Chuong 3-transistor Bjt

ch−¬ng

3 3.1.

Tranzito tiÕp gi¸p l−ìng cùc - bjt

CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña bjt.

3.1.1. CÊu t¹o cña BJT: NÕu 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) 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 né 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 né h¹t dÉn ®a sè t¹i vïng Emit¬ lµ lín nhÊt, sau ®ã ®Õn vïng Colect¬ cßn vïng Baz¬ th× cÇn rÊt nhá, nhá h¬n nhiÒu lÇn (tèi thiÓu lµ 10 lÇn hoÆc bÐ h¬n) so víi nång né hai vïng trªn. Víi ph©n bè h¹t dÉn ®Z 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).

Ghi chó: Tranzito BJT do 3 nhµ b¸c häc ng−êi Mü ph¸t minh ngµy 23 th¸ng 12 n¨m 1947 t¹i phßng thÝ nghiÖm Bell Laboratories. Ba nhµ b¸c häc ®ã lµ: William Schottky, Walter Brattain, John Bardeen

81

3.8 mm 0,025 mm

E

C P

N

C

P

B

+

E

+

EE

B EC

CÊu t¹o

Ký hiÖu a) Tranzito BJT lo¹i PNP

3,8 mm 0,025 mm

E

C N

P

C

N

B

+

E

EE

+

B

EC CÊu t¹o

Ký hiÖu b) Tranzito BJT lo¹i NPN

H×nh 3-1 : CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña BJT lo¹i PNP vµ NPN .

(trªn h×nh vÏ cã nªu kÝch th−íc cô thÓ cña mét lo¹i tranzito c«ng suÊt nhá th«ng dông)

3.1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña BJT. BJT lµ lo¹i cÊu kiÖn b¸n dÉn cã hai tiÕp xóc PN. Mçi tiÕp xóc PN vÒ nguyªn t¾c gièng nh− mét §iot. Phô thuéc vµo c¸ch ph©n cùc thuËn hay ng−îc cña hai tiÕp xóc 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 xóc ®−îc ký hiÖu JE (tiÕp xóc Emit¬ - Baz¬) vµ JC (tiÕp xóc 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 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 bZo hoµ (saturation region)

JC - ph©n cùc thuËn

(dïng trong chÕ ®é chuyÓn m¹ch - switch)

82

JE

JC

JC

JE

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 ®Z nghiªn cøu ®èi víi §iot b¸n dÉn. Trªn h×nh 3-3 m« t¶ qu¸ tr×nh nµy nh− sau: (lÊy vÝ dô cho BJT lo¹i PNP) XÐt BJT lµm viÖc á vïng tÝch cùc: tiÕp xóc Emit¬ ph©n cùc thuËn, tiÕp xóc Colect¬ ph©n cùc ng−îc. UtXE

P (pp)

N(nn)

E

IE

UtXC

P (pp)

IE

C

IC IC0

IB

np

Pn UEB

B

np

IC

UCB

IB +

+ EE

EC

pp (Emit¬) > pp (Colect¬) >> nn (Baz¬) UEB: §iÖn ¸p h¹ trªn tiÕp xóc Emit¬ do nguån EE cung cÊp vµ UEB ≅ 0,7v (Si) vµ ≅ 0,3v (Ge) UCE: §iÖn ¸p h¹ trªn tiÕp xóc Colect¬ do nguån EC cung cÊp vµ UCE ≈ EC

H×nh 33-3: Sù h×nh thµnh c¸c dßng ®iÖn trong BJT.

Hai tiÕp xóc PN h×nh thµnh hai vïng ®iÖn tÝch kh«ng gian. Gäi t¾t tiÕp xóc Emit¬ - Baz¬ lµ tiÕp xóc Emit¬; TiÕp xóc Colect¬ - Baz¬ lµ tiÕp xóc Colect¬. Nguån EE m¾c ph©n cùc thuËn cho tiÕp xóc Emit¬, cßn nguån EC m¾c ph©n cùc ng−îc cho tiÕp xóc Colet¬. GÇn nh− toµn bé ®iÖn ¸p nguån EC h¹ trªn tiÕp xóc colect¬: UCE ≈ EC

( 3-1)

Do tiÕp xóc Emit¬ ph©n cùc thuËn, ®iÖn ¸p tæng trªn tiÕp xóc gi¶m ®i vµ b»ng: U∑(E) = UtxE - UEB

83

( 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 chÕ t¹o nång né 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 xóc Emit¬ nång né lç trèng giê ®©y lín h¬n nhiÒu so víi phÝa s¸t tiÕp xóc Colect¬ nªn dßng h¹t dÉn nµy tiÕp tôc khuÕch t¸n vÒ phÝa tiÕp xóc 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− ®Z nãi ë phÇn trªn, do nång né h¹t dÉn ®a sè t¹i Baz¬ nhá, mÆt kh¸c bÒ dÇy cña Baz¬ lµ rÊt nhá nªn dßng IB << IE. TiÕp xóc colect¬ ph©n cùc ng−îc nªn tæng ®iÖn ¸p trªn tiÕp xóc lµ: U∑(Colect¬) = UtxC + UCB

( 3-3)

§iÖn ¸p tæng nµy cã chiÒu gia tèc ®èi víi lç trèng nªn nã kÐo nhanh sè lç trèng nµy vÒ Colect¬ vµ t¹o thµnh dßng Colet¬ IC. Tuy nhiªn t¹i vïng Baz¬ vµ Colect¬ cã c¸c h¹t dÉn thiÓu sè pn vµ np. C¸c h¹t dÉn nµy d−íi t¸c dông cña U∑(Colect¬) h×nh thµnh mét dßng ®iÖn - ký hiÖu lµ dßng IC0. Dßng nµy ®−îc gäi lµ dßng d− Colect¬ (hay cßn gäi lµ dßng dß). B¶n chÊt dßng ®iÖn nµy gièng nh− dßng ®iÖn ng−îc IS trong §iot. Nh− vËy dßng ®iÖn Colect¬ gåm hai thµnh phÇn: Thµnh phÇn chÝnh do h¹t dÉn ®a sè tõ Emit¬ khuÕch t¸n sang t¹o thµnh IC vµ thµnh phÇn do h¹t dÉn thiÓu sè ë vïng Baz¬ vµ Colect¬ t¹o thµnh IC0 (b¶n chÊt lµ dßng Tr«i - xem trong phÇn §iot). IC∑ = IC + IC0

( 3-4)

Trªn thùc tÕ dßng IC0 rÊt nhá ; IC0 << IC v× vËy dßng IC∑ ≅ IC ; tuy nhiªn dßng IC0 phô thuéc nhiÒu vµo nhiÖt ®é, nªn trong mét sè tr−êng hîp sÏ lµm ¶nh h−ëng lín ®Õn ®é æn ®Þnh cña m¹ch khi lµm viÖc trong d¶i biÕn thiªn lín cña nhiÖt ®é.

3.1.3. Quan hÖ dßng ®iÖn IE, IB, IC vµ c¸c hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn α, β. Theo ph©n tÝch ë phÇn trªn, Tranzito BJT gåm cã 3 dßng ®iÖn: IE, IB, IC vµ lu«n lu«n tån t¹i mèi quan hÖ sau: IE = IC + IB

( 3-5)

Trong ®ã th«ng th−êng IB << IC vµ IE HÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn Emit¬ α: Lµ tû sè gi÷a dßng Colect¬ vµ dßng Emit¬. Tuú thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc mét chiÒu (DC) hay xoay chiÒu (AC) mµ cã kh¸i niÖm: αdc - HÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn Emit¬ mét chiÒu αac - HÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn Emit¬ xoay chiÒu

84

C¸c hÖ sè trªn ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

α dc =

IC IE

( 3-6)

Trong ®ã IC, IE lµ gi¸ trÞ dßng mét chiÒu α ac =

dI C ≅ dI E

∆ IC ∆ IE

( 3-7)

Trong ®ã ∆IC vµ ∆IE lµ gi¸ trÞ biÕn thiªn nhá cña dßng Colect¬ vµ Emit¬. Do IB << IC vµ IE nªn cã thÓ coi IC ≅ IE. Trªn thùc tÕ αdc th−êng kh«ng kh¸c nhiÒu αac tøc lµ αdc ≅ αac vµ cã gi¸ trÞ gÇn b»ng 1. (th−êng α cã gi¸ trÞ kho¶ng tõ 0,9 ÷ 0,998). HÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn Colect¬: Cßn gäi lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i dßng ®iÖn. Ph©n biÖt chÕ ®é mét chiÒu hay xoay chiÒu còng cã kh¸i niÖm: βdc - HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn mét chiÒu βac - HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn xoay chiÒu βdc vµ βac ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

βdc =

IC IB

( 3-8)

Trong ®ã IC, IB lµ gi¸ trÞ dßng ®iÖn mét chiÒu dI C ∆I ≅ C dI B ∆ IB Trong ®ã ∆IC vµ ∆IB lµ gi¸ trÞ biÕn thiªn nhá cña dßng Colect¬ vµ Baz¬.

( 3-9)

βac =

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÷ βdc = hFE

th−êng t−¬ng øng víi chÕ ®é xoay chiÒu:

βac = hfe HÖ sè α Ýt phô thuéc vµo dßng IC vµ tÇn sè tÝn hiÖu, cßn hÖ sè β phô thuéc kh¸ m¹nh vµo IC vµ tÇn sè (h×nh 3-4). β

T = 1000C

T = 250C

f

IC b) β phô thuéc vµo tÇn sè tÝn hiÖu

a) β phô thuéc vµo dßng IC

H×nh 33-4: Sù phô thuéc cña β vµo dßng IC vµ tÇn sè tÝn hiÖu.

85

§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 ®Z ®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: IE I = B +1 IC IC

Theo ®Þnh nghÜa α vµ β sÏ ®−îc: 1 1 = +1 α β

KÕt qu¶: α=

Hay tÝnh β theo α cã:

β β +1

α 1- α Nh− vËy biÕt α cã thÓ tÝnh ®−îc β hoÆc ng−îc l¹i. β=

( 3-10)

( 3-11)

NÕu thay IC=βIB vµo c«ng thøc cña IE ta cã : IE=(β + 1)IB Nh÷ng quan hÖ cÇn ghi nhí:

IE = I C + IB IC = β IB IE =

(β

+ 1 )I B

I C = α I E + I C0

≅

α IE

β α = 1 + β β =

α 1 - α

β + 1 =

1 1 − α

86

( 3-12)

3.2. C¸c d¹ng m¾c m¹ch c¬ b¶n cña bjt. Cã 3 d¹ng m¾c c¬ b¶n: Baz¬ chung - Ký hiÖu BC (Common Base) Emit¬ chung - Ký hiÖu EC (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 C

E

EE

UEB

B

IE

IC

IC C

E

UCB

UEB EC

B

UCB

EE

IB

EC

IB

a) BJT lo¹i PNP

b) BJT lo¹i NPN

H×nh 33-5: M¹ch Baz¬ chung ®èi víi tranzito lo¹i PNP vµ NPN.

Víi m¹ch Baz¬ chung cã quan hÖ sau: M¹ch vµo:

Ie - dßng vµo UEB - ®iÖn ¸p vµo

CÇn kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn tÜnh I E = f (U EB ) U BC = const M¹ch ra:

IC - dßng ra UCB - §iÖn ¸p ra

CÇn kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn tÜnh I C = f (U CB )

I E = const

L−u ý : Khi kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn vµo hoÆc ra cña BJT ®èi víi hai lo¹i PNP vµ NPN lµ nh− nhau, chØ kh¸c lµ chiÒu ®iÖn ¸p mét chiÒu cÊp cho m¹ch vµ ra lµ ng−îc nhau ®èi víi hai lo¹i BJT (h×nh 3-5). §Æc tuyÕn tÜnh d−íi ®©y xÐt cô thÓ cho lo¹i BJT lo¹i NPN (UEB <0, UCB > 0). Hä ®Æc tuyÕn vµo tÜnh ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-6 víi mét 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 né h¹t dÉn thÊp) lµm cho kho¶ng c¸ch hiÖu

87

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 UEB ®−îc lÊy gi¸ trÞ cè ®Þnh lµ: -0,7V (Si)

UEB =

-0,3V (Ge)

IE (mA)

IE (mA) BJT lo¹i Si

UCB = 20V

8

8 UCB = 10V

6

6 UCB = 1V

4

4

2

2 0,2

0,4

0,6

0,8

1

-UEB (V)

a) Hä ®Æc tuyÕn vµo

0,7V 0,2

0,4

0,6

0,8

1

-UEB (V)

b) §Æc tuyÕn vµo tuyÕn tÝnh ho¸ lý t−ëng

H×nh 33-6: Hä ®Æc tuyÕn vµo

Hä ®Æc tuyÕn ra tÜnh: I C = f (U CB )

I E = f (U EB ) U CB = const (BJT lo¹i Si)

I E = const

®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-7

Vïng tÝch cùc

IC (mA)

IE = 5mA

Vïng b·o hoµ

IE = 4mA

UCB thñng

IE = 3mA Vïng ®¸nh thñng

IE = 2mA IE = 1mA IE = 0mA

0

5

10 Vïng c¾t dßng

15

H×nh 33-7: Hä ®Æc tuyÕn ra tÜnh cña m¹ch Baz¬ chung

ICB0

20

UCB (V)

I C = f (U CE ) I E = const

Vïng bWo hoµ: (Saturation Region) khi UCE ≤ 0.Vïng nµy dßng IC gi¶m rÊt nhanh vµ tiÕn tíi 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

88

(UtxC lµ ®iÖn ¸p tiÕp xóc t¹i tiÕp xóc Colect¬). Nh− vËy ë vïng bZo hoµ c¶ hai tiÕp xóc Emit¬ vµ Colect¬ ®Òu ph©n cùc thuËn. Vïng c¾t dßng: (Cutoff - Region) khi d−íi 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 cã thÓ lµm viÖc ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu. T¹i vïng (Vïng khuÕch nµy dßng I t¨ng rÊt Ýt khi U t¨ng v× khi c¸c h¹t dÉn khuÕch t¸n qua ®−îc C CB ®¹i tuyÕn tÝnh) 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 t¨ng chót Ýt IC 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). IC

IE

=0

( 3-14)

= I CB0

IE = 0

ICB0 EC

H×nh 33-8: Dßng ICB0 trong m¹ch Baz¬ chung.

