)

Ta có các nh năxétăvƠăchúăỦăsauăđơyăđ i v iăđ c tính hình 1.3b:

c tính có ba vùng rõ r t:

Vùng (1) điôt đ c phân c c thu n v iăđ cătr ngădòngăl n,ăđi n áp nh ,ăđi n tr

nh

Trong vùng m (1)ăđ c tính có hai vùng (a) dòng thu n còn r t nh vƠăt ngăy u

và (b) dòng thu năđ l năt ngăm nh.ă i măđi n áp gi i h n gi a hai vùng này g i là

ng ng đi n áp m c a điôt (Um )

V i điôt có ngu n g c t v t li u Silic Um  0,7V, t Gemani Um = 0,3V

Vùng (2) điôt phân c căng c (khoá) v iăđ cătr ngădòngăđi n nh , có giá tr Irò

r t nh (kho ng hàng ch c A t i hàng ch c mA) g nănh ăkhôngă đ i,ăđi n áp l n

iôtătáchăsóngălƠăm t lo iăđiôtăch nhăl uădùngăđ tách tín hi u t n s th p ra kh i

sóng mang cao t n.ă iôtătáchăsóngăđ c kí hi uănh ătrênăhìnhă1.3a

b.ă căđi m

iôtătách sóng làm vi c v iăcácădòngăđi n nh ,ănh ngăt n s cao, nên l p chuy n

ti p c n có thi t di n nh đ gi măđi n dung c a l p chuy n ti p p-n, th ngădùngăđiôtă

ti păđi m

1.2.3.3 iôt Zêne

a C u t o, kí hi u và nguyên lí

điôtăbánăd n,ăkhiăUăng căđ l n, thì l p chuy n ti p b đánh th ng:ădòngăđi n

ng căt ngănhanh,ătrongăkhiăhi uăđi n th thayăđ iăít.ăNóiăchung,ăsauăđóăđiôtăb h ng

Tuy nhiên, b ng cách pha t păđ c bi t,ăng iătaăđưăch t oăraăcácăđiôtămƠăkhiăb đánhă

th ng thì không b h ng.ă óălƠănh ngăđiôtăZêne,ăđ c kí hi uănh ătrênăhìnhă1.4a

b.ă c tuy n, hình 1.4b

c Công d ng, hình 1.14c

iôtăZêne đ c s d ng ph năđi n th ng c c aăđ c tuy n, khu v căđánhă

th ng UZ năđ nhăchínhălƠăđi năápăđ t lên t i R

Hình 1.4 iôt Zêne a) Kí hi u; b) c tuy n vôn-ampe; c) M tăs ăđ năápădùngăđiôtăZêne

UZ là hi uăđi n th đánhăth ng c aăđiôtăZêne U ng lƠăđi n áp ngu n M ch n áp ho tăđ ng khi U ng  UZ

1.2.3.4 iôtăbi n dung

a C u t o, nguyên lí và kí hi u

Là l p chuy n ti p p-năđ c ch t oăđ c bi t, khi phân c c ngh ch l p chuy n

ti păđóngăvaiătròănh ăm t t đi n,ătrongăđóăcácăm u bán d n hai phía c a l p chuy n

ti păđóngăvaiătròăc a hai b n t đi n, còn l p chuy n ti p là ch tăcáchăđi n c a t đi n

i n dung c a t đi n này ph thu c hi uăđi n th đ t vào Hình 1.5a là kí hi u c a điôtăbi n dung

b Công d ng

iôtăbi n dung có th dùng thay cho t bi năđ i,ăđ c dùng nhi uătrongăl nhăv c

cao t n Ví d hình 1.5b là điôtăbi n dung dùng trong m ch ch n sóng

1.2.3.5 iôt phát quang

a C u t o, nguyên lí và kí hi u

iôtăđ c ch t o t nh ng v t li u bán d n thích h p,ăkhiădòngăđi n thu n ch y quaăđiôt,ă l p chuy n ti p p-năcóăánhăsángăphátăra.ă óălƠăđiôtăphátăquangă(LED).ăMƠuă

s c c a ánh sáng phát ra ph thu c vào các ch t bán d nălƠmăđiôtăvƠăcáchăphaăt p ch t

vào các ch t bán d năđó Hình d ng, kí hi u c a điôt phátăquangănh ătrênăhìnhă1.6a, b

Hình 1.5 iôt bi n dung a) Kí hi u; b)S ăđ nguyên t c c a m ch ch năsóngădùngăđiôtăbi n dung

L R

b.ă căđi m, công d ng

iôtăphátăquangătiêuăth ítăn ngăl ng, b n,ăđ c dùng làm các b hi n th ,ăđènă

báo, trong các màn hình qu ngăcáo,ăđènătrangătríăvƠăth păsángầ

Lade (laser) bán d năc ngăho tăđ ngătrênăc ăs s phát quang c a l p chuy n ti p

p-n

LED b yăđo n có lo i anôt chungă(nh ăhìnhă1.6c)ăvƠălo i catôt chung Hi n nay

LED b yăđo năđ c dùng nhi u trong các thi t b ch th s

LED b yăđo n là t p h pă7ăLEDăđ c ch t o d ng thanh dài s p x pănh ăhìnhă1.6căvƠăđ c ký hi u b ng b y ch cái là a,b,c,d,e,f và g Ph n ph c aăđènălƠăm t

ch măsángă(P)ăđ ch d u ph y th p phân LED b yăđo năđ căđi u khi n b ng các lo i

IC gi iămưănh ăICă7447,ă7448ăh TTL hay 4511, 4513 h CMOS

1.2.3.6 Phôtôđiôt

a C u t o, nguyên lí và kí hi u

Ánhăsángăcóăb c sóng thích h p chi u vào l p chuy n ti p p-n t o thêm các c p

electron-l tr ng.ăDoăđó,ăn uăđiôtăm c vào hi uăđi n th ng c,ăthìădòngăng c qua l p

chuy n ti p p-năt ngălênărõăr t khi có ánh sáng Ánh sáng càng m nhăthìăc ngăđ dòng