Vïng ®¸nh thñng: (Breakdown - Region) nÕu UCE 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). Ngoµi hai ®Æc tuyÕn vµo vµ ra nªu trªn, ngoµi ra cßn kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn truyÒn ®¹t : dßng ra phô thuéc dßng vµo IC = f(IE) |UCB=const. Tuy nhiªn trªn thùc tÕ, trong thiÕt kÕ m¹ch ng−êi ta th−êng sö dông chñ yÕu ®Æc tuyÕn tÜnh vµo vµ ra. V× vËy trong c¸c m¹ch sau chØ tËp trung vµo ph©n tÝch hai häc ®Æc tuyÕn nµy.

3.2.2. M¹ch Emit¬ chung - EC. M¹ch Emit¬ chung - viÕt t¾t lµ EC. M¹ch cã Emit¬ lµ ®iÓm chung cho m¹ch vµo vµ ra. EC ®−îc m¾c nh− h×nh 3-9 ®èi víi hai lo¹i Tranzito PNP vµ NPN.

89

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 33-9: M¹ch Emit¬ chung ®èi víi tranzito lo¹i PNP vµ NPN.

Ng−êi ta quan t©m ®Õn hai hä ®Æc tuyÕn tÜnh lµ vµo vµ ra: Hä ®Æc tuyÕn vµo:

IB = f (UBE) UCE =

Hä ®Æc tuyÕn ra :

IC = f (UCE) IB =

const

const

Hai hä ®Æc tuyÕn nµy ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-10 (dïng BJT lo¹i NPN). IC (mA) Vïng tÝch cùc( khuÕch ®¹i) 90µA

8

80µA

7

70µA

UCE thñng

60µA

6

50µA

5

Vïng b·o hoµ

40µA

4

Vïng ®¸nh thñng

30µA

3

20µA

2

10µA

1 IB = 0µA

5

0 UCE bh

10

15

ICE0 ≈ βICB0

20

a) Hä ®Æc tuyÕn ra: IC = f (UCE) IB =

IB(mA)

IB(mA)

90

UCE (V)

Vïng c¾t dßng

const

UCE = 1V

100

100

UCE = 10V 80

80

UCE = 20V

60

60

40

40

20

20

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0

UBE(V)

b) Hä ®Æc tuyÕn vµo IB = f(UBE) |UCE = const

0,2

0,4

0,6 0,7

UBE(V)

c) §Æc tuyÕn vµo lý t−ëng

H×nh 33-10: 10 Hä ®Æc tuyÕn ra vµ vµo 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 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 bWo hoµ: Khi c¶ hai tiÕp xóc Emit¬ vµ Colect¬ ph©n cùc thuËn. Khi nµy dßng IC t¨ng rÊt nhanh. §iÖn ¸p bZo 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).

91

C IB = 0

B ICE0 E EC

H×nh 33-11: 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:

IC =

( 3-15)

α I B I CB0 + 1- α 1- α

Víi m¹ch EC khi IB = 0 th× thµnh phÇn thø hai cña biÓu thøc (3-15) chÝnh lµ ICE0:

ICE0 =

ICB0 = (β +1) ICB0 ≅ βICB0 I =0 B 1- α

VËy:

ICE0 ≅ βI CB0I =0

( 3-16)

B

C«ng thøc (3-16) cho thÊy dßng d− ICE0 trong m¹ch EC >> dßng d− ICB0 trong m¹ch BC. Dßng d− l¹i phô thuéc nhiÒu vµo nhiÖt ®é, nªn m¹ch EC sÏ bÞ ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é nhiÒu h¬n lµ m¹ch BC. 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.

92

3.2.3. M¹ch Colect¬ chung - CC. 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

E B

UEC

UBC EB

IB

E

B EE

EE C

C EB

IC

I C

a) BJT lo¹i PNP

b) BJT lo¹i NPN

H×nh 33-12: 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 (dïng cho lo¹i BJT NPN). IE (mA) Vïng tÝch cùc (khuÕch ®¹i)

IB (µA)

50µA

6

UEC thñng

40µA

5

b·o hoµ

Vïng ®¸nh thñng

20µA

3

10µA

2

5

10

15

Vïng c¾t dßng

a) Hä ®Æc tuyÕn ra IE = f (UEC) IB = const

UEEC = -10V

30 20 10

IB = 0

1

UEC = -5V

40

30µA

4 Vïng

50

-UEC (V)

5V 4,3V

10V -UBC 9,3V

b) Hä ®Æc tuyÕn vµo IB = f (UBC) UEC = const

H×nh 33-13: 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 - EC v× dßng IE ≅ IC. V× vËy cã thÓ lÊy ®Æc tuyÕn ra cña m¹ch EC ¸p dông cho m¹ch CC víi sai sè kh«ng ®¸ng kÓ. Tuy nhiªn ®Æc tuyÕn vµo IB = f (UBC) U

EC

=const

cã d¹ng kh¸c h¼n so víi m¹ch EC vµ BC. §Æc

tuyÕn cã d¹ng th¼ng ®øng nh− h×nh 3-13b, tøc lµ khi ®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: §iÖn ¸p UBE trªn Tranzito ë chÕ ®é tÝch

93

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= UBE +UEC còng kh«ng ®æi khi IE thay ®æi. VÝ dô: LÊy UEC = -5V, nÕu dïng BJT lo¹i Si th× UBE = 0,7V. VËy UBC = 0,7 + (-5)V =-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 = 0,7V + (-10)V = -9,3V. Gi¸ trÞ nµy øng víi ®Æc tuyÕn th¼ng ®øng thø hai (h×nh 3-13b).

3.3. Giíi 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 EC (h×nh 3-14).

IC (mA) 70µA

IC max

60µA

20 PC max

Vïng b·o hoµ

15

50µA 40µA 30µA

10

20µA

Vïng lµm viÖc (chÕ ®é khuÕch ®¹i)

10µA 5 IB = 0 0 UCEbh

5

ICE0

UCE max Vïng c¾t dßng

UCE(V)

H×nh 33-14: 14 Giíi h¹n vïng lµm viÖc cña BJT (m¹ch EC).

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 bZo hoµ Colect¬ - Emit¬ th−êng UCE bh ≅ 0,3V nh− vËy 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.

94

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: PCmax (T0) - PCmax(T) = γPcmax(T-T0)

( 3-18)

Trªn h×nh 3-15 m« t¶ sù suy gi¶m gi¸ trÞ PCmax khi nhiÖt ®é t¨ng. PCmax(mW) 600 500

γPcmax = 5mW/0C

400 300 200 250C

100

T 0C 20

40

60

80

100

120

140

H×nh 33-15: 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 ICUCE ≤ PCmax

95

( 3-19)

VÝ dô 3-1: Cho BJT 2N4123 cã PCmax = 625mW ë nhiÖt ®é T0 = 250C. HÖ sè γPcmax = 5mW/0C. HZy 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 ®Z cho vµo c«ng thøc sÏ cho kÕt qu¶ sau: 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. BJT ®−îc øng dông rÊt réng rZi ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu. Tuy nhiªn ®Ó khuÕch ®¹i ®−îc cÇn cung cÊp chÕ ®é mét chiÒu cho BJT. HZy xÐt m¹ch Emit¬ chung lµm vÝ dô. Trªn h×nh 3-18a lµ s¬ ®å cña m¹ch EC. T¹i Colect¬ m¾c ®iÖn trë t¶i RC IC(mA)

+E2

R1

IC

RC C

UV

EC RC

40µA §−êng t¶i tÜnh

C2

30µA

Q' URA

B

IBQ = 20µA

Q ICQ

E

Q’’

R2

10µA

IB= 0 UCE bh a) M¹ch EC

UCEQ

EC

UCE(V)

b) X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh

H×nh 33-16: 16 X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh cña m¹ch EC.

Cã thÓ viÕt ph−¬ng tr×nh cho m¹ch ra: EC = ICRC + UCE

( 3-20)

Ph−¬ng tr×nh nµy cã tªn 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’’.

96

§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.

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. Cã tªn gäi nµy ®−îc lý gi¶i lµ do dßng IB kh«ng ®æi khi thay b»ng c¸c BJT kh¸c nhau. §iÒu nµy sÏ ®−îc chøng minh ngay d−íi ®©y. H×nh 3-17 m« t¶ m¹ch EC ®−îc ph©n cùc Baz¬. +E2 RB

IC

RC

C Vµo C1

C2 Ra

B

H×nh 33-17: 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:

97

M¹ch phÝa ®Çu vµo ë chÕ ®é mét chiÒu cã ph−¬ng tr×nh: EC = IBRB + UBE

Víi gi¸ trÞ

( 3-21)

UBE = 0,7V (BJT lo¹i Si) vµ UBE = 0,3V (lo¹i Ge)

Tõ ®©y cã thÓ x¸c ®Þnh IBQ tõ c«ng thøc (3-28) IBQ =

EC - UBE RB

( 3-22)

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 (322) (3-23) vµ (3-25). 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 bo hoµ vµ c¾t dßng. ë chÕ ®é bZo hoµ UCEbh ≅ 0,3V Khi ®ã dßng bZo hoµ Colect¬ b»ng ICbh =

EC - UCEbh RC

( 3-26)

Cã thÓ bá qua gi¸ trÞ UCEbh, khi ®ã:

ICbh = ë chÕ ®é c¾t dßng (off) dßng IC sÏ b»ng:

EC RC

ICoff = ICE0

( 3-27)

( 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 off ≅ EC

98

( 3-29)

• Sù xª dÞch ®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 = 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) Gi¶i:

ë nhiÖt ®é T = 250C IBQ =

EC - UBE 8V - 0,7V = 360KΩ RB

= 20,28µA ICQ = βdcIBQ = 100 x 20,28µA = 2,028mA UCEQ = EC - ICQRC = 8V - (2,028mA) (2KΩ) = 3,94V VËy ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q sÏ lµ: 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 giê ®©y sÏ lµ: 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%

99




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¬. •

X¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q.

M¹ch ph©n cùc Emit¬ cã ®Æc ®iÓm lµ dïng ®iÖn trë RE ë m¹ch Emit¬ (h×nh 3-18) +E2 IB

RB

IC

RC C

Vµo

C2

Ra

B

ICbh RE IE

H×nh 3-18: Ph©n cùc Emit¬.

XÐt ph−¬ng tr×nh ë m¹ch vµo ta cã: EC = IBRE + UBE + IERE

( 3-30)

Do: IE = (β + 1) IB nªn thay vµo (3-30) sÏ ®−îc EC = IB [RB + (β + 1) RE] + UBE Nªn rót ra IBQ =

E C - UBE R B + (β + 1)R E

ICQ = β dc IBQ = β

E C − UBE R B + (β + 1)R E

( 3-31)

( 3-32)

Gi¸ trÞ UCEQ cã thÓ x¸c ®Þnh theo m¹ch ë ®Çu ra theo ph−¬ng tr×nh: 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)

100

(3-33)

Trong tr−êng hîp β kh¸ lín vµ gi¸ trÞ (β + 1)RE >> RB (th−êng lín h¬n 10 lÇn cã thÓ chÊp nhËn ®−îc víi sai sè < 10%) th× c«ng thøc (3-32) cã thÓ tÝnh ®¬n gi¶n nh− sau:

I CQ ≅

•

EC − U BE RE

(3-34)

ChÕ ®é bo hoµ vµ c¾t dßng: ë chÕ ®é bZo hoµ UCE bh, rÊt nhá ≈ 0,3V nªn cã thÓ bá qua so víi ®iÖn ¸p nguån th× dßng bZo

hoµ sÏ b»ng: EC RC +RE

( 3-35)

UCE off = EC

( 3-36)

ICbh =

ë chÕ ®é c¾t dßng (off), dßng IC ≈ 0 nªn:

•

Sù xª dÞch ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q khi nhiÖt ®é thay ®æi. Theo c¸c c«ng thøc ®Z 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

+E2 IP R1

IC

RC C

Vµo

IC C2

Ra

C Rth

B IB

B

IB

E

Eth

RE

R2

RC

IE

RE

IE

a) M¹ch chi tiÕt

b) M¹ch t−¬ng ®−¬ng theo ®Þnh lý Thevenin

H×nh 33-19: 19 M¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p.

§Ó tÝnh c¸c gi¸ trÞ cña ®iÓm lµm viÖc tÝnh Q, thay thÕ m¹ch 3-19a b»ng m¹ch t−¬ng ®−¬ng theo ®Þnh lý Thevenin (h×nh 3-19b). Trong ®ã:

Rth = R1 // R2 =

R1R2 R1 + R2

101

(3-37)

Eth = EC

R2 R1 + R2

(3-38)

Gi¸ trÞ IBQ ®−îc tÝnh theo m¹ch vµo cña m¹ch 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 Rth + ( β + 1) RE

I BQ =

(3-39)

do IC = βIB ta cã:

Eth − U BE Rth + (β + 1)RE

I CQ = β

(3-40)

§Ó t×m UCEQ sö dông ph−¬ng tr×nh m¹ch ra h×nh 3-19b. EC = ICRC + UCE + IERE Cã thÓ gi¶ thiÕt IC ≅ IE nªn EC = IC (RC + RE) + UCE VËy: UCEQ = EC - ICQ (RC + RE)

(3-41)

XÐt c«ng thøc (3-40) nÕu: (β+ 1) RE >> Rth

(3-42)

NÕu chÊp nhËn sai sè 10% nÕu lín h¬n 10 lÇn) khi ®ã ICQ sÏ b»ng:

I CQ ≅

Eth − U BE RE

Trong c«ng thøc (3-42) ICQ kh«ng thÊy phô thuéc vµo β. VÝ dô 3-3: Cho m¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p nh− h×nh 3-19 víi c¸c gi¸ trÞ sau: RC = 10KΩ, RE = 1,5KΩ, R1 = 39KΩ, R2 = 3,9KΩ EC = +22V, β = 140, tranzito lo¹i Si T×m ®iÓm lµm viÖc tÜnh cña m¹ch. Gi¶i: Theo c«ng thøc (3-37) vµ (3-38) sÏ tÝnh ®−îc:

Rth = R1 // R2 = Eth = EC

39 KΩ × 3,9 KΩ = 3,55 KΩ 39 KΩ + 3,9 KΩ

R2 3,9 KΩ = 22V = 2V R1 + R2 39 KΩ + 3,9 KΩ

Theo (3-39) t×m ®−îc IBQ:

I BQ =

2V − 0,7V = 6,05µA 3,55 KΩ + (140 + 1)1,5 KΩ

TÝnh ICQ: ICQ = βIBQ = 140 . 6,05µA = 0,85mA Theo (3-41) t×m ®−îc UCEQ: UCEQ = 22V - (0,8mA) (10KΩ + 1,5KΩ) = 12,22V VËy ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q sÏ lµ:

102

(3-43)

Q(IBQ = 6,0µA; ICQ = 0,85mA; UCEQ = 12,22V) •

XÐt ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é lªn ®é xª dÞch cña Q: LÊy vÝ dô 3-3 víi ®iÒu kiÖn: β = 140 Thay ®æi β víi gi¸ trÞ míi lµ:

β = 70

TÝnh cho tr−ênghîp β = 70 cho kÕt qu¶ nh− sau: IBQ = 11,81µA ICQ = 0,83mA UCEQ = 12,46V So s¸nh víi kÕt qu¶ tÝnh ë trªn víi gi¸ trÞ β = 140 cho thÊy: β

IBQ

ICQ

UCEQ

140

6,05µA

0,85mA

12,22V

70

0,83µA

0,83mA

12,46V

Qua sè liÖu so s¸nh trªn cho thÊy kh¶ n¨ng æn ®Þnh ®iÓm lµm viÖc tÜnh cña m¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p lµ kh¸ tèt.

3.5.4. Ph©n cùc b»ng håi tiÕp Colect¬. M¹ch ph©n cùc b»ng håi tiÕp Colect¬ còng c¶i thiÖn vÒ kh¶ n¨ng æn ®Þnh ®iÓm lµm viÖc cña m¹ch. S¬ ®å m¹ch ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-20. +EC IC RB

Ra C

IB Vµo C1

RC

C2

B E RE IE

H×nh 33-20: m¹ch ph©n cùc b»ng håi tiÕp Colect¬.

XÐt phÝa m¹ch vµo cã ph−¬ng tr×nh sau: EC = ICRC + IBRB + UBE + IERE Cã thÓ coi IE ≅ IC = βIB Thay vµo sÏ cã: EC = βIBRC + IBRB + UBE + β IB RE = IB[RB + β(RC+ RE)]+ UBE

103

VËy:

I BQ =

EC − U BE RB + β ( RC + RE )

(3-44)

ICQ sÏ b»ng: ICQ = βIBQ

I CQ = β

EC − U BE RB + β (RC + RE )

(3-45)

TÝnh ICEQ theo ph−¬ng tr×nh m¹ch ra: EC = ICRC + UCE + IERE Cã thÓ gi¶ thiÕt: IC ≅ IE nªn UCEQ = EC - ICQ (RC + RE)

(3-46)

Còng t−¬ng tù nh− c¸c tr−êng hîp m¹ch ph©n cùc Emit¬, hay ph©n cùc b»ng ph©n ¸p nÕu trong c«ng thøc (3-45) thµnh phÇn β(RC + RE) >> RB (chÊp nhËn 10% sai sè nÕu llín h¬n 10 lÇn) th× ICQ cã thÓ tÝnh ®¬n gi¶n b»ng c«ng thøc:

I CQ =

EC − U BE RC + RE

(3-45a)

Ghi chó: C¸c m¹ch ph©n cùc b»ng dßng Emit¬, ph©n ¸p hay håi tiÕp ®Òu cã mét ®iÓm chung lµ cã ®iÖn trë RE t¹i cùc Emit¬. ChÝnh ®iÖn trë nµy t¹o thµnh håi tiÕp ©m trong m¹ch nªn ®W c¶i thiÖn ®¸ng kÓ nhiÒu th«ng sè vµ lµm m¹ch æn ®Þnh h¬n khi nhiÖt ®é thay ®æi. Tuy nhiªn ®Ó tr¸nh gi¶m nhiÒu hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch, ®iÖn trë RE th−êng kh«ng chän lín qu¸ vµ th−êng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ®iÒu kiÖn sau:

U RE =

EC 10

(3-47)

104

3.6. HÖ sè æn ®Þnh S. 3.6.1. §Þnh nghÜa hÖ sè æn ®Þnh: Khi lµm viÖc, c¸c tham sè cña m¹ch cã thÓ bÞ thay ®æi do t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè ®Æc biÖt lµ nhiÖt ®é m«i tr−êng. Ng−êi ta ®Z kh¶o s¸t vµ ®−a ra kÕt luËn víi nh÷ng sè liÖu sau: * HÖ sè β t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng. * UBE gi¶m kho¶ng 7,5mV khi nhiÖt ®é t¨ng 10C * Dßng IC0 t¨ng 2 lÇn khi nhiÖt ®é t¨ng thªm 10C L−u ý : dßng IC0 chÝnh lµ dßng ICB0 - trong sæ tay kü thuËt th−êng cho gi¸ trÞ ICB0 Trong b¶ng 3 -1 cho biÕt kÕt qu¶ kh¶o s¸t trªn mét lo¹i BJT th«ng dông. B¶ng 3-1: β

T (0C) -65

IC0 (nA) 0,2 x 10-3

20

UBE (V) 0,85

25

0,1

50

0,65

100

20

80

0,48

120

0,3

175

3,3 x 10

3

Qua b¶ng 3-1, cã thÓ thÊy t¹i nhiÖt ®é trong phßng T = 250C, IC0 = 0,1nA, nh−ng ë 1000C ICO = 20nA t¨ng 200 lÇn. §Ó ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña m¹ch khi c¸c tham sè thay ®æi, ng−êi ta dïng hÖ sè æn ®Þnh S. NÕu lÊy dßng IC lµ tham sè cã kh¶ n¨ng thay ®æi trong qu¸ tr×nh lµm viÖc do nhiÒu yÕu tè t¸c ®éng (®Æc biÖt lµ nhiÖt ®é thay ®æi g©y nªn sù thay ®æi cña ICO, β vµ UBE dÉn ®Õn thay ®æi ®iÓm lµm viÖc tÜnh), kh¶o s¸t c¸c hÖ sè æn ®Þnh sau: * HÖ sè æn ®Þnh theo ICO

S ( I CO ) =

∆I C ∆I CO

(3-48)

* HÖ sè æn ®Þnh theo β

S (β ) =

∆I C ∆β

(3-49)

* HÖ sè æn ®Þnh theo UBE

S (U BE ) =

∆I C ∆U BE

(3-50)

Theo ®Þnh nghÜa, gi¸ trÞ S cµng nhá, m¹ch cµng æn ®Þnh, tr−êng hîp lý t−ëng th× S = 0 T¸c ®éng tæng thÎ cña sù thay ®æi ICO, β, UBE sÏ g©y nªn sù thay dæi cña dßng IC t−¬ng øng. ∆IC = S(ICO) ∆ICO+ S(β)∆β + S(UBE)∆UBE

(3-51)

Qua tÝnh to¸n ng−êi ta ®Z rót ®−îc c¸c biÓu thøc x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ S theo tõng c¸c ph©n cùc.

3.6.2. HÖ sè æn ®Þnh cho c¸c lo¹i m¹ch ph©n cùc. Ng−êi ta ®Z rót ®−îc c¸c biÓu thøc tÝnh to¸n sau:

105

•

Ph©n cùc baz¬ (ph©n cùc b»ng dßng cè ®Þnh).

S (I CO ) = (β + 1)

(3-52)

S (β ) =

(3-53)

IC

β

S (U BE ) = − •

β RB

(3-54)

Ph©n cùc Emit¬

S (I CO ) = (β + 1)

1 + RB RE (β + 1) + RB RE

(3-55)

NÕu RB/RE >> (β + 1) th×: S(ICO) = β + 1

(3-55a)

S(ICO) = 1

(3-55b)

NÕu RB/RE <<(β + 1)

S (β ) =

I C1 (1 + RB RE ) β1 (1 + β 2 + RB RE )

(3-56)

ë ®©y β2 lµ gi¸ trÞ hÖ sè khuÕch ®¹i míi do thay ®æi nhiÖt ®é so víi gi¸ trÞ β1 ban ®Çu.

S (U BE ) = −

β RB + (β + 1)RE

(3-57)

NÕu (β + 1)RE >> RB sÏ cã:

S (U BE ) ≅ − •

1 RE

(3-57a)

Ph©n cùc b»ng ph©n ¸p.

S (I CO ) = (β + 1)

1 + Rth RE (β + 1) + Rth RE

(3-58)

NÕu Rth/RE << β + 1 th×:

S (β ) =

S(IC0) ≅ 1 + Rth/RE

(3-58a)

I C1 (1 + Rth RE ) β1 (1 + β 2 + Rth RE )

(3-59)

β2 lµ gi¸ trÞ míi do nhiÖt ®é thay ®æi so víi gi¸ trÞ ban ®Çu β1

S (U BE ) = •

−β Rth + (β + 1)RE

(3-60)

Ph©n cùc b»ng håi tiÕp Colect¬ (RE = 0)

S (I CO ) = (β + 1)

1 + RB RC (β + 1) + RB RC

106

(3-61)

S (β ) =

I C1 (RB + RC ) β1 [RB + RC (1 + β 2 )]

(3-62)

−β RB + (β + 1)RC

(3-63)

S (U BE ) =

VÝ dô 3-4: TÝnh ®é thay ®æi cña ∆IC do c¸c yÕu tè β, IC0, UBE g©y nªn nÕu nhiÖt ®é thay ®æi tõ 250C ®Õn 1000C (c¨n cø theo sè liÖu tõ b¶ng 3-1) Gi¶i:

Theo b¶ng 3-1 cã: Khi nhiÖt ®é thay ®æi tõ 250C ®Õn 1000C. ∆IC0 = 20nA - 0,1nA = 19,9nA ∆β = 80 - 50 = 30 ∆UBE = 0,48V - 0,65V = -0,17V

* Víi m¹ch ph©n cùc Baz¬ Chän ICQ = 2mA, RB = 240KΩ

∆I C = (β + 1)∆I C 0 −

β RB

∆U BE +

I C1

β1

∆β

(3-64)

§Æt c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc (3-64) sÏ cã

∆I C = (50 + 1)(19,9nA) −

50 (− 0,7V ) + 2mA .30 240 KΩ 50

= 1,01µA + 35,42 µA + 1200 µA = 1,236mA Nh− vËy dßng IC sÏ thay ®æi tõ gi¸ trÞ 2mA tíi 3,236mA. * Víi m¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p: Chän Rth/RE = 2 RE = 4,7KΩ Khi ®ã sÏ cã c¸c sè liÖu tÝnh to¸n ®−îc nh− sau: S(IC0) = 2,89 S(β) = 1,445 x 10-6 S(UBE) = -0,2 x 10-3 VËy ∆IC = (2,89) (19,9nA) - 0,2 x 10-3 (-0,17V) + 1,445 x 10-6 x (30) = 57,51nA + 34µA + 43,4µA = 0,077mA Nh− vËy IC sÏ thay ®æi tõ gi¸ trÞ 2mA ®Õn gi¸ trÞ 2,077mA. So s¸nh kÕt qu¶ cña hai ph−¬ng ph¸p ph©n cùc cho thÊy râ rµng ph©n cùc b»ng ph©n ¸p cho ®é æn ®Þnh cao h¬n rÊt nhiÒu so víi ph©n cùc b»ng dßng cè ®Þnh.

107

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. Trong thùc tÕ, c¸ch x©y dùng m¹ch vµ lùa chän ph−¬ng ¸n ph©n cùc c¨n cø vµo môc ®Ých thiÕt kÕ nh− ®ßi hái ®é æn ®Þnh m¹ch cao, hoÆc c¸c chØ tiªu kh¸c nh− trë kh¸ng vµo lín .v.v. ®Ó chän ph−¬ng ¸n ph©n cùc vµ chän lo¹i BJT. §Ó cã thÓ chän ®iÓm lµm viÖc mét c¸ch hîp lý, tÝn hiÖu Ýt mÐo, th× ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q ®−îc chän ë kho¶ng gi÷a vïng tuyÕn tÜnh nh− h×nh 3-21. Trªn h×nh m« t¶ c¸c ®iÓm quan träng trªn ®Æc tuyÕn cña BJT (m¹ch EC).