đi n càng l n.ăNg i ta ng d ngăđi uănƠyăđ ch t oăraăphôtôđiôtă(hayăđiôtăquang),ă

đ c kí hi uănh ătrênăhìnhă1.7a

b Công d ng

PhôtôđiôtădùngălƠmăc m bi n ánh sáng, m chăđi n nguyên t cănh ăhìnhă1.7b

Ngoài các lo iăđiôtănóiătrên,ătrongăk ăthu t,ăng i ta còn s d ng m t s điôtăcóă

tính ch tăđ c bi t khác

Hình 1.7 Phôtôđiôt

a) Kí hi u; b) M chăđi n nguyên t c

b) a)

E

R

1.3 Tranzito l ng c c (tranzito hai m i n i - BJT)

1.3.1 C u t o c a tranzito l ng c c

Tranzitoă(transistor)ăl ng c c (th ng g i t t là tranzito) là m t h th ng g m

ba l p bán d n t p ch t cho ti p xúc công ngh xen k nhau,ădoăđóăhìnhăthƠnhăm t h

g m hai ti p xúc p-n phi tuy n tính (hình 1.8a,b) r t g n nhau, k t h p v i ba ti p xúc tuy nătínhăđ đ aăraă3ăđi n c căđ c g i l năl t là emit (c căphát)ăbaz ă(c c g c) và colect (c c góp) vi t t t là c căE,ăB,ăCăt ngă ng Có hai k t c uăđ cătr ngălƠăd ng

pnp (hình 1.8a) và d ng npn (hình 1.8b) v i các ký hi uăquyă cătrênăhìnhă1.8c,dăt ngăng.ăNh ăv y có th mô t m tăcáchăquyă c tranzito bao g m hai điôt DEB và DCB

m căđ i nhau v i ba c c ra E, B, C (hình 3.8e,f)

1.3.2 Nguyên t c ho t đ ng c a tranzito

mô t ho tăđ ng c a tranzito, ta l y tranzito l i pnp làm ví d S ho tăđ ng

c a tranzito npn s t ngăt b ng vi c thay th l tr ng b ngăđi n t

Trên hình 1.9a khi ti p xúc colect khôngăđ c phân c c, ti p xúc emit đ c

phân c c thu n.ă r ngă vùngă đi n tích không gian gi a p và n (còn g i là vùng

nghèo) s b gi m, m c gi m tu theoăđi n áp phân c c, k t qu là dòng c a các h tăđaă

Khi ti p xúc emit khôngăđ c phân c c, ti p xúc colect phân c căng c, không

có dòng c a các h tăđaăs (đi n t bán d n n) ch có dòng c a các h t thi u s (l

tr ng bán d n n) (hình 1.9b)

Tr ng h p ti p xúc emit phân c c thu n, ti p xúc colect phân c că ng c

(hình 1.9c) Khi ti p xúc emit phân c c thu n, các h tăđaăs khu ch tán qua ti p xúc

t i mi năbaz ăta nên dòng IE T i mi năbaz ăcácăh tăđaăs này l i chuy n thành các

h t thi u s , m t ph n b tái h p v iăcácăđi n t t o thành dòng IB, ph n còn l iădoăđ

r ng c a mi năbaz ăr t m ng, ti p xúc colect phân c căng c nên các l tr ng mi n baz ăb cu n sang mi n colect ta lên dòng Ic Dòng Ic nƠyăđ c t o b i hai thành

ph n: dòng c a các h tăđaăs t mi n emit , và dòng c a các h t thi u s (l tr ng

mi năbaz ăkhiăch aăcóăs khu ch tán t emit sang) Dòng c a các h t thi u s đ c

g i là dòng rò và ký hi u là Ico Ico có giá tr r t nh c nA t i vài A

1.3.3 Các cách m c c b n c a tranzito

Tranzito có ba c c (E, B, C) n uăđ aătínăhi u vào hai c c và l y tín hi u ra hai

c c thì ph i có m t c c là c c chung Do v y,ăđ i v i tranzito có 3 cách m căc ăb n: baz ăchung,ăemit chung, colect chung

Hình 1.9 Nguyên lý ho tăđ ng c a tranzito

1.3.3.1 Cách m căbaz ăchungă(CB)

S ăđ cách m căBCăđ c minh ho trên hình 1.10

Trên hình v 1.10a chi uă m iă tênă ch chi u c aă dòngă đi n trên các c c c a

tranzito.ă th y rõ quan h gi a 3 c c c a tranzito trong cách m căBCăng i ta dùng haiăđ cătính:ăđ cătínhăvƠoăvƠăđ c tính ra

c tính vào (hình 1.10b) mô t quan h gi a dòng vào IE v iăđi năápăđ u vào

UBE, ng v i các giá tr đi n áp khác nhau c aăđi n áp ra UCB

c tính ra (hình 1.10c) mô t quan h gi aădòngăđi n IC v iăđi n áp ra UCB, ng

v i các giá tr khác nhau c aădòngăđi n vào IE.ă cătínhănƠyăđ c chia thành 3 vùng:

vùng tích c c, vùng c t (hay vùng khoá) và vùng bão hoà

Vùng tích c că đ că dùngă đ khu chă đ i tín hi uă (nênă cònă đ c g i là vùng

khu chăđ i) Trong vùng tích c c ti p xúc emit đ c phân c c thu n, dòng IB nh và

5mA

4mA 3mA 2mA 1mA

ti p xúc colect phân c căng c ph n th p nh t c a vùng tích c că(đ ng IE=0), dòng IC lƠădòngăbưoăhoƠăng c ICO, dòng ICO r t nh (c A)ăvƠăth ngăđ c ký hi u

thay cho ICBO Khi tranzito ho tăđ ng, trong vùng tích c c có quan h g năđúngăIEIC Vùng c t là vùng mà đóădòngăIC=0 Trong vùng c t ti p xúc emit và colect

đ u phân c căng c

Vùng bão hoà là vùng bênătráiăđ ng UCB=ă0ătrênăđ c tính ra Trong vùng bão

hoà ti p xúc emit đ c phân c c thu n, dòng IB l n và ti p xúc colect đ c phân c c

Trong ch đ xoay chi u,ăkhiăđi m làm vi căthayăđ iătrênăđ t tuy n ra, h s 

xoay chi uăđ căđ nhăngh a:

E

C ac

Có th trình bày tóm t tăcácăđ căđi m chung c a cách m c CB trong b ng 1.1

1.3.3.2 Cách m c emit chung (CE)

S ăđ cách m căCEăđ c cho trên hình 1.11

Trong cách m c CE, đ c tính ra là quan h gi a dòng ra ICvƠăđi n áp ra UCE, ng

v i m t giá tr c a dòng vào IB c tính vào là quan h gi a dòng vào IB vƠăđi n áp

vào UBE, ng v i m t giá tr c aăđi n áp ra UCE

Chú ý r ngătrênăhìnhă1.11c,ăđ l n c a IB c A,ăcònăđ l n c a IC c mA Vùng tích c c c a cách m c CE là mi n bên ph i c aăđ ngănétăđ t UCEbh và phía trên

đ ng I

Vùng phía trái c a UCEbh là vùng bão hoà Vùng c t là vùng phíaăd iăđ ng IB

= 0 Vùng còn l i là vùng tích c c (Vùng tích c c c a cách m c CE là mi n bên ph i

c a đ ng nét đ t UCEbh và phía trên đ ng IB = 0), đơyăti p xúc emit phân c c

thu n, ti p xúc colect phân c căng c,ăvùngănƠyăđ cădùngăđ khu chăđ iăđi n áp, dòngăđi n ho c công su t

Theoăđ c tính ra hình 1.11c khi IB = 0 thì dòng IC  0.ă i uănƠyăđ c gi i thích

nh ăsau:

CBO B

C C

CBO E



1

CBO

996,01

I1

0

I

Trong ch đ m t chi u,ăđ đánhăgiáăkh n ngăđi u khi n c a dòng IB đ i v i

dòng IC,ăng iătaăđ nhăngh aăh s khu chăđ iădòngăđi n 

B

C dc

I

I



V i IC và IB là giá tr dòngăđi n t iăđi m làm vi c.ă Thôngăth ng  có giá tr

trong kho ng t 50 t i trên 400

Trong ch đ xoay chi u, h s  xoay chi uăđ căđ nhăngh a:

II,

II

S ăđ cách m căCCăđ c cho trên hình 1.12

cătínhăvƠoăvƠăđ c tính ra c a cách m căCCăt ngăt nh ăcáchăm c CE, b ng

cách thay IC b ng IE, UCE b ng UEC

Có th trình bày tóm t tăcácăđ căđi m chung c a cách m c CC trong b ng 1.1

B ng 1.1 Tóm t tăcácăđ căđi m chung c a 3 cách m c BJT

Trung bình đ n l n (50 … 500K  )

(30 … 500K  )

L n đ n r t l n (300 K  … 2M  )

Nh đ n trung bình (50 … 100  )

(26 … 40dB)

Trung bình (20 … 30dB)

Nh (10 … 20dB)

H s khu ch đ i dòng đi n

(K I = I 2 / I 1 )

R t l n (25 … 150) Nh h n 1

R t l n (25 … 150)

H s khu ch đ i đi n áp

(K U = U 2 / U 1 )

R t l n (300 … 1000)

Khác v i tranzito l ng c cămƠăđ căđi m ch y uălƠădòngăđi n trong chúng do c

hai lo i h t d nă(đi n t và l tr ng) t o nên, tranzito tr ng (Field Effect Transistor -

FET), ho tăđ ng d a trên nguyên lý hi u ngătr ng,ăđ d năđi n c aăđ nătinhăth bán

d năđ căđi u khi n nh tác d ng c a m tăđi nătr ngăngoƠi.ăDòngăđi n trong FET ch

do m t lo i h t d n t o nên Công ngh bán d n,ăviăđi n t càng ti n b , FET càng t rõă uăđi m quan tr ng v m t gia công, x lý tín hi u v iăđ tin c y cao và m c tiêu haoăn ngăl ng c c bé

Tranzito hi u ngătr ng FET g m có hai lo i chính:

- FETăđi u khi n b ng c c c a ti p xúc p-n (vi t t t là JFET)

- FET có c c c aă cáchă ly:ă Thôngă th ng l pă cáchă đi n là l p ôxít nên g i là

Metal oxide Semiconductor FET (MOSFET hay MOS) Trong lo i tranzito tr ng có

c c c aăcáchăđi n l iăđ c chia làm hai lo i là MOS có kênh liên t că(kênhăđ t s n) và MOSăcóăkênhăgiánăđo n (kênh c m ng)

M i lo i FET l iăđ c chia làm hai lo i: kênh N và kênh P

Tranzito tr ng có ba c c: C c máng (D -Drain)ălƠăn iăcácăh t d năđaăs ra kh i

kênh, c c c ng (G - Gate) là c căđi u khi nădòngăđi n ch y qua kênh và c c ngu n (S

- Source)ălƠăn iămƠăcácăh t d năđaăs điăvƠoăkênhăvƠăt oăraădòngăđi n ngu n IS

Tranzito tr ng có nh ngă uăđi m n i b t so v i tranzito l ng c călƠădòngăđi n

qua FET ch do m t lo i h t d năđaăs t o nên, do v y FET là linh ki n m t lo i h t

d n FET có tr kháng vào r t cao, ti ng nătrongăFETăítăh nănhi u so v i BJT Nó khôngăbùăđi n áp t i vùng ID =ă0ăvƠădoăđóănóălƠăph n t ng tăđi n,ăFETăcóăđ năđ nh

v nhi t cao và có t n s làm vi c cao Tuy nhiên nó có nh căđi m là h s khu ch

đ i th păh nănhi u so v i BJT

1.4.2 Tranzito tr ng có l p chuy n ti p (JFET)

1.4.2.1 C u t o và kí hi u

JFETăđ c g i là FET có m i n iăđ n,ăcóăhaiălo i: JFET kênh N và JFET kênh P

JFET kênh N có c u t o g m thanh bán d n lo iăN,ăhaiăđ u n i v i hai dây ra g i

là c c máng D và c c ngu n S Hai bên thanh bán d n lo i N là hai vùng bán d n lo i

P t o thành ti p xúc p - nănh ăđiôt.ăHaiăvùngănƠyăđ c n i v i nhau t o thành c c c a

G (hình 1.13a)