IC EC RC

ICbh

IB Q

ICQ

IBQ IB = 0

UCEbh

UCEoff EC

UCEQ

UCE

H×nh 33-21. 21 Lùa chän ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q dùa trªn tham sè vµ ®Æc tÝnh cña BJT (m¹ch EC)

Trªn thùc tÕ ng−êi ta th−êng chän nh− sau: Dßng Colect¬ bZo hoµ ICbh ®−îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng b»ng:

I Cbh ≅

EC RC

(3-65)

Gi¸ trÞ UCE OFF (®iÖn ¸p UCE øng víi ®iÓm c¾t dßng IB = 0) gi¶ thiÕt gÇn ®óng b»ng: UCE OFF ≅ EC

(3-66)

C«ng thøc (3-65) vµ (3-66) víi gi¶ thiÕt ®iÖn ¸p bZo hoµ Colect¬ - Emit¬ UCE bh ≈ 0 (Thùc tÕ UCE bh ≈ 0,3V). Dßng ®iÖn Colect¬ t¹i ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q lµ ICQ th−êng ®−îc chän b»ng mét nöa cña IC bh cã nghÜa lµ:

I CQ =

1 I Cbh 2

(3-67)

NÕu m¹ch ph©n cùc dïng RE th× ®iÖn ¸p sôt trªn RE lµ UE = IERE th−êng ®−îc chän nh− sau: UE ≅ (0,1 ÷ 0,3)EC

(3-68)

UE ≅ 0,1 EC

(3-69)

vµ th«ng th−êng chän: Dùa trªn c¸c ®iÒu kiÖn chän nh− trªn ®Ó vËn dông trong c¸c tr−êng hîp thiÕt kÕ tuú theo c¸c yªu cÇu mµ bµi to¸n ®Æt ra. VÝ dô 3-5: ThiÕt kÕ m¹ch cÊp chÕ ®é mét chiÒu cho m¹ch khuyÕch ®¹i dïng BJT lo¹i npn cã ®é æn ®Þnh cao ®iÓm c«ng t¸c tÜnh. Nguån cung cÊp EC = 20V; BJT dïng lo¹i 2N4401.

108

Gi¶i: C¨n cø vµo yªu cÇu trªn, m¹ch ph©n cùc ®−îc x©y dùng dùa trªn m¹ch ph©n ¸p nh− h×nh 3-22a. Trong nhiÒu tr−êng hîp viÖc x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ cña ®iÓm lµm viÖc tÜnh cña m¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p sÏ ®¬n gi¶n h¬n. XÐt m¹ch ph©n ¸p R1,R2 vµ m¹ch vµo cña Tranzito. PhÇn trë kh¸ng vµo RV chÝnh lµ thµnh phÇn (β +1) RE trong c«ng thøc tÝnh IBQ cña m¹ch (3-70) ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 3-22b RV = (β +1) RE .

(3-70)

NÕu dßng IB << I1, I2 (lµ ®iÒu kiÖn th−êng ®−îc sö dông khi thiÕt kÕ m¹ch ph©n cùc b»ng ph©n ¸p ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn m¹ch lµm viÖc æn ®Þnh h¬n; ICQ kh«ng phô thuéc vµo β). Khi gi¸ trÞ: RV = (β +1) RE >> R2

(3-71)

Khi ®ã dßng ®iÖn IB rÊt nhá so víi dßng I1 vµ I2 vµ cã thÓ bá qua, tøc lµ: I1 = I2. VËy ®iÖn ¸p trªn Baz¬ UB cã thÓ tÝnh ng¾n gän theo c«ng thøc:

UB =

EC R2 R1 + R2

(3-72)

§iÒu kiÖn (3-71) cã thÓ chÊp nhËn víi sai sè 10% nÕu: (β +1) RE ≅ βRE ≥10R2

(3-73)

VËy nÕu ®iÒu kiÖn βRE ≥10R2 tho¶ mZn th× cã thÓ sö dông c«ng thøc (3-72) ®Ó tÝnh UB, hoÆc trong nhiÖm vô thiÕt kÕ ®Ó chän m¹ch ph©n ¸p R1,R2 cho hîp lý cã thÓ dïng ®iÒu kiÖn (3-73) ®Ó tÝnh to¸n. +EC

+EC I1

R1

I1

RC

IC

IB B

B IB I2

R1

R2

I2

RE

R2

RV

IE

a) M¹ch phËn cùc b»ng ph©n ¸p

b) M¹ch t−¬ng ®−¬ng phÝa vµo cña tranzito

H×nh 33-22: Chän m¹ch ph©n cùc cho m¹ch khuyÕch ®¹i.

Dùa trªn sè liÖu trong sæ tay kü thuËt cña BJT 2N4401 cã mét sè tham sè sau: 2N4401 lµ lo¹i chÕ t¹o b»ng vËt liÖu Si β = 150 §iÖp ¸p Colect¬ - Emit¬ lµm viÖc tèt ë gi¸ trÞ UCE = 10V Dßng Colect¬ bZo hoµ: ICbh = 4mA VËy c¨n cø theo c¸c ®iÒu kiÖn chän nh− sau: + Dßng Colect¬ sÏ chän lµ:

I CQ =

I Cbh 4mA = = 2mA 2 2

109

+ §iÖn ¸p trªn RE chän b»ng 0,1 EC UE = 0,1 EC = 0,1 x 20V = 2V + §iÖn ¸p Colect¬ - Emit¬ UCEQ = 10V VËy dßng Baz¬ sÏ lµ:

I BQ =

I CQ

β

=

2mA = 13,3µA 150

Dßng IE ≈ ICQ = 2mA VËy ®iÖn trë RE ®−îc x¸c ®Þnh b»ng:

RE =

UE 2V = = 1KΩ I E 2mA

§iÖn trë RC b»ng:

RC =

U RC I CQ

=

EC − U CEQ − U E I CQ

=

20V − 10V − 2V = 4 KΩ 2mA

B©y giê x¸c ®Þnh ®iÖn trë ph©n ¸p R1 vµ R2. §iÖn ¸p trªn Baz¬ UB so víi ®iÓm ®Êt lµ: UB = UR2 = UBE + UE = 0,7V + 0,2V = 2,7V ¸p dông ®iÒu kiÖn βRE ≥ 10 R2 ( lµ ®iÒu kiÖn ®Ó ®iÖn ¸p trªn Baz¬ UB kh«ng phô thuéc vµo IB, ®¶m b¶o cho m¹ch lµm viÖc æn ®Þnh h¬n); tõ ®Êy rót ra:

R2 =

β RE 10

=

150 × 1KΩ = 15 KΩ 10

VËy theo c«ng thøc ta cã:

UB =

E C R2 20V ×15 KΩ = 2,7V = R1 + R2 R1 + 15 KΩ

Rót ra: R1 = 96 KΩ KÕt luËn: KÕt qu¶ tÝnh to¸n cã thÓ thèng kª l¹i nh− sau §iÓm lµm viÖc tÜnh Q (IBQ = 13,3 µA, ICQ = 2mA., UCEQ = 10V) RC = 4K ; RE = 1K R1 = 96KΩ ; R2 = 15KΩ

110

3.8. BJT chuyÓn m¹ch 3.8.1. ChÕ ®é chuyÓn m¹ch cña BJT: •

ChuyÓn m¹ch lý t−ëng Trong c¸c thiÕt bÞ kü thuËt sè nh− m¸y tÝnh, hoÆc c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn, BJT ®−îc sö dông nh− mét

phÇn tö chuyÓn m¹ch. Trong tr−êng hîp nµy BJT chØ lµm viÖc ë hai chÕ ®é ph©n biÖt râ rµng: DÉn (on) - hoÆc cßn gäi lµ ®ãng vµ kho¸ (off) - hoÆc cßn gäi lµ ng¾t nh− mét c«ng t¾c. Víi gi¶ thiÕt c«ng t¾c lý t−ëng, th× khi BJT dÉn h¹ ¸p trªn nã b»ng 0 vµ khi kho¸ dßng ch¶y qua sÏ b»ng 0 (h×nh 3-23).

+EC IC

RC C RB

+EC

+EC

RC

RC

C

C BJT

BJT E

E

b) ChÕ ®é dÉn (®ãng) UCE = 0

c) ChÕ ®é kho¸ (ng¾t) IC= 0

E

a) BJT chuyÓn m¹ch

H×nh 3-23: BJT lµm viÖc nh− mét chuyÓn m¹ch lý t−ëng. •

ChÕ ®é c¾t dßng vµ b·o hoµ cña BJT. Kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn V«n - Ampe cña BJT cho thÊy víi s¬ ®å EC, ë chÕ ®é c¾t dßng (cutoff) øng víi

IB = 0 vµ IC = ICE0; ë chÕ ®é bZo hoµ ®iÖn ¸p Colect¬ - Emit¬ sÏ lµ UCEbh ≅ (0,1 ÷ 0,3V) (h×nh 3-24). Th«ng th−êng ICE0 nhá nªn cã thÓ gi¶ thiÕt r»ng ë chÕ ®é c¾t dßng IC off ≅ 0, vµ chÕ ®é bZo hoµ UCE bh ≅ 0. Khi

®ã ta ®−îc mét chuyÓn m¹ch b»ng BJT lý t−ëng. Trªn (h×nh 3-24a) m« t¶ m¹ch dïng BJT ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch vµ c¸ch x¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc ë chÕ ®é bZo hoµ vµ c¾t dßng (h×nh 3-24b).

IC(mA)

+EC URa

C

0V

RB

UV

EC

+EC

RC

Qon

RC t

ICbh

E

+U 0V

Qoff t UCEbh

a) C¸ch m¾c BJT ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch

ICE0 ≅ 0

EC

UCE(V)

b) C¸ch x¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc cña BJT ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch

H×nh 3-24: BJT ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch.

111

Theo (h×nh 3-24b) víi gi¶ thiÕt lý t−ëng (IC off = 0, UCE bh = 0) th× ®iÓm lµm viÖc t¹i chÕ ®é bZo hoµ - øng víi ®iÓm Qon vµ chÕ ®é ng¾t - øng víi ®iÓm Qoff. Khi lµm viÖc ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch on-off, ®iÓm lµm viÖc cña BJT sÏ chuyÓn ®æi tõ ®iÓm Qoff sang ®iÓm Qon vµ ng−îc l¹i. T¹i Qon dßng ®iÖn qua BJT sÏ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i bZo hoµ ICbh vµ b»ng: I C bh =

EC RC

(3-74)

T¹i Qoff ®iÖn ¸p Colect¬ - Emit¬ sÏ b»ng nguån Ec: UCEoff = EC

I B bh =

I Cbh

β dc

(3-75)

(3-76)

BiÕt gi¸ trÞ cña ICbh cã thÓ tÝnh ®−îc dßng baz¬ bZo hoµ: Trªn thùc tÕ khi tÝnh ®−îc gi¸ trÞ IBbh theo c«ng thøc (3-76) ng−êi ta th−êng chän IB lín h¬n IBbh mét chót ®Ó ch¾c ch¾n ®iÓm lµm viÖc s¸t h¬n víi chÕ ®é bZo hoµ lý t−ëng. Do BJT kh«ng ph¶i lµ phÇn tö lý t−ëng nh− ®Z nªu ë trªn, nªn khi ®ãng vµ ng¾t BJT vÉn tån t¹i mét ®iÖn trë nhÊt ®Þnh. Cã thÓ x¸c ®Þnh chóng nh− sau: §iÖn trë BJT bZo hoµ khi dÉn Rbh.

R bh =

U CE bh

(3-77)

I C bh

§iÖn trë BJT khi kho¸ Roff

R off =

EC I CEO

(3-78)

Tuú vµo c«ng suÊt cña BJT th«ng th−êng Rbh cì 0,1Ω ®Õn vµi chôc Ω; cßn Roff cì hµng tr¨m KΩ ®Õn vµi MΩ.

3.8.2. C¸c tham sè chÝnh cña BJT chuyÓn m¹ch Ngoµi c¸c tham sè ®Æc tr−ng cho BJT lo¹i khuyÕch ®¹i nh− ICmax, IBmax, PCmax, ICEO, β... §Æc biÖt quan träng lµ tèc ®é chuyÓn m¹ch. Tèc ®é chuyÓn m¹ch x¸c ®Þnh tÇn sè lµm viÖc tèi ®a cña BJT ®çi víi c¸c xung vµo. Do ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè nh− ®iÖn dung cña c¸c líp tiÕp xóc, tèc ®é di chuyÓn cã h¹n cña h¹t dÉn trong khèi b¸n dÉn nªn khi ®−a mét xung vu«ng lý t−ëng ë ®Çu vµo (Baz¬), th× ®Çu ra xung sÏ bÞ mÐo ë s−ên tr−íc vµ s−ên sau vµ cßn bÞ trÔ so víi ®Çu vµo mét thêi gian nµo ®ã. Trªn (h×nh 3-25) m« t¶ ®å thÞ xung vµo vµ ra khi qua BJT chuyÓn m¹ch. Ng−êi ta tÝnh thêi gian lªn (Rise) tr lµ thêi gian cña 10% ®Õn 90% cña møc tÝn hiÖu ra cùc ®¹i. Thêi gian xuèng (fall) tf lµ thêi gian gi¶m tõ 90% ®Õn 10% møc tÝn hiÖu ra cùc ®¹i. Gäi td lµ thêi gian trÔ xuÊt ph¸t, td ®−îc tÝnh tõ thêi ®iÓm xuÊt hiÖn xung ®Çu

112

vµo ®Õn khi xung ra ®¹t 10% gi¸ trÞ cùc ®¹i. Kh¸i niÖm thêi gian gi÷ (Storage) s−ên sau tS lµ thêi gian tÝnh tõ thêi ®iÓm t¾t xung vµo ®Õn lóc xung ra gi¶m xuèng gi¸ trÞ b»ng 90% møc xung ra. Gäi ton lµ thêi gian ®ãng chuyÓn m¹ch vµ toff lµ thêi gian ng¾t chuyÓn m¹ch. ton vµ toff ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:

ton = tr + td

(3-79)

toff = tf + ts VËy ton : lµ thêi gian tÝnh tõ lóc xuÊt hiÖn xung ®Çu vµo cho ®Õn khi tÝn hiÖu ra ®¹t 90% gi¸ trÞ biªn ®é toff : lµ thêi gian tÝnh tõ lóc ng¾t xung ®Çu vµo cho ®Õn khi tÝn hiÖu ra cßn 10% gi¸ trÞ biªn ®é. Cã thÓ ®−a kh¸i miÖm thêi gian trÔ trung b×nh cña BJT ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch tdx

t dx =

t on + t off

(3-80)

2 Thêi ®iÓm xung vµo "®ãng"

Thêi ®iÓm xung vµo "ng¾t"

100% 90%

10%

t

tS

td

tr

ton

tf

toff

X¸c ®Þnh ton vµ toff H×nh 3-25: X¸c ®Þnh thêi gian ®ãng chuyÓn m¹ch ton, ng¾t m¹ch toff §Ó so s¸nh ta lÊy sè liÖu ®Æc tr−ng cho hai lo¹i: BJT th«ng th−êng vµ BJT chuyÓn m¹ch. BJT th«ng th−êng 2N4123

BJT chuyÓn m¹ch BSV52L

ts = 120ns

tf = 12ns

td = 25ns

ton = 12ns

tr = 13ns

toff = 18ns

tf = 12ns ton = tr + td = 13ns + 25ns = 38ns toff = ts + tf = 120ns + 12ns = 132ns

113

Râ rµng nÕu dïng víi môc ®Ých chuyÓn m¹ch, ng−êi ta ph¶i chÕ t¹o riªng c¸c chñng lo¹i BJT cho lÜnh vùc nµy ®Ó ®¹t ®−îc c¸c gi¸ trÞ nhá ton, toff. VÝ dô 3-6: Cho BJT lµm viÖc ë chÕ ®é xung (h×nh 3-24a) cã c¸c tham sè β = hFE = 250, EC = 10V, UV = 10V, ICbh = 10mA, ICEO = 10µA, UCEbh = 0,3v. TÝnh gi¸ trÞ cña RB, RC, Rbh, Roff Gi¶i:

Coi BJT lý t−ëng. ë chÕ ®é bZo hoµ:

I C bh =

EC RC

Rót ra:

RC =

EC 10 V = = 1K Ω I Cbh 10 mA

Dßng Baz¬ bZo hoµ sÏ b»ng:

I B bh =

I C bh

β

=

10mA = 40µA 250

Chän IB = 60µA ®Ó ch¾c ch¾n Tranzito n»m ë chÕ ®é bZo hoµ. TÝnh RB tõ c«ng thøc m¹ch vµo sÏ cã:

IB =

U V − U BE 10V − 0,7V = = 60 µA RB RB

Rót ra:

RB =

9,3V = 155 KΩ 60 µA

NÕu tÝnh ®Õn c¸c ®iÒu kiÖn thùc cña BJT cã thÓ tÝnh ®−îc ®iÖn trë BJT bZo hoµ Rbh vµ ®iÖn trë kho¸ Roff nh− sau:

R bh = R off =

U CE bh I C bh

=

0 , 3V 10 mA

= 30 Ω

EC 10 V = = 1M Ω I CEO 10 µ A

114

3.9. M« h×nh t−¬ng ®−¬ng ®−¬ng cña BJT 3.9.1. Ph−¬ng tr×nh EBERS - MOLL Kh¶o s¸t Tranzito BJT trong chÕ ®é tÜnh cho thÊy m« h×nh t−¬ng ®−¬ng ®¬n gi¶n nhÊt ®−îc biÓu diÔn b»ng hai §iot ®Æc tr−ng cho hai vïng tiÕp xóc PN t¹i Emit¬ vµ Colect¬ (h×nh 3-26). Ký hiÖu chóng b»ng DC - gäi lµ §iot Colect¬ vµ DE - gäi lµ §iot Emit¬. C

C

DC

DC B

B

DE

DE

E

E a) Lo¹i NPN

b) Lo¹i PNP

H×nh 3-26: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng §iot cña Tranzito BJT

§Ó thiÕt lËp mèi quan hÖ dßng-¸p trong Tranzito trong chÕ ®é tÜnh vµ kh¶o s¸t c¸c miÒn ho¹t ®éng cña chóng, sÏ qui ®Þnh chiÒu dßng ®iÖn cho c¸c c¸ch m¾c BJT trong m¹ch nh− BC, EC, CC ®èi víi hai lo¹i NPN vµ PNP nh− trong h×nh 3-27. Trong b¶ng qui ®Þnh chiÒu dßng ®iÖn theo qui −íc lÊy lo¹i NPN lµm chuÈn. §èi víi lo¹i PNP, dßng ®iÖn theo quy −íc sÏ ng−îc víi chiÒu dßng ®iÖn thùc cña BJT.

Lo¹i BJT NPN

C¸ch m¾c E Baz¬ chung

IE

IC IB

UEB

(BC)

PNP C

E

IE IB

UEB

UCB

Emit¬ chung

IC

IB IE

UBE

(EC)

C

B

Colect¬ chung (CC)

UCE

IE

UBE

C

UCE

E IE

IB IC

UBC

UCB

IC

IB

E B

C

B

B B

IC

C

UEC

E

B

IE

IB IC

UBC

E

UEC

C

H×nh 3-27: C¸ch m¾c BJT trong m¹ch vµ qui −íc chiÒu dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p ®èi víi BJT lo¹i NPN vµ PNP

C¨n cø vµo c¸ch ®iÖn ¸p ®Æt vµo c¸c mÆt ghÐp PN cña BJT, ng−êi ta ph©n biÖt bèn miÒn lµm viÖc cña BJT:

115

* MiÒn c¾t:

DC ph©n cùc ng−îc, DE ph©n cùc ng−îc

* MiÒn bZo hßa:

DC ph©n cùc thuËn, DE ph©n cùc thuËn

* MiÒn khuÕch ®¹i (tÝch cùc):

DC ph©n cùc ng−îc, DE ph©n cùc thuËn

MiÒn c¾t vµ bZo hßa th−êng ®−îc øng dông trong chÕ ®é chuyÓn m¹ch cña BJT. MiÒn khuÕch ®¹i (miÒn tÝch cùc) hay ®−îc sö dông nhÊt dïng ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu. MiÒn tÝch cùc ng−îc ®©y lµ miÒn lµm viÖc khi ®æi vai trß cña Emit¬ thµnh Colect¬. Lóc nµy BJT ho¹t ®éng trong chÕ ®é ng−îc ®−îc ký hiÖu b»ng ch÷ i (inverse). Trong chÕ ®é ng−îc, vai trß khuÕch ®¹i còng t−¬ng ®−¬ng nh− trong chÕ ®é thuËn, chØ cã ®iÒu th«ng th−êng c¸c hÖ sè α, β sÏ nhá h¬n trong chÕ ®é thuËn. MiÒn nµy Ýt ®−îc øng dông. •

M¹ch Baz¬ chung:

LÊy m¹ch m¾c Baz¬ chung víi BJT lo¹i NPN ®Ó kh¶o s¸t (trong h×nh 3-27). Dßng ®iÖn trong BJT gåm c¸c thµnh phÇn sau: IEB: Dßng h¹t dÉn ®a sè cña Emit¬ phun qua tiÕp gi¸p Emit¬ (BJT lµm viÖc theo chiÒu thuËn). αIEB: Dßng Colect¬ do h¹t dÉn tõ Emit¬ phun qua tiÕp gi¸p Emit¬ ®Õn ®−îc Colect¬ (BJT lµm viÖc theo chiÒu thuËn), trong ®ã α lµ hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn Emit¬ theo chiÒu thuËn. ICB: Dßng h¹t dÉn ®a sè cña Colect¬ phun qua tiÕp gi¸p Colect¬ (khi BJT lµm viÖc theo chiÒu ng−îc). αiICB: Dßng h¹t dÉn ®a sè cña Colect¬ phun qua tiÕp gi¸p Colect¬ ®Õn ®−îc Emit¬ (khi BJT lµm viÖc theo chiÒu ng−îc), trong ®ã αi lµ hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn theo chiÒu ng−îc. T−¬ng tù nh− dßng qua §iot, dßng qua tiÕp xóc Emit¬ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc (3-81): IEB = ISE(exp

U EB -1) UT

(3-81)

Trong ®ã ISE lµ dßng ng−îc bZo hßa t¹i tiÕp gi¸p Emit¬ (t−¬ng tù nh− dßng ng−îc bZo hßa IS cña §iot b¸n dÉn). Khi ®ã dßng Colect¬ tõ thµnh phÇn IEB lµ αIEB sÏ lµ: αIEB = αISE(exp

U EB -1) UT

(3-82)

NÕu thay ®æi vai trß cña Emit¬ cho Colect¬, ta cã BJT ho¹t ®éng ë chÕ ®é ng−îc. Trong chÕ ®é ng−îc (hay cßn gäi lµ chÕ ®é ®¶o), t−¬ng tù cã c¸c c«ng thøc sau: ICB = ISC(exp

U CB -1) UT

αiICB = αiISC(exp Trong ®ã

U CB -1) UT

(3-83)

(3-84)

ISC lµ dßng ng−îc bZo hßa t¹i tiÕp xóc Colect¬ αi lµ hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn trong chÕ ®é ng−îc

T¸c dông tæng hîp cña hai thµnh phÇn thuËn vµ ng−îc trªn sÏ cho ph−¬ng tr×nh sau:

116

IE = ISE(exp

U U EB -1) - αiISC(exp CB -1) UT UT

hay IE = IEB - αiICB vµ IC = αISE(exp

(3-85)

U U EB -1) - ISC(exp CB -1) UT UT

hay IC = αIEB - ICB

(3-86)

§©y lµ hÖ ph−¬ng tr×nh EBERS vµ MOLL (gäi t¾t lµ ph−¬ng tr×nh Ebers - Moll). Dùa trªn hÖ ph−¬ng tr×nh Ebers-Moll cã thÓ vÏ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng Ebers-Moll ®èi víi BJT nh− h×nh 3-28. CÇn l−u ý r»ng trong s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ph¶i tÝnh ®Õn ®iÖn trë vïng Baz¬ - ký hiÖu lµ rb. Tuy nhiªn gi¸ trÞ cña rb th−êng rÊt nhá (cì vµi chôc Ω) nªn cã thÓ coi rb ≈ 0 (trªn h×nh 3-28b,d). αiICB

αiICB

αIEB

E IE

B’ IEB

E IE

IC C

IB

UCB B b) BJT lo¹i NPN coi rb ≅ 0

a) BJT lo¹i NPN cã tÝnh ®Õn rb

αiICB

αiICB

αIEB B’

UEB

IC C

αIEB

E IE

B’ IEB

ICB

IC C ICB

UEB

UCB

rb IB

ICB

IB

B

IEB

IC C

UEB

UCB

rb

E IE

B’ IEB

ICB

UEB

αIEB

UCB IB

B

B d) BJT lo¹i PNP coi rb ≅ 0

c) BJT lo¹i PNP cã tÝnh ®Õn rb

H×nh 3-28: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng Ebers-Moll ®èi víi hai lo¹i BJT npn vµ pnp m¾c theo s¬ ®å BC

Thay c¸c gi¸ trÞ cña ICB trong ph−¬ng tr×nh (3-86) vµo (3-85) ta cã: IE = IEB - αi(αIEB – IC) Suy ra: IE = (1 - ααi) IEB + αiIC

(3-87)

T−¬ng tù ta cã: IC = αIEB – ICB = α(IE + αiICB) - ICB Suy ra: IC = - (1-ααi)ICB + αIE

(3-88)

§Æt IEB theo biÓu thøc (3-81) vµo biÓu thøc (3-87) vµ ICB theo biÓu thøc (3-83) vµo biÓu thøc (388) sÏ ®−îc hai biÓu thøc IE vµ IC nh− sau:

117

§Æt:

IE = (1 - ααi) ISE(exp

U EB -1) + αiIC UT

(3-89)

IC = - (1-ααi)ISC(exp

U CB -1) + αIE UT

(3-90)

(1 - ααi) ISE = IEB0

(3-91)

(1-ααi)ISC = ICB0

(3-92)

Tõ ®ã ta cã c¸c ph−¬ng tr×nh sau: IE = IEB0(exp

U EB -1) + αiIC UT

(3-93)

IC = ICB0(exp

U CB -1) + αIE UT

(3-94)

Th«ng th−êng BJT lµm viÖc ë chÕ ®é khuÕch ®¹i. T¹i chÕ ®é nµy UEB ph©n cùc thuËn, UCB ph©n cùc ng−îc vµ th−êng cã gi¸ trÞ lín. Khi ®ã: exp

U CB << 1 nªn dßng IC sÏ b»ng: UT

IC = ICB0 + αIE •

(3-95)

M¹ch Emit¬ chung:

Trong tr−êng hîp nµy dßng vµo lµ IB vµ ®iÖn ¸p vµo lµ UBE. Do UCB = UCE + UEB vµ IE = IC + IB nªn thay UCB vµ IE vµo biÓu thøc (3-94) cã thÓ viÕt: IC =

I α I B − CB 0 1−α 1−α

  U CE + U EB − 1 exp UT  

  U + U EB = βI B − (1 + β ) I CB 0 exp CE − 1 UT    U + U EB  = βI B − I CE 0 exp CE − 1 UT  

Trong ®ã: ICE0 = (1+β)ICB0

118

(3-96)

S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll cho m¹ch EC nh− h×nh 3-29. βIB

βIB rb

B IB

B’

B

IC C

IB

B’

IC C ICB

ICB

UEB

UEB

UCB

αiICB

IEB

αiICB

IEB

UCB

IE

IE

E

E

b) Coi rb ≅ 0

a) Cã tÝnh ®Õn rb

H×nh 3-29: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll ®èi víi m¹ch EC

Trong chÕ ®é khuÕch ®¹i (miÒn tÝch cùc), s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll cã thÓ vÏ ®¬n gi¶n nh− h×nh 3-30. C

C

IC = αIE + ICB0

IE E

B rb

IC = β IB + ICE0

IB rb

IE

IB B

E

a) §èi víi m¹ch BC (S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ®Çy ®ñ)

b) §èi víi m¹ch EC (S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ®Çy

®ñ)

C UBE

C

IC = αIE + ICB0

E IE

IC = β IB + ICE0

IB

+

B IB B

UBE

Coi rb = 0 UBE = 0,7V (Si) = 0,3V (Ge)

IE

+

E

c) S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng rót gän víi m¹ch BC

Coi rb = 0 UBE = 0,7V (Si) = 0,3V (Ge)

d) S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng rót gän víi m¹ch EC

H×nh 3-30: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll trong chÕ ®é khuÕch ®¹i víi m¹ch BC vµ EC

* NhËn xÐt: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll cã thÓ xem lµ m« h×nh c¬ b¶n, cã kh¶ n¨ng m« t¶ d−íi d¹ng mét m¹ch ®iÖn t−¬ng tù, c¸c ph−¬ng tr×nh ®Æc tr−ng cho mét BJT ë chÕ ®é mét chiÒu. Trªn c¬ së m« h×nh t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll, cßn cho phÐp kh¶o s¸t BJT lµm viÖc ë chÕ ®é tÝn hiÖu lín. M«

119

h×nh EBers-Moll ®ang ®−îc øng dông réng rZi trong viÖc tÝnh to¸n m¹ch b»ng c«ng cô m¸y tÝnh (ch−¬ng tr×nh Spice).