JFET kênh P có c u t oăt ngăt nh ngăch t bán d năng c l i v i JFET kênh N

1.4.2.2 Nguyên t c ho tăđ ng

Xét JFET kênh N có c c D n i v iăd ngăngu n, S n i v i âm ngu nănh ăhìnhă

1.13b

a Khi c c G h (UGS = 0V) hình 1.13b

LúcănƠyădòngăđi n s điăquaăkênhătheoăchi u t c căd ngăc a ngu n vào c c D

và ra c căSăđ tr v âm ngu n c a UDS, kênh có tác d ngănh ăm tăđi n tr

UDS

UGS

c)

N uăt ngăđi n áp UDS t 0V lên thì dòng IDt ngălênănhanhănh ngăsauăđóăđ n m t

đi n áp gi i h n thì dòng ID khôngăt ngăđ c n a g iălƠădòngăđi n bão hoà IDSS.ă i n

áp UDS có IDSS g iălƠăđi n áp ng t Up (pinch - off)

b Khi c c G có đi n áp âm (UGS< 0V) hình 1.13c

Khi c căGăcóăđi n áp âm n i vào ch t bán d n lo iăP,ătrongăkênhăNăcóădòngăđi n

ch yăquaănênăcóăđi năápăd ngă gi a ch t bán d n N s làm cho ti p xúc P-N b phân

c căng c,ăđi n t trong ch t bán d n c a kênh N b đ y vào làm thu h p ti t di n kênh,ănênăđi n tr kênh d năt ngălên,ădòngăID gi m xu ng

Khiăt ngăđi n áp âm c c G, m c phân c căng c càng l n làm dòng ID càng

gi m nh vƠăđ n m t giá tr gi i h n dòng ID g nănh ăkhôngăcòn.ă i n áp này c c G

kênh N hay P Ta xét các lo i MOSFET kênh N và suy ra c u t oăng c l i cho kênh P

1.4.3.1 MOSFET kênh liên t c

C u t o và kí hi u c a MOSFET kênh liên t c

Ng i ta ch t o s n kênh d năđi năđ n i hai vùng bán d n lo i N có n ngăđ t p

ch t cao và vùng bán d n lo i N có n ngăăđ t p ch t th păh n.ăCácăl p bán d n này

đ c khu ch tán trên m t n n là ch t bán d n lo i P, phía trên kênh d năđi n có ph

l păôxítăcáchăđi n SiO2 Hai dây d n xuyên qua l păcáchăđi n n i vào hai vùng bán d n

N n ngăđ cao g i là c c S và D C c G có ti p xúc kim lo i bên ngoài l păôxítănh ngă

v năcáchăđi n v i kênh d n,ăth ng c căSăđ c n i chung v i n n P (hình 1.14a)

Kí hi u c a MOSFET kênh liên t cănh ătrênăhìnhă1.14b,

Ho tăđ ng c a MOSFET kênh liên t c

a Khi UGS = 0V:

Tr ng h p này, kênh d năđi n có tác d ngănh ăm tăđi n tr ,ăkhiăt ngăđi n áp

UDS thì dòng IDt ngălênăđ n m t tr s gi i h n là IDSS (dòng ID bưoăhoƠ).ă i n áp UDS

ng v i tr s IDSSc ngăg iălƠăđi n áp ng t Up gi ng JFET

b Khi UGS < 0V:

Trongătr ng h p này c căGăcóăđi năápăơmănênăđ yăcácăđi n t kênh N vào

vùng n n P làm thu h p ti t di n kênh d năđi năNă(nh ăhìnhă1.14c)ăvƠădòngăID b gi m

xu ngădoăđi n tr trong kênh d năđi năt ngălên.ăKhiăt ngăđi n áp âm c c G thì dòng

ID càng nh vƠăđ n m t tr s gi i h n dòng ID g nănh ăkhôngăcòn,ăđi n áp này c c G

0

-2 -3 -6

caoăh nătr s hoà bão IDSS.ăTr ng h p này dòng ID l n d làm h ng MOSFET nên ít

đ c s d ng

c tính c a MOSFET kênh liên t c

Hình1.14călƠăđ c tính ra ID/UDS vƠăđ c tính truy năđ t ID/UGS c a MOSFET liên

TrongăMOSFETăkênhăgiánăđo n, hai vùng bán d n lo i N pha n ngăđ cao không

dính li n nhau nên g iălƠăkênhăgiánăđo n, m t trên kênh d năđi năc ngăđ c ph m t

l păôxítăcáchăđi n SiO2 Hai dây d n xuyên qua l păcáchăđi n n i vào vùng bán d n N

Hình 1.15 MOSFET kênh d năgiánăđo n

g i là c c S và D C c G có ti p xúc kim lo i bên ngoài l păôxítăvƠăcáchăđi năđ i v i

c c D và S

Ho tăđ ng c aăMOSFETăkênhăgiánăđo n

Do c u t o kênh b giánăđo nănênăbìnhăth ngăkhôngăcóădòngăđi n qua kênh, ID =

0ăvƠăđi n tr gi a D và S r t l n

Khi phân c c cho G có UGS>0V,ăcácăđi nătíchăd ngă c c G s hút cácăđi n t

c a n n P v phía gi a c a hai vùng bán d n N và khi l căhútăđ l n thì s đi n t b

hút nhi uăh n,ăđ đ n i li n hai vùng bán d n N và kênh d năđ căhìnhăthƠnh.ăKhiăđóăcóădòngăđi n ID điăt DăsangăS,ăđi n áp phân c c cho c căGăcƠngăt ngăthì dòng ID càng

l n.ă i n áp UGS đ l năđ t o thành kênh d năđi n g iălƠăđi năápăng ng UGS(T) hay

UT Khi UGS<UT thì dòng c c máng ID =ă0mAăhayăkhôngăcóădòngăđi n qua kênh (kênh

d năch aăđ c t o thành)

c tính c aăMOSFETăkênhăgiánăđo n

c tính ra và đ c tính truy năđ t c aăMOSFETăgiánăđo năkênhăNăđ c gi i thi u

hình 1.24c Khi UGS>UT dòng ID và UGS quan h v i nhau theo công th c

ơyăchínhălƠăph ngătrìnhăc aăđ c tính truy năđ t hình 1.15c

H s k là m t h ng s ,ănóăđ căxácăđ nh nh các giá tr Id và UGS t ngă ng trên

đ c tính ra ( ng v i m i m tăđi m b t k trênăđ c tính ra ta có m t c p (ID, UGS)ăt ngă

ng g i là ID(on) và UGS(on),ăkhiăđó:

 2

T )

on ( GS

) on ( D

UU

Ik

Tirixto (thyristor) là m t linh ki n có 4 ch t bán d n xen k nhau p1n1p2n2 nh ă

hình 1.16a, hai dây n i t i p1 và n2 là hai c căt ngă ng anôt (A) và catôt (K) Theo

cách b trí này Tirixto có ba ti p xúc p-n Do có ba ti p xúc J1 J2, J3, nên khi có m t

đi năápăđ t vào A-Kăkhôngăcóădòngăđi n ch y qua

1.5.2 Nguyên lí làm vi c

ng d ng chính c a tirixto là trong các m chăđi u khi n

Xét m ch ch nhăl uăcóăđi u khi n pha xung trên hình 1.17a

N u c c G c aătirixtoăluônăđ c phân c căd ngăđ tirixto thông, thì tirixto gi ng

nh ăm tăđiôtăch nhăl uăthôngăth ng

N uăđ t vào c c G m t chu i xung kích thích làm tirixto m t i nh ng th iăđi m

nh tăđ nh n aăchuăkìăd ngăc aăđi n áp ngu năđ t vào anôt, thì trên t iăcóăđi n áp

d ngă trongă kho ng th i gian cóă xungă đi nă ápă kíchă thíchă đ t vào c că G,ă nh ă hìnhă

1.17b

1.6 Triac

1.6.1 Nguyên t c c u t o và kí hi u

Có th coiătriacănh ăg m hai tirixto m căsongăsong,ăng c chi u, có chung c c

đi u khi năG,ăđ c kí hi uănh ăhìnhă1.18a

1.6.2 Nguyên t c làm vi c và ng d ng

Triac có tác d ngăđi u khi năđi n áp xoay chi u (trên t i có c m t ph năđi n áp

n a chu kì âm) C căđi u khi n G c năcóăđi năápăd ngăchoăc hai chi uăđi u khi n Trongătr ng h p triac làm vi c v i tín hi u xoay chi u, thì A1, A2 luân phiên là catôt

hayăanôtăkhiămƠănóăcóăđi năápăd ngăsoăv i c c kia

M t thí d v s ăđ s d ngătriacăđ c nêu trên hình 1.18b

HaiăđiôtăD1 và D2 có tác d ng ch nhăl u,ădùngăđ t oăraăđi năápăđi u khi n cho c c G.ăKhiăthayăđ i bi n tr R,ătaăđi u ch nh b r ngăxungăđi u khi năvƠădoăđóăđi u ch nh

đ c m căđi n áp xoay chi u trên t i (hình 1.18c) M ch này có nhi u ng d ng trong

vi căđi u ch nhăđi n áp xoay chi u nh ăthayăđ i t căđ môt ầ

1.7 M ch vi đi n t

1.7.1 Khái ni m và phân lo i

1.7.1.1 Khái ni m

T các linh ki n r i r cănh ăđiôt, tranzito,ăđi n tr ăng i ta tìm cách ch t o k t

h p chúng trên m tăđ bán d n, b ng m t qui trình th ng nh tăvƠăđưăđ c k t n i l iăđ

th c hi n m t ho c nhi u ch căn ng,ănhi m v đ c thi t k s n t tr c khi ch t o

Quá trình này làm xu t hi n m t nhóm linh ki năđi n t th h m iăđ c g i là linh

ki năviăđi n t vi t t t là IC (Integrated Circuit) v i nhi uă uăđi măc năb n so v i các

th h tr căđó:

- Cóă kíchă th c càng ngày càng thu g n, hay m tă đ ph n t trên m tă đ nă v

không gian ngày càng cao

- tin c y và ch c ch n khi ho tăđ ngăđ c nâng cao rõ r t trong b i c nhăđòiă

h i phát tri n k thu tăcƠngăngƠyăcƠngăđaăd ng và ph c t p

- Có th th c hi n nhi u nhi m v (ch căn ngăc ng) trên m tăchípăđưăch t o hay

th c hi n nhi u ch căn ngăm m khi chu n b ch ngătrìnhăvƠăn p s năchoăchúngătr c

khi s d ng

- linh ho t hay t căđ ph n ng nhanh v i các tín hi u t n s cao

Hình 1.18 Triac a) Kí hi u; b) S ăđ m ch; c) Tác d ngăđi u ch nhăđi n áp c a triac

U v

D 1

- Tiêuăhaoăn ngăl ng tính trên m tăđ năv không gian c a chíp càng ngày càng

nh

Cácă uăth trên d n t iăkhuynhăh ng IC tr thành linh ki n ch y u trong giai

đo n hi n nay và ti p sau c a công ngh i n t - Tin h c - Vi n thông và các ngành

liên quan

1.7.1.2 Phân lo i

Theo tính ch t c a tín hi uăđi n trong vi m ch, có th chia các linh ki n IC thành

3 nhóm l n: Nhóm 1 thu c v cácăviăđi n t t ngăt (ICăt ngăt -tuy n tính), nhóm 2

thu c v cácăviăđi n t s ch làm vi c v i các tín hi u bi n thiên r i r c theo th i gian

(các bi n và hàm tr ng thái) Nhóm 3 là các IC thu c v quá trình th c hi n giao ti p tín hi u liên t c v i tín hi u r i r căvƠăng c l i