3.9.2. M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tÝn hiÖu nhá B¶n th©n BJT lµ mét phÇn tö phi tuyÕn. Tuy nhiªn nÕu chØ lµm viÖc trªn mét ®o¹n nhá ®Æc tuyÕn th× ®o¹n nhá ®ã cã thÓ coi nh− mét phÇn tö tuyÕn tÝnh. §iÒu nµy chØ cã thÓ gÇn ®óng nÕu ta lµm viÖc víi tÝn hiÖu nhá. Víi mét m¹ng 4 cùc tuyÕn tÝnh (hay cßn gäi lµ m¹ng hai cæng: cæng vµo vµ cæng ra) víi hai tham sè vµo lµ dßng I1 vµ ®iÖn ¸p vµo U1; hai tham sè lµ dßng I2 vµ ®iÖn ¸p U2. Ta cã thÓ viÕt ®−îc hÖ ph−¬ng tr×nh cña m¹ch tïy theo c¸ch chän ®¹i l−îng hµm vµ biÕn t−¬ng øng (h×nh 2-31). i2

i1

M¹ng 4 cùc

u1

u2

Vµo

Ra

Vµo

Ra BC

a) M¹ng 4 cùc

Ra

Vµo

EC

CC

b) BJT ®−îc coi nh− m¹ng 4 cùc H×nh 2-31: M¹ng 4 cùc tuyÕn tÝnh vµ ¸p dông cho BJT

Trªn c¬ së chän hµm vµ biÕn cña c¸c ®¹i l−îng vµo, ra ng−êi ta cã thÓ viÕt hÖ ph−¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh víi c¸c tham sè Z, Y, H. ë tÇn sè thÊp, c¸c tham sè nµy lµ sè thùc, nh−ng ë tÇn sè cao, do cã sù lÖch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p nªn c¸c tham sè nµy th−êng lµ sè phøc. •

M« h×nh tham sè Z: NÕu lÊy ®¹i l−îng u1 vµ u2 lµ hµm, i1 vµ i2 lµ biÕn ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh sau:

u1 = f (i1 , i2 ) = z11i1 + z12 i2  u 2 = f (i1 , i2 ) = z 21i1 + z 22 i2

(3-97)

ë ®©y tham sè z cã ®¬n vÞ ®o lµ ®iÖn trë. M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tÝn hiÖu nhá cho tham sè z ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-32. i1 u1

z11

z22 z12i1

~

~ z21i2

H×nh 3-32: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè z

Cã thÓ gi¶i thÝch c¸c ý nghÜa cña c¸c hÖ sè z nh− sau:

z11 =

z 22 =

u1 i1 u2 i2

- Lµ trë kh¸ng vµo khi ®Çu ra hë m¹ch (xoay chiÒu) i2 = 0

- Lµ trë kh¸ng ra khi ®Çu vµo hë m¹ch (xoay chiÒu) i1 = 0

120

i2 u2

z12 =

z 21 =

u1 i2

i1 = 0

u2 i1

i2 = 0

- Lµ hÖ sè truyÒn ®¹t ng−îc cña dßng ra tíi ®Çu vµo khi ®Çu vµo hë m¹ch (xoay chiÒu)

- Lµ hÖ sè truyÒn ®¹t thuËn cña dßng vµo tíi ®Çu ra khi ®Çu ra hë m¹ch (xoay chiÒu)

Tuy nhiªn tham sè z Ýt ®−îc sö dông. •

M« h×nh tham sè Y: NÕu lÊy hµm lµ i1, i2 vµ biÕn lµ u1, u2 ta sÏ cã hÖ ph−¬ng tr×nh tham sè y.

i1 = f (u1 , u 2 ) = y11u1 + y12 u 2  i2 = f (u1 , u 2 ) = y 21u1 + y 22 u 2

(3-98)

Theo hÖ ph−¬ng tr×nh (3-98) tham sè y cã ®¬n vÞ lµ dÉn n¹p. Trªn c¬ së hÖ ph−¬ng tr×nh tham sè y cã thÓ vÏ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng nh− h×nh 3-33. i1

u1

i2

y11

y12u2

y21u1

y22

u2

H×nh 3-33: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè y

C¸c tham sè y cã thÓ m« t¶ nh− sau:

y11 =

y 22 =

y12 =

i1 u1

- Lµ dÉn n¹p vµo khi ®Çu ra ng¾n m¹ch (xoay chiÒu) u 2 =0

i2 u2

u1 = 0

i1 u2

u1 = 0

- Lµ dÉn n¹p ra khi ®Çu vµo ng¾n m¹ch (xoay chiÒu)

- Lµ hÖ sè truyÒn ®¹t ng−îc (dÉn n¹p ng−îc) cña ®iÖn ¸p ra tíi ®Çu vµo khi ®Çu

vµo ng¾n m¹ch (xoay chiÒu)

y 21 =

i2 u1

- Lµ hÖ sè truyÒn ®¹t thuËn (dÉn n¹p thuËn) cña ®iÖn ¸p vµo tíi ®Çu ra khi ®Çu ra u 2 =0

ng¾n m¹ch (xoay chiÒu) Tuy nhiªn hÖ ph−¬ng tr×nh tham sè Y cßn cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng kh¸c. XÐt hÖ ph−¬ng tr×nh (3-98) ®−îc viÕt l¹i nh− sau:

i1 = f (u1 , u 2 ) = y11u1 + y12 u 2 = ( y11 + y12 )u1 − y12 (u1 − u 2 )  i2 = f (u1 , u 2 ) = y 21u1 + y 22 u 2 = − y12 (u 2 − u1 ) + ( y12 + y 22 )u 2 + ( y 21 − y12 )u1 121

(3-99)

HÖ ph−¬ng tr×nh nµy øng víi s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè y ®−îc m« t¶ trªn h×nh 3-34. i1

u1

- y12

i2

y22+y12

y11+y12

(y21-y12) u1

u2

H×nh 3-34: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng d¹ng Π tham sè y

S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng nµy cßn gäi lµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng d¹ng Π. M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè y hay ®−îc sö dông ®Æc biÖt khi kh¶o s¸t BJT ë tÇn sè cao. •

M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè H (hay s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng hçn hîp): NÕu lÊy hµm lµ u1, i2 vµ biÕn lµ i1, u2 ta sÏ cã hÖ ph−¬ng tr×nh sau:

u1 = f (i1 , u 2 ) = h11i1 + h12 u 2  i2 = f (i1 , u 2 ) = h21i1 + h22 u 2

(3-100)

Tham sè h xuÊt ph¸t tõ ch÷ Hybrid (hçn hîp) ®Ó chØ ra r»ng ®¬n vÞ ®o cña h ë ®©y kh«ng gièng nhau:

h11 =

h22 =

h12 =

u1 i1

- Lµ trë kh¸ng vµo khi ®Çu ra ng¾n m¹ch xoay chiÒu, ®¬n vÞ ®o lµ ®iÖn trë (Ω) u2 =0

i2 u2

i1 = 0

u1 u2

i1 = 0

- Lµ dÉn n¹p ra khi ®Çu vµo hë m¹ch xoay chiÒu, ®¬n vÞ ®o lµ dÉn n¹p (Sim)

- Lµ hÖ sè truyÒn ®¹t ®iÖn ¸p ng−îc tõ ®Çu ra vÒ ®Çu vµo khi ®Çu vµo hë m¹ch

xoay chiÒu, ®¬n vÞ ®o lµ mét sè thuÇn tóy.

h21 =

i2 i1

- Lµ hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn (hay cßn gäi lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i dßng ®iÖn) khi u 2 =0

®Çu ra ng¾n m¹ch xoay chiÒu, ®¬n vÞ ®o lµ mét sè thuÇn tóy. Tham sè h ®−îc sö dông rÊt réng rZi, ®Æc biÖt ë d¶i tÇn thÊp vµ trung b×nh. Trong sæ tay kü thuËt cña Tranzito còng th−êng cho c¸c th«ng sè h. Trong sæ tay tra cøu b¸n dÉn, ng−êi ta hay dïng ký hiÖu mang s¸t ý nghÜa h¬n ®èi víi tham sè h. Cô thÓ lµ: h11 - thay b»ng hi: gäi lµ ®iÖn trë vµo; h12 - thay b»ng hr: gäi lµ hÖ sè truyÒn ®¹t ®iÖn ¸p ng−îc; h21 - thay b»ng hf: gäi lµ hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn thuËn (hÖ sè khuyÕch ®¹i dßng ®iÖn); h22 - thay b»ng ho: gäi lµ dÉn n¹p ra.

122

M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè h biÓu diÔn b»ng c¶ hai c¸ch nªu trªn ®−îc m« t¶ trªn h×nh 335. i1

h12u2

u1

iv

i2

h11

h21i1

~

h22

u2

ira

hi

hrura

uv

h0

hfiv

~

a) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè h

b) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè h

(Dïng ký hiÖu: h11, h12, h21, h22)

(Dïng ký hiÖu: hi, hr, hf, h0)

ura

H×nh 3-35: M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè h

•

M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè h dïng cho BJT:

§èi víi mçi c¸ch m¾c BJT sÏ kÌm thªm ký hiÖu sau tham sè ®ã. M¹ch EC sÏ thªm ch÷ e, m¹ch BC sÏ thªm ch÷ b, m¹ch CC sÏ thªm ch÷ c. Cô thÓ lµ: Emit¬ chung (EC): hie, hre, hfe, hoe Baz¬ chung (BC): hib, hrb, hfb, hob

(3-101)

Colect¬ chung (CC): hic, hrc, hfc, hoc So s¸nh víi c¸c kh¸i niÖm ®Z kh¶o s¸t ë phÇn tr−íc nh− hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn Emit¬ α, hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn β th× cã thÓ thÊy quan hÖ nh− sau:

α ac = h fb  β ac = h fe

(3-102)

Trªn h×nh 3-36 m« t¶ 3 c¸ch m¾c BJT vµ 3 m« h×nh t−¬ng ®−¬ng dïng tham sè h. ib

ic

B

ib

B

ic

hie

C

C ube

uce

ube

hreuce

hfeib

~

h0e

uce

E

E

a) M¹ch EC vµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ®Çy ®ñ cña BJT ie E ie

ic

hib

C

ic

E

C ueb

ucb

ueb

hrbucb

hfbie

~ B

B

b) M¹ch BC vµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ®Çy ®ñ cña BJT

123

h0b

ucb

ib ie

ib

B

ie

hic

E

E

B

ubc

uec

ubc

hrcubc

hfcib

~

h0c

uec

C

C

c) M¹ch CC vµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ®Çy ®ñ cña BJT H×nh 3-36: M¹ch EC, BC, CC vµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng dïng tham sè h cña BJT

•

S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè h rót gän:

Trªn b¶ng 3-2 cho biÕt gi¸ trÞ cña tham sè h ®èi víi lo¹i BJT th«ng dông. C¸c gi¸ trÞ ®Æc tr−ng cña tham sè h ®èi víi c¸c m¹ch EC, BC vµ CC. B¶ng 3-2 C¸c tham sè h ®èi víi lo¹i BJT th«ng dông Tham sè h hi hr hf ho 1/ho

EC 1KΩ 2,5.10-4 50 25µA/V 40KΩ

CC 1KΩ 1 -50 25µA/V 40KΩ

BC 20Ω 3.10-4 - 0,98 0,5µA/V 2MΩ

Qua sè liÖu trªn ta cã thÓ nhËn xÐt nh− sau: - Víi m¹ch BC, trë kh¸ng vµo hi cña BJT lµ rÊt nhá; - HÖ sè truyÒn ®¹t ®iÖn ¸p ng−îc hr m¹ch EC vµ BC lµ rÊt nhá, cã thÓ bá qua trong s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng; - Trë kh¸ng ra 1/ ho cña m¹ch EC, CC vµ BC lµ lín vµ còng cã thÓ bá qua trong m« h×nh t−¬ng ®−¬ng (®Æc biÖt m¹ch BC gi¸ trÞ 1/ ho lµ lín h¬n c¶). Qua c¸c nhËn xÐt trªn, cã thÓ bá qua mét sè tham sè cã gi¸ trÞ nhá. V× vËy m« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè h cña 3 c¸ch m¾c EC, BC, CC cña BJT cã thÓ rót gän nh− h×nh 3-37. ib B

ic

hie

C hfeib

ube

uce

E a) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng rót gän cña m¹ch EC (bá qua hre, uce vµ h0e v× gi¸ trÞ rÊt nhá) ie E

ic

hib

C hfbie

ueb B

124

ucb

b) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng rót gän cña m¹ch BC (bá qua hrb, uce vµ h0e v× gi¸ trÞ rÊt nhá)

ib

ie

hic

B

E

hrcubc

ubc

hfcib

~

uec

C

c) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng rót gän cña m¹ch CC (bá qua h0e v× gi¸ trÞ rÊt nhá) H×nh 3-37: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng rót gän cña c¸c m¹ch EC, BC, CC ®èi víi BJT