1.7.2 Vi m ch t ng t

1.7.2.1 Khái ni m

Vi m chăt ngăt là nh ng vi m ch làm vi c v i các tín hi u l i vào có giá tr

bi n thiên m t cách liên t c theo th i gian Vi m chăt ngăt đ c ch t o thành nhi u

lo i, th c hi n các ch căn ngăkhácănhau,ănh ăkhu chăđ i, t oădaoăđ ng, n áp, tách

sóng, bi năđ i tín hi u, b l cầ

M ch khu chăđ i thu t toán là m t trong s các vi m chăt ngăt đ c s d ng r t

ph bi năvƠăđóngăvaiătròăquanătr ng trong các thi t b đi n t t ngăt

C u trúc bên trong c a m t vi m ch khu chăđ i thu tătoánăth ng có các kh iăc ă

T ng đ m

T ng b o v

M ch n áp ngu n

không khi có s th ngăgiángăv nhi tăđ , nh s d ngăhaiătranzitoăcóăđ cătr ngăgi ng

h t nhau (s phơnătíchărõăh nă ch ngă2).ăM ch khu chăđ i vi sai là kh i quan tr ng,

c ăb n trong vi m ch thu t toán

T ngăđ m, là t ng ph i h p gi a t ng vào và t ng công su t (t ng ra) Vi c s a

d ng tín hi uăc ngăđ c th c hi n ph n l n t ng này

T ng khu chăđ i công su t là t ng nâng cao c v đi năápăvƠădòngăđi n c a tín

hi u Vì t ng này ho tăđ ng v i công su t l n và tr c ti p v i các t i l i ra, nên có th

x y ra hi năt ng quá t i, ho căch aăphùăh p v tr kháng Do v y c n có t ng b o v

đ can thi p khi có s c , nh m tránh quá t i,ătránhăđo n m ch

M ch ngu n nh n ngu n nuôi t ngoài v iăđi năápăquyăđ nh, năđ nhăđi n áp này

và chia nó ra thành các m că đi n áp khác nhau thích h p cho các t ng Th c hi n

nhi m v đóălƠăkh i ngu năg ng.ăT ng b o v c ngăcanăthi p vào kh i này khi ngu n

cung c p b quáăápă(cóăđi n áp quá cao)

V hình d ng bên ngoài, các vi m chăt ngăt th ng có hai d ng ph bi n: b trí

các chân theo ki uăr ngăl c và ki u b trí các chân theo ki u chân r t (hình 1.21)

Th t đánhăs cácăchơnăđ căquyăđ nh t trái qua ph i theo m t ch đ i v i cách

b trí ki uăr ngăl că(hìnhă1.21a)ăvƠăng c chi uăkimăđ ng h nhìn t trên xu ng theo

m t ch đ i v i ki u chân r t (hình 1.21b)

1.7.3 Vi m ch s

1.7.3.1 Khái ni m

V c u trúc, vi m ch s đ c t h p b i các c ng logic hay các m ch logic Vì các

c ng logic làm vi c ch trên hai m căđi n áp, nên chúng có c uătrúcăđ năgi năvƠăcóăđ

tin c y cao Trong vi m ch s , các tranzito ho tăđ ng ch đ b o hòa ho c ng t V i

các vi m chăt ngăt ,ăđi n áp ngu nănuôiăth ng là trên 12V, v i các vi m ch s dùng tranzitoăl ng c c,ăđi n áp ngu năth ng vào c 5V

Ng i ta có th phân lo i vi m ch s theo d ng tín hi u, ho c theo các phép tính

logic c n th c hi n

- Theo d ng tín hi u, có ba lo i vi m ch s là m ch logic xung, m ch logic th ,

m ch logic xung-th Trong các lo i m chăđó,ăthìălo i m ch logic th đ c dùng ph

bi năh năc , vì khi ch t o lo i m chănƠyăng i ta ít ph i s d ngăđ n các ph n t th

đ ng

- Theo các phép tính logic c n th c hi n, các m ch logic đ c chia ra hai nhóm

chính:

+ Nhóm các m ch (hay ph n t ) th c hi n m t phép logic.ă óălƠăcácăm ch logic

đ nă gi n nh t, g i là các c ng logic c ă b nă nh :ă VĨ (AND), HO C (OR), O (NOT), VÀ- O (NAND), HO C- O (NOR)

+ Nhóm m ch th c hi n nhi u phép logic.ă óălƠăcácăm ch logic th c hi n các phép

tính logic ph c t păh nănh ăVĨ-HO C, HO C-VÀ, O-VÀ-HO Cầ

Các vi m ch s là các linh ki nătrongăđóăch a nhi u ph n t logic Cách b trí chân

c a vi m ch s c ngăgi ngănh ăv i vi m chăt ngăt Trên hình 1.23 lƠăs ăđ c u t o

bên trong c a vi m ch s 7400, g m b n ph n t VÀ- O

Các ph n t logic và các m ch logic s đ c xét rõăh n trongăch ngă5

Hình 1.23 Các ph n t logic bên trong vi m ch s 7400

Ch ng 2 KHU CH I

Trong ph năk ăthu tăđi n t x lí tín hi uăt ngăt , thì khu chăđ iăđóngăvaiătròă

quan tr ng nh t; khu chăđ i h uănh ăcóăm t trong m i thi t b đi n t M ch khu ch

đ i bao g m nhi u linh ki năđi n t ,ătrongăđóăvaiătròăchínhăthu c v các lo i tranzito và

vi m ch tuy nătính.ăTrongăch ngătr c ta m i nêu ra các linh ki n và tính ch t chính

c a chúng, còn ch ngănƠy,ătaăđiăsơuăvƠoăcácăm chăđi n có ch a các linh ki năđó

2.1 Khái ni m chung v khu ch đ i

2.1.1 Nh ng ch tiêu và tham s c b n

Th c ch t c a quá trình khu chă đ i là quá trình bi nă đ iă n ngă l ngă cóă đi u

khi n,ătrongăđóăn ngăl ng c a ngu n cung c păđ c bi năđ iăthƠnhăn ngăl ng c a dòngăđi n bi n thiên theo quy lu t c a tín hi uănh ăhìnhă2.1.ă ơyălƠăquáătrìnhăgiaăcôngă

x lí tín hi u d ngăt ngăt

2.1.1.1 H s khu chăđ i

* H s khu ch đ i là m t trong nh ng ch tiêu quan tr ng nh t c a b khu ch

đ i Nó cho bi t tín hi u l i ra l năh năbaoănhiêuăl n so v i tín hi u l i vào:

Nói chung, t ng khu chăđ i có ch a các ph n t đi n kháng và làm vi c v i tín

hi u bi n thiên, nên tín hi u l i vào và l i ra l ch pha so v i nhau, vì v y h s khu ch đ i là m tăđ iăl ng ph c,ăđ c bi u di năd i d ng:

)exp(jK

đơy,ăK K là m t s d ng,ăbi u th t s đ l n c aăđ iăl ng l i ra và l i

vào (còn g iălƠăbiênăđ c a h s khu chăđ i); K lƠăđ d ch pha c a tín hi u ra so v i

tín hi u vào, khi qua b khu chăđ i

Hai m i quan h c ăb n th hi n s ph thu c vào t n s c a h s khu chăđ i:

- cătr ngăbiênăđ - t n s : K = f1(),ănh ăth yătrênăhìnhă2.2a,ătrongăđóă là t n

P

P

K  Vì PR, PV là công su t trung bình, có

nh ng giá tr th c, nên KP là giá tr th c

N u b khu chăđ i có nhi u t ng, thì h s khu chăđ i c a c b là:

i n 1 i n 2

* H s khu chăđ iălƠăđ iăl ng không th nguyên Trong th c t ,ăng i ta còn

bi u th Kătrênăthangălogarit,ătheoăđ năv đêxiben (dB).ăNg i ta nh n th y r ng s c m

th âm thanh c aătaiăng i không ph thu c tuy nătínhăvƠoăc ngăđ âm thanh, mà vào

Hìnhă2.2.ă cătínhăbiênăđ - t n s và pha - t n s

logarit c aăc ngăđ ơnăthanh.ă i uăđóăđ c v n d ngăđ tính h s khu chăđ iăđi n áp vƠădòngăđi nătheoădBănh ăsau:

B ng 2.1 cho ta m t s thí d v giá tr c a h s khu chăđ i

- Khái ni m: Khi d ng c a tín hi u l i ra c a b khu chăđ i khác v i d ng c a tín

hi u l i vào, thì ta nói r ng có s méo tín hi u do b khu chăđ i gây ra

- Phân lo i: Có hai lo i méo tín hi u: méo tuy n tính và méo phi tuy n

+ Méo tuy n tính g m méo t n s và méo pha

Méo t n s là s méo tín hi u do h s khu chăđ i ph thu c vào t n s , t c là do

s không b ng ph ng c aăđ ngăđ c tr ngăbiênăđ t n s (hình 2.2a) Nguyên nhân c a

méo t n s là do trong các t ng khu chăđ i có các ph n t đi năkhángă(nh ăt đi n,

+ Méo phi tuy n là s méo tín hi u do các ph n t phi tuy n trong m ch gây ra Các linh ki nănh ătranzito,ăđiôt,ăbi n th có lõi s t t ầ,ăkhiălƠmăvi c cácăđo n cong

c aăđ c tuy n vôn - ampe, gây nên méo phi tuy n Méo phi tuy n làm xu t hi n tín

hi u l i ra các thành ph n có t n s cao (các hài b c cao) không có trong tín hi u l i

vƠo.ă méo phi tuy n ph thu c vào s l ngăvƠăbiênăđ c a các hài này H s méo

phi tuy n  đ căxácăđ nhănh ălƠăc năb c hai c a t s gi a t ng công su t các hài b c

cao v i công su t c a tín hi u t n s c ăb n

1

n 3

2

P

P

I

~

U~Z

và

r

r r

I

~

U~Z

Nói chung tr kháng là nh ngăđ iăl ng ph c Z~  Zexp(jZ), vì có s l ch pha

gi a hi uăđi n th U~ vƠădòngăđi n I~

2.1.1.4 Phân lo i các b khu chăđ i

C năc vào các ch tiêuănóiătrên,ăng i ta phân lo i các b khu chăđ i theo nhi m

v , v i các tên g iăvƠăđ căđi m khác nhau và các yêu c uăc ăb nănh sau:

- B khu chăđ iăđi n áp:

KU l n; Zvào >> Zngu n tín hi u; Zra << Zt i (Zngu n tín hi u nói chung là l n)

- B khu chăđ iădòngăđi n:

KI l n; Zvào << Zngu n tín hi u; Zra >> Zt i

- B khu chăđ i công su t:

KP l n; Zvào = Zngu n tín hi u; Zra = Zt iNgoài ra còn có các ki u phân lo iăkhácănh ătheoăt n s làm vi c: b khu chăđ i

m t chi u, khu chăđ i âm t n, khu chăđ i cao t n,ầ

2.1.2 H i ti p trong các b khu ch đ i

- H i ti p là th c hi n vi căđ aăm t ph n (hay toàn b ) tín hi u t l i ra v l i vào

b khu chă đ i Có th th c hi n h i ti p trong m t t ng, vài t ng hay trong c b

khu chă đ i H i ti p trong b khu chă đ i s lƠmă thayă đ i h u h t các ch tiêu ch t

l ng và làm cho b khu chăđ iăthayăđ i m t s tính ch t

Gi s b khu chăđ i có h s khu chăđ i ,K~ m ch h i ti p có h s h i ti p ,~ nói chung là nh ng s ph c, thì ta có th vi t:

)Kexp(j

Nóiăchung,ăcácăbiênăđ (K và )ăvƠăđ d ch pha (K và ) có giá tr khác nhau các t n s khác nhau

N u b khu chăđ i làm vi c khu v c t n s trung bình và b h i ti p không có

thành ph năđi n kháng, thì K và  là nh ngăđ iăl ng th c

- Có th phân ra hai lo i h i ti p: h i ti p n i ti p và h i ti p song song N u xét theo lo i tín hi u h i ti p, thì có th phân ra h i ti păđi n áp và h i ti pădòngăđi n N u

xét theo pha c a tín hi u thì có hai lo i: h i ti păd ngăvƠăh i ti p âm

Taăhưyăxétătr ng h p h i ti păđi n áp n i ti păhayăđ c dùng trong các máy thu thanh,ăcóăs ăđ đ c th y trên hình 2.4

ht v

r

U~

U~

K~,

U~

U~

~,

K~ = Kexp[j(K+)] = Kexpj, v i  = K +  lƠăđ l ch pha gi a tín

hi u h i ti p và tín hi uăvƠo.ăNh ăv y, nói chung h s khu chăđ i khi có h i ti p ph

thu c vào c biênăđ vƠăđ d ch pha c a h s khu chăđ i K~ và h s h i ti p ~

s không n đ nh H s này càng nh thì h càng năđ nh Ta hãy tính h s không n

đ nh khi có h i ti p b ng cách l y vi phân bi u th c c a Kht (2.13)ăvƠăthuăđ c bi u