H×nh 3-37: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng rót gän cña c¸c m¹ch EC, BC, CC ®èi víi BJT C¸c tham sè h còng cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng ®å thÞ trªn c¸c hä ®Æc tuyÕn tÜnh cña BJT. §èi víi m¹ch EC, khi lµm viÖc víi tÝn hiÖu nhá cã thÓ tÝnh h nh− vi ph©n cña c¸c biÓu thøc sau:

hie = hre =

∂u v ∂u be ∆U BE = ≅ ∂iv ∂ib ∆i B ∂u v ∂u ∆U BE = be ≅ ∂u ra ∂u ce ∆U CE

∂i ∂i ∆i h fe = ra = c ≅ C ∂iv ∂ib ∆i B hoe =

U CE =Const

I B =Const

(3-103)

U CE =Const

∂i ra ∂i ∆iC = c ≅ ∂u ra ∂u ce ∆u CE

I B = Const

Trªn ®å thÞ c¸c hä ®Æc tuyÕn tÜnh vµo, ra, truyÒn ®¹t cã thÓ lÊy kho¶ng biÕn thiªn nhá cña c¸c gi¸ trÞ ∆IC, ∆IB, ∆UBE, ∆UCE vµ tÝnh ®−îc c¸c tham sè h theo c«ng thøc (3-103) trªn. •

M« h×nh t−¬ng ®−¬ng vËt lý (hay m« h×nh tham sè re):

ë chÕ ®é khuyÕch ®¹i, tiÕp gi¸p Emit¬ ho¹t ®éng gièng nh− mét §iot ph©n cùc thuËn (m« h×nh t−¬ng ®−¬ng EBers-Moll) vµ tu©n theo ph−¬ng tr×nh Schokley:

I E = I SE (e

U EB UT

− 1)

(3-104)

Cã thÓ coi 3 vïng cña BJT ®−îc ®Æc tr−ng bëi 3 ®iÖn trë xoay chiÒu: - Vïng tiÕp gi¸p Emit¬ lµ re =

re ≅

∂U EB . Gi¸ trÞ cña re cã thÓ t×m ®−îc tõ ph−¬ng tr×nh: ∂I E

U T 26mV ≅ (ë nhiÖt ®é trong phßng 25oC) IE IE

(3-105)

Trong ®ã IE lµ gi¸ trÞ mét chiÒu cña dßng ie t¹i ®iÓm lµm viÖc tÜnh. - Vïng Baz¬ lµ rb, lµ ®iÖn trë xoay chiÒu cña miÒn Baz¬, ®iÖn trë nµy th−êng rÊt nhá.

125

- Vïng Colect¬ rc, lµ ®iÖn trë xoay chiÒu cña vïng tiÕp xóc Colect¬-Baz¬, th−êng kh¸ lín theo biÓu thøc:

rc =

∂U C ∂I C

(3-106)

I E = Const ( BC ) I B = Const ( EC )

ë ®Çu ra, dßng Colect¬ ®−îc x¸c ®Þnh bëi hÖ sè truyÒn ®¹t α hoÆc β vµ ®−îc coi lµ nguån dßng cã gi¸ trÞ lµ: IC = αIE = βIB. Ngoµi ra ë tÇn sè cao cßn cã ¶nh h−ëng cña ®iÖn dung t¹i tiÕp xóc Colect¬ CC. M« h×nh t−¬ng ®−¬ng vËt lý ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 3-38. ë tÇn sè thÊp vµ trung b×nh, gi¸ trÞ CC nhá nªn trë kh¸ng cña ®iÖn dung lµ rÊt lín nªn cã thÓ bá qua vµ gi¸ trÞ cña rb còng rÊt nhá. V× vËy ë d¶i tÇn sè nµy cã thÓ sö dông s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng rót gän nh− h×nh 3-38c. Trong nhiÒu tr−êng hîp do rc kh¸ lín nªn cã thÓ bá qua ë m¹ch ra. S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng vËt lý cßn ®−îc gäi lµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè re v× re lu«n cã mÆt trong s¬ ®å vµ cã ý nghÜa rÊt lín trong m« h×nh t−¬ng ®−¬ng nµy. C¸c tham sè re, rb, rc vµ tham sè αac, βac cã thÓ ®−îc tÝnh qua tham sè h theo c¸c c«ng thøc sau (v× trong sæ tay th−êng cho tham sè h ë m¹ch EC):

re =

hre h +1 ; rc = re hoe hoe

rb = hie −

hre (1 + h fe ) hoe

β ac = h fe ; α ac =

(3-107)

h fe β ac = 1 + β ac 1 + h fe

C¸c gi¸ trÞ re, rb, rc cã thÓ tÝnh theo hä ®Æc tuyÕn tÜnh vµo vµ ra cña BJT b»ng c¸ch lÊy c¸c biÕn thiªn nhá trªn hä ®Æc tuyÕn vµ tÝnh theo c¸c c«ng thøc (3-105) vµ (3-106). C¸c gi¸ trÞ thùc tÕ cña re, rc cña hai lo¹i m¹ch BC vµ EC ®èi víi BJT th«ng dông cã kho¶ng gi¸ trÞ sau: M¹ch BC: re tõ vµi Ω ®Õn 50Ω; rc tõ 1MΩ ®Õn 2MΩ. M¹ch EC: re tõ vµi Ω ®Õn 50Ω; rc tõ 40KΩ ®Õn 50KΩ. IC= αIE = β IB Cc

P E

rc

re

P

N rb

C

C

E

rc

re

rb

Cc

B B a) CÊu t¹o vËt lý cña BJT

b) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng vËt lý cña BJT (tham sè re)

126

IC= αIE rc

re

C

E

Coi rb ≅ 0 Cc ≅ 0

B c) M« h×nh t−¬ng ®−¬ng rót gän cña BJT (tham sè re) ë tÇn thÊp vµ trung b×nh H×nh 3-38: M« h×nh t−¬ng ®−¬ng vËt lý cña BJT (tham sè re)

M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè re trªn lµ m« h×nh mang ý nghÜa vËt lý, ch−a thuËn tiÖn cho viÖc sö dông ®Ó ph©n tÝch m¹ch nh− m« h×nh tham sè h. V× vÆy tõ m« h×nh trªn ta cã thÓ biÕn ®æi ®Ó t¸ch thµnh s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng víi m¹ch vµo vµ ra t¸ch biÖt cho c¶ ba c¸ch m¾c EC, BC, CC. (L−u ý bá qua rb vµ CC do gi¸ trÞ nhá trong c¸c s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng d−íi ®©y). - S¬ ®å BC: ChØ cÇn ®Æt c¸c ®iÓm t¸ch biÖt cho dÔ nh×n. Cã thÓ nhËn thÊy ngay lµ trë kh¸ng vµo rv = re, trë kh¸ng ra rra = rc. IC= αIE

Vµo

Ra

E re

C

rc UEB

C

E

re

αIE

rc

UCB

B

B B H×nh 3-39: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè re dïng cho m¹ch BC

Trë kh¸ng vµo: rv = re Trë kh¸ng ra: rra = rc - S¬ ®å EC: ic C βib

rc

ib

Vµo

ic C

ib

βre

B re

Ra

B

ie

βib

rc

E

E

E H×nh 3- 40: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè re dïng cho m¹ch EC

§Ó t×m trë kh¸ng m¹ch vµo rv theo h×nh 3-40a ta cã:

rv =

U BE ie re ( β + 1)ib re = = = ( β + 1)re ≅ βre ib ib ib 127

(3-108)

Trë kh¸ng ra ®−îc x¸c ®Þnh theo qui t¾c cña m¹ch khi nguån vµo b»ng 0 vµ v× vËy theo s¬ ®å ta cã: rra = rc. MÆt kh¸c nguån dßng m¹ch ra lµ: IC = αIE = βIB. VËy s¬ ®å m¹ch t−¬ng ®−¬ng tham sè re ®èi víi m¹ch EC cã thÓ biÓu diÔn nh− h×nh 3-40b. - S¬ ®å CC: Víi m¹ch CC, cã thÓ sö dông s¬ ®å t−¬ng theo c¸ch m¾c EC. Tuy nhiªn ®Ó tÝnh to¸n c¸c tham sè vµo ra cña m¹ch th× cÇn thùc hiÖn mét sè biÕn ®æi. CÇn l−u ý r»ng m¹ch CC trªn thùc tÕ dßng vµo lµ IB vµ viÖc ®iÒu khiÓn c¸c dßng trong Tranzito vÉn dùa trªn viÖc ®iÒu khiÓn tiÕp gi¸p Emit¬ (UBE). V× vËy nÕu Colect¬ lµ chung th× m¹ch ra sÏ lÊy Emit¬. Do ®ã trªn Emit¬ lu«n ph¶i cã mét ®iÖn trë RE m¾c vµo ®Ó lµm t¶i vµ nèi liÒn m¹ch. ViÖc ®iÒu khiÓn ë m¹ch vµo sÏ t¸c ®éng lªn UBE vµ RE. H×nh 3-41a m« t¶ c¸ch m¾c nµy. V× vËy khi ph©n tÝch m¹ch t−¬ng ®−¬ng cña CC ta ph¶i ®−a thªm RE vµo (nÕu kh«ng cã RE ngoµi th× cùc E sÏ hë, kh«ng cã dßng IE). C

B

EC

E

~ EB

E

~

ura

RE

C

B

ura

RE

a) M¹ch CC ®Çy ®ñ chÕ ®é mét chiÒu vµ xoay chiÒu

b) M¹ch CC ®èi víi tÝn hiÖu xoay

chiÒu βib B ib uv rv

βre

rc ic

E rc

ie

rra

ura

uv

RE

~

rra

RE C c) S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña m¹ch CC dïng m« h×nh tham sè re ®èi víi BJT

d)

(§Ó ®¬n gi¶n cho viÖc tÝnh to¸n, coi rc cã gi¸ trÞ rÊt lín ≈ ∞) H×nh 3- 41: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña m¹ch CC dïng m« h×nh tham sè re ®èi víi BJT

§èi víi s¬ ®å CC, cã thÓ tÝnh ®−îc 1 sè tham sè quan träng nh− rv, rra, Ku, Ki qua s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng tham sè re (h×nh 3-41c). Víi gi¶ thiÕt rc rÊt lín vµ cã thÓ bá qua, ta cã c¸c kÕt qu¶ sau:

rv = VËy:

u v U B ib βre + ie RE ib β re + ( β + 1)ib RE = = = iv ib ib ib rv = βre + (β+1)RE ≅ βRE

TÝnh rra: tõ ph−¬ng tr×nh cña ib : Chia c¶ tö vµ mÉu cho (β+1) ta cã:

ib =

ie ≅

(3-109)

uv u ( β + 1)u v nªn ie = ( β + 1)ib = ( β + 1) v = . rv rv β re + ( β + 1) RE

uv . Tõ biÓu thøc nµy cã thÓ vÏ m« t¶ phÝa m¹ch ra re + RE

(h×nh 3-41d). §Ó tÝnh rra chØ viÖc nèi t¾t uv vµ rra sÏ b»ng:

128

rra = RE//re ≅ re

(3-110)

HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p:

Ku =

u ra RE = ≈1 uv RE + re

(3-111)

HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn:

Ki =

i ra ie ( β + 1)ib = = ≈β iv ib ib

(3-112)

NhËn xÐt: S¬ ®å CC cã trë kh¸ng vµo kh¸ lín vµ b»ng βre, trë kh¸ng ra kh¸ nhá b»ng re, ®Çu ra lÆp l¹i ®iÖn ¸p vµo Ku = 1, hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn chÝnh b»ng hÖ sè β. M« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè re rÊt phæ biÕn vµ ®−îc dïng kh¸ th«ng dông ®Ó ph©n tÝch m¹ch. Sau ®©y xÐt mét vÝ dô. VÝ dô 3-7: Dïng m« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè re ®Ó tÝnh c¸c tham sè sau cña m¹ch khuÕch ®¹i dïng BJT: §iÖn trë vµo rv, ®iÖn trë ra rra, hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p Ku, hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn Ki. S¬ ®å m¹ch khuÕch ®¹i cho trªn h×nh 3-42. +EC C1

uv

RC C 2

R1

ura

R2

CE

RE

H×nh 3-42: S¬ ®å m¹ch khuÕch ®¹i

Gi¶i: Ta chØ xÐt chÕ ®é tÝn hiÖu xoay chiÒu. Víi tÝn hiÖu xoay chiÒu tô C1, C2, CE cã trë kh¸ng rÊt nhá t¹i tÇn sè lµm viÖc, v× vËy cã thÓ nèi t¾t. Nguån Ec cã néi trë b»ng 0 nªn còng cã thÓ nèi t¾t. S¬ ®å m¹ch øng víi tÝn hiÖu xoay chiÒu ®−îc vÏ l¹i nh− trªn h×nh 4-43. ura Vµo C

iv

B RC uv

R1

R2

Ra

E

B

C

ic ira

uv

R1//R2 iR

a) S¬ ®å m¹ch ®èi víi tÝn hiÖu xoay chiÒu

βib

βre

rc

RC

ura

E

b) Thay thÕ BJT b»ng m« h×nh tham sè re

H×nh 3-43: S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña m¹ch khuÕch ®¹i dïng m« h×nh tham sè re ®èi víi BJT

Nh− trªn h×nh 3-43a, sö dông m« h×nh t−¬ng ®−¬ng tham sè re ®èi víi BJT sÏ cho m¹ch nh− h×nh 3-43b. Tõ ®©y cã thÓ tÝnh ®−îc c¸c tham sè quan träng cña m¹ch.