th r

K~

K~d

K~

K~d

~

ht ,

t c là tr khángăvƠoăt ngălênă(1+ăK) l n

- Tr khángăraăđ c tính theo h th c 2.18

K1

ZZ

~

ht ,

t c là tr kháng ra gi măđiă(1+ăK) l n

Nh ăv y, h i ti p âm làm gi m h s khu chăđ i,ănh ngăl iăt ngătínhă năđ nh,

nâng cao tr kháng vào, gi m tr kháng ra H i ti p âm còn làm gi m h s méo t n s

vƠăméoăpha,ălƠmăchoăđ c tuy n t n s b ng ph ngăh n.ăVìăv y h i ti păơmăđ c dùng

trong h u h t các b khu chăđ i

Xétăt ngăt v i h i ti păd ng,ătaăth y h i ti păd ngătuyăcóălƠmăt ngăh s

khu chăđ i,ănh ngăl i làm gi măđ năđ nh, gi m tr kháng vào Vì th , h i ti păd ngăkhôngăđ c dùng trong khu chăđ i Tuy nhiên, trong h i ti păd ng,ăn u K ti năđ n

x p x b ng 1, thì ti n t i vô cùng Ta g iăđóălƠăđi u ki n t kích;ăkhiăđóăb khu ch

+

-hi năđ căđi uăđó,ăc n ph i có hai ngu năđi n E1 và E2.ăNh ăth y trên hình 2.5, ta có

m t m ch khu chăđ i dùng tranzito n-p-n

Theoăs ăđ này, n u là tranzito silic thì UBE trong kho ngă0,5Văđ n 0,7V; n u là

tranzito gemani, thì UBE trong kho ngă0,1Văđ nă0,12V.ăđi n th colect ăcaoăh năđi n

th emit ,ăUCEth ng vào c t 2Văđ nă12V.ăTuyănhiênăđ i v i m ch khu chăđ i công

su t l năthìăđi năápăđóăcóăth lên t i hàng ch căhayăhƠngătr măvôn

Do cách phân c c dùng hai ngu n không thu n ti n, nên trong th c t ,ăng i ta

ch phân c c cho tranzito b ng m t ngu năđi n và s d ngăcácăđi n tr m t cách thích

U CE

V i ki u phân c c đ nh dòng baz ,ăđ năđ nh c a m ch không cao, b i n u do

m t y u t nƠoăđóă(víăd nhi tăđ ) mà UBE thayăđ i, khi n dòng IBthayăđ i, thì dòng IC

s thayăđ i nhi u Do v y,ăng iătaăth ng dùng các ki u phân c căkhácăđ nâng cao

tính năđ nh cho m ch,ănh ăki u phân c c phân áp hay phân c c ph n h i

2.2.1.2 Phân c c ki u phân áp

Trênăhìnhă2.7ălƠăs ăđ c a m ch phân c c ki uăphơnăáp,ăhayăđ c dùng trong

th c t So v i ki u phân c c đ nh dòng baz ,ăs ăđ cóăthêmăđi n tr R2.ă i n áp c a

c căbaz ălƠ:

2 1

2 B

RR

RU



Dòngăđi n qua m ch phân áp R1, R2 là

B 2

1

RR

E



Trong nhi uătr ng h p,ăđ xácăđ nh R1 và R2 có th gi thi t I = 20 IB =20 IC/,

nh ăv y có th suy ra:

C

B 2

Lo i m chă nƠyă cóă đ nă đ nhă caoă h nă lo i phân c c đ nh dòng baz , vì nh

h ng c a s thayăđ i dòng IB đ c bù tr qua R1 và R2 theo hai chi uăng c nhau

Tuy nhiên, vì R1 khác R2 nên s th ngăgiángăđi năápătrênăhaiăđi n tr này là khác nhau

và s bù tr là không hoàn toàn M c dù v y, vì dòng IB r t bé so v i I, nên sai s là

Ta hãy phân tích tác d ng c aăđi n tr RE đóngăvaiătròăthamăgiaăvƠoăphơnăc c và năđ nh ch đ nhi t Có th th y r ng khi tranzito làm vi c, nhi tăđ c a các l p ti p

xúc p-năt ngălênădoăs tiêuătánăn ngăl ng c a tranzito; m t khác nhi tăđ c a môi

tr ngăc ngăcóăth thayăđ i Khi nhi tăđ t ngălên,ădòngăICt ngălên,ălƠmăthayăđ i ch

đ làm vi c c a m chămƠătaăđưăxácăđ nhătr c N u có RE,ăthìăđi n áp trên nó s là UE

= IE.RE.ăDoăđóăs t áp trên RE,ămƠăđi n áp

E E 2 1

2

RR

R



gi măđiăsoăv i (2.19) Có th nh n th y r ng n u dòng IE t ngălênăm tăl ng IE thì

nó s làm UBE gi măđiăm tăl ng UBE nƠoăđó;ăl ngăthayăđ i này s làm gi m l i

dòng IC, t călƠăkéoăđi m làm vi c v v tríăc ă ơyăchính là s h i ti păơm,ădoătaăđưăm c

đi n tr RE vào m chăemit ăTaăth y thêm m t thí d v tác d ngăt ngăc ngăđ n

đ nh c a h i ti p âm

khi làm vi c v i tín hi u bi n thiên mà tín hi uăkhôngălƠmăthayăđ i ch đ

ho tăđ ng c a m ch, thì khi RE có giá tr l nă(trênăvƠiătr măôm),ăng i ta c n m c song

song v i RE m t t đi năđ c ch năsaoăchoădungăkhángăđ i v i tín hi u là bé; t đi n

này t oăđ ng thoát cho tín hi u trong m ch.ăDoăđóăs h i ti p âm ch m nhăđ i v i dòngăđi năkhôngăđ i, mà không x y ra v i tín hi u bi n thiên (hình 2.8)

2.2.1.3 Phân c c ki u phân áp và h i ti p âm

Nhìnătrênăs ăđ hình 2.8, ta nh n th y cách n i c a R1 đ căthayăđ i m t chút,

đ u trên c a nó không m c tr c ti p v i ngu n mà m căquaăđi n tr RC.ăNh ăv y, R1

v a làm nhi m v phân c c v a làm nhi m v h i ti p âm Gi s ICt ngă(ch ng h n,

Hình 2.8 M ch phân c c ki u phân áp và ph n h i âm