129

rv =

- §iÖn trë vµo rv:

uv iv

Qua s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng 3-43b cã thÓ thÊy ngay: rv = R1// R2// βre

(3-113)

- §iÖn trë ra rra: Theo s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ta còng cã: rra = Rc// rc

(3-114)

NÕu rc ≥ 10Rc th× ta cã thÓ tÝnh: rra ≅ Rc

(3-114a)

- HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p Ku:

Ku =

u ra − ( β ib )( Rc // rc ) R // r = =− c c uv ib βre re

(3-115)

NÕu rc ≥ 10Rc ta cã thÓ tÝnh:

Rc re

Ku ≅ −

(3-115a)

- HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn Ki:

Ki =

ira iv

ViÕt Ki d−íi d¹ng sau:

Ki =

ira i ra ib = iv ib iv

Theo s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ta cã:

ira =

βib rc rc + Rc ib =

MÆt kh¸c:

→

ira βrc = ib rc + Rc

( R1 // R2 )iv i R1 // R2 → b = R1 // R2 + β re iv R1 // R2 + β re

§Æt c¸c biÓu thøc nµy vµo ®Ó tÝnh Ki ta cã:

Ki =

β ( R1 // R2 )rc (rc + Rc )( R1 // R2 + β re )

(3-116)

NÕu rc ≥ 10 Rc, hÖ sè Ki cã thÓ ®¬n gi¶n thµnh:

Ki =

β ( R1 // R2 ) R1 // R2 + β re

(3-116a)

NÕu m¹ch ph©n ¸p cã gi¸ trÞ lín sao cho R1// R2 ≥ 10βre th× hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn sÏ lµ:

130

Ki ≅ β •

(3-116b)

M« h×nh t−¬ng ®−¬ng BJT ë tÇn sè cao:

ë tÇn sè cao, rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn ®Æc tuyÕn tÇn sè cña hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn hfe vµ nh÷ng tham sè kh¸c. §ã lµ do c¸c ®iÖn dung hµng rµo vµ ®iÖn dung khuÕch t¸n t¹i tiÕp xóc Emit¬ vµ Colect¬, c¸c ®iÖn dung t¹p t¸n kh¸c do ch©n nèi; ¶nh h−ëng cña cña thêi gian bay h÷u h¹n cña h¹t dÉn qua vïng Baz¬. §Ó kh¶o s¸t ®Æc tuyÕn tÇn sè t¹i vïng tÇn sè cao cña BJT, ng−êi ta th−êng sö dông m« h×nh t−¬ng ®−¬ng lo¹i Π hay cßn gäi lµ m« h×nh Giacoletto (h×nh 3-44). rb’c ib

rbb’

B

B’

Cb’c

C

i’b rbe=

1 g b 'e

rce=

Cb’e

gmub’e = gmrb’ei’b = hfe0i’b

1 h0 e

E

E H×nh 3- 44: M« h×nh t−¬ng ®−¬ng lo¹i Π (hay m« h×nh Giacoletto)

Trong h×nh 3-44 c¸c phÇn tö cã thÓ diÔn gi¶i nh− sau: rbb’ lµ ®iÖn trë cña vïng Baz¬ kÓ c¶ ®iÖn trë cña tiÕp xóc cùc nèi; rb’e lµ ®iÖn trë cña tiÕp xóc Emit¬ - Baz¬ kÓ c¶ ®iÖn trë tiÕp xóc cùc nèi; rce lµ ®iÖn trë gi÷a cùc Colect¬ vµ Emit¬ kÓ c¶ ®iÖn trë tiÕp xóc cùc nèi; rb’c lµ ®iÖn trë cña tiÕp xóc Colect¬ - Baz¬ kÓ c¶ ®iÖn trë tiÕp xóc cùc nèi; Cb’e, Cb’c lµ ®iÖn dung cña tiÕp xóc Baz¬ - Emit¬ vµ Baz¬ - Colect¬ (®iÖn dung hµng rµo vµ ®iÖn dung khuyÕch t¸n) kÓ c¶ ®iÖn dung t¹p t¸n do ®Êu nèi ë c¸c cùc. Do ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè nãi trªn nªn hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn hfe (hay β) sÏ thay ®æi theo tÇn sè. Ng−êi ta m« t¶ sù thay ®æi nµy theo biÓu thøc sau:

h fe =

h feo

(3-117)

1 + j( f / f β )

Nõu biÓu diÔn d−íi d¹ng ®å thÞ Bode, hÖ sè khuÕch ®¹i hfe sÏ tÝnh nh− sau :

| h fe ¦dB = 20 log10

h feo 1 + j( f / fβ )

Trong c«ng thøc trªn hfe lµ hÖ sè khuÕch ®¹i ë tÇn thÊp. Theo (3-117), tÇn sè fβ gäi lµ tÇn sè c¾t, lµ tÇn sè t¹i ®ã hÖ sè khuÕch ®¹i hfe gi¶m ®i 2 lÇn. M« t¶ sù thay ®æi cña hfe theo tÇn sè ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 3-45, trong ®ã ë h×nh 3-45a biÓu diÔn ë d¹ng th«ng th−êng, cßn ë h×nh 3-45b biÓu diÔn ë d¹ng ®å thÞ Bode. Trôc tÇn sè th−êng ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng Logarit vµ d¶i biÕn thiªn tÇn sè rÊt lín.

131

hfe 100 hfe0

hfe

hf0 40

hfe0

2 30

-20dB/decade

50 20 10 1

logf

0

100MHz fT

1MHz fβ 10MHz

logf 1MHz fβ 10MHz

a) BiÓu diÔn ë d¹ng th«ng th−êng

100MHz fT

b) BiÓu diÔn b»ng ®é thÞ Bode

H×nh 3- 45: Sù phô thuéc cña hfe vµo tÇn sè

Theo s¬ ®å t−¬ng Π cã thÓ tÝnh ®−îc fβ:

fβ =

g b 'e 2π (C b 'e + C b 'c )

(3-118)

Víi sù chuyÓn ®æi gi÷a c¸c tham sè y vµ h, ng−êi ta ®Z t×m ®−îc c¸c quan hÖ nµy. Cô thÓ lµ: gm = hfeo gb’e Thay gb’e trong biÓu thøc nµy vµo c«ng thøc (3-118) ta cã:

fβ = Do: g m = h feo g b 'e = h feo

1 gm h feo 2π (Cb 'e + Cb 'c )

(3-119)

h feo β 1 1 = = o = vµ gi¶ thiÕt gÇn ®óng Cb’e ≅ Cbe vµ Cb’c ≅ Cbc rb 'e hie β o re re

nªn biÓu thøc fβ sÏ b»ng:

fβ ≅

1 2πβ o re (C be + C bc )

(3-120)

Qua c«ng thøc (3-120) cho thÊy re cã ¶nh h−ëng ®Õn fβ, tøc lµ fβ phô thuéc vµo ®iÓm lµm viÖc ®−îc chän. Trong s¬ ®å Baz¬ chung hÖ sè truyÒn ®¹t lµ α. HÖ sè α phô thuéc vµo tÇn sè Ýt h¬n nhiÒu so víi β. Còng t−¬ng tù nh− ®Þnh nghÜa ®èi víi hÖ sè hfe hay (β), gäi tÇn sè c¾t lµ fα lµ tÇn sè mµ t¹i ®ã hÖ sè α gi¶m ®i

2 lÇn. Quan hÖ gi÷a fα vµ fβ theo biÓu thøc sau: fα =

fβ (1 − α )

≅ β fβ

(3-121)

Râ rµng m¾c theo s¬ ®å Baz¬ chung sÏ cho tÇn sè c¾t cao h¬n rÊt nhiÒu so víi m¹ch Emit¬ chung. Còng do lý do nµy mµ c¸c tham sè kü thuËt cña Tranzito BJT tÇn sè cao th−êng ®−îc cho ë d¹ng Baz¬ chung.

132

TÇn sè khuyÕch ®¹i ®¬n vÞ fT – lµ tÇn sè t¹i ®ã hÖ sè khuyÕch ®¹i hfe b»ng 1, tøc lµ:

h feo 1 + j( f / f β )

=1

(3-122)

TÇn sè fT cã thÕ tÝnh ®−îc nh− sau :

h feo 1 + ( fT / f β ) 2 Rót ra:

fT ≅ hfeo fβ

Hay

fT ≅ β0fβ

≅

h feo fT / f β

=1

(3-123)

§Æt fβ tõ biÓu thøc (3-120) sÏ cã:

fT =

1 2πre (C be + C bc )

(3-124)

fT ≅ fα

So s¸nh víi fα ta thÊy :

TÇn sè cùc ®¹i fmax: Lµ tÇn sè mµ t¹i ®ã hÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt = 1 (khi cã phèi hîp trë kh¸ng ®Çu vµo vµ ®Çu ra). fmax ®Æc tr−ng cho kh¶ n¨ng lµm viÖc cña Tranzito nh− mét phÇn tö tÝch cùc. NÕu f > fmax, tranzito kh«ng cßn lµ linh kiÖn tÝch cùc n÷a. fmax ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc:

f max =

fα 8Π rb Cbc

> fT

(3-125)

133

3.10. C¸c tham sè kü thuËt cña BJT. Trong sæ tay kü thuËt cña c¸c nhµ s¶n xuÊt ng−êi ta chia c¸c tham sè cña BJT thµnh c¸c nhãm sau: - C¸c tham sè cùc ®¹i (Maximum Ratings) - C¸c tham sè nhiÖt (Thermal Characteristics) - C¸c tham sè ®iÖn (Eletrical Characteristics) th−êng ë nhiÖt ®é T = 250C bao gåm: + C¸c tham sè ng¾t (off): Th−êng ®Ó dïng ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch. + C¸c tham sè ®ãng (on): Th−êng ®Ó dïng ë chÕ ®é chuyÓn m¹ch + C¸c tham sè tÝn hiÖu nhá (Small Signal): Dïng ë chÕ ®é khuÕch ®¹i. D−íi ®©y sÏ liÖt kª vµ gi¶i thÝch mét sè tham sè: * Nhãm c¸c tham sè cùc ®¹i: UCEmax: §iÖn ¸p Colect¬ - Emit¬ cùc ®¹i UCBmax: §iÖn ¸p Colect¬ - Baz¬ cùc ®¹i UEBmax: §iÖn ¸p Emit¬ - Baz¬ cùc ®¹i ICmax: Dßng Colect¬ mét chiÒu cùc ®¹i. PCmax: C«ng suÊt tiªu t¸n cùc ®¹i

γPcmax: HÖ sè suy gi¶m PCmax TJ: D¶i nhiÖt ®é cùc ®¹i cña tiÕp xóc Colect¬ ë chÕ ®é lµm viÖc (trong kho¶ng tõ Tmin ®Õn Tmax) Tstg: D¶i nhiÖt ®é cùc ®¹i ë chÕ ®é cÊt gi÷ (trong kho¶ng tõ Tmin ®Õn Tmax) * Nhãm tham sè nhiÖt: RθJC: NhiÖt trë gi÷a tiÕp xóc Colect¬ tíi vá (Junction to Case) RθJA: NhiÖt trë gi÷a tiÕp xóc Colect¬ tíi m«i tr−êng (Junction to Ambient) * Nhãm tham sè ®iÖn: (T = 250C: NhiÖt ®é m«i tr−êng) •

C¸c tham sè ng¾t (off): UCE thñng: §iÖn ¸p ®¸nh thñng Colect¬ - Emit¬ (th−êng = UCE max) UCB thñng: §iÖn ¸p thñng Colect¬ - Baz¬ (th−êng = UCB max) UEB thñng: §iÖn ¸p ®¸nh thñng Emit¬ - Baz¬ (th−êng = UEB max) ICB0: Dßng d− Colect¬ IEB0: Dßng d− Emit¬ (IEB0 ≅ βICB0)

•

C¸c tham sè ®ãng (on): hFE: HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn mét chiÒu (chÝnh lµ βdc) UC bh: §iÖn ¸p bZo hoµ Colect¬ - Emit¬ UBE bh: §iÖn ¸p bZo hoµ Baz¬ - Emit¬

•

Nhãm tham sè tÝn hiÖu nhá (®èi víi tÝn hiÖu xoay chiÒu ac).

134

hfe: HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn m¾c theo s¬ ®å EC. ë tÇn sè thÊp (hfe = βac). ccb: §iÖn dung Colect¬ - Baz¬. cbe: §iÖn dung Baz¬ - Emit¬ (L−u ý: Trong sæ tay th−êng ký hiÖu lµ ®iÖn dung vµo cib). Th−êng gi¸ trÞ cbe > ccb > cce cce: §iÖn dung Colect¬ - Emit¬ (L−u ý: Trong sæ tay th−êng ký hiÖu lµ ®iÖn dung ra c0b) NF: HÖ sè ån (Noise Figure) fT: TÇn sè khuÕch ®¹i ®¬n vÞ ( = tÝch khuÕch ®¹i x d¶i th«ng)(*) §Ó minh ho¹ cho c¸c tham sè cña BJT, trong b¶ng 3-2 ®Z ®−a ra c¸c nhãm tham sè cña Tranzito lo¹i th«ng dông 2N4123.

135

B¶ng 33-3: C¸c tham sè cùc ®¹i: Tªn tham sè

Ký hiÖu

§¬n vÞ

§iÖn ¸p Colect¬ - Emit¬ cùc ®¹i

UCEmax

30

Vdc

§iÖn ¸p Colect¬ - Baz¬ cùc ®¹i

UBCmax

5

Vdc

Dßng Colect¬ liªn tôc cùc ®¹i

ICmax

200

mAdc

C«ng suÊt tiªu t¸n cùc ®¹i

PCmax

625

mW

γPCmax

5

mW/0C

D¶i nhiÖt ®é lµm viÖc cña tiÕp xóc

Tj

-55÷150

D¶i nhiÖt ®é cÊt gi÷

Tstg

-55÷150

Ký hiÖu

max

NhiÖt trë tiÕp xóc - vá

RθJC

83,3

0

CW

NhiÖt trë tiÕp xóc - m«i tr−êng

RθJA

200

0

CW

(t¹i T = 250C) HÖ sè suy gi¶m PCmax

0

C

0

C

C¸c tham sè nhiÖt: Tªn tham sè

§¬n vÞ

C¸c tham sè ®iÖn: Tªn tham sè

Ký hiÖu

min

max

®¬n vÞ

UCE thñng

30

Vdc

UCB hñng

40

Vdc

UEBthñng

5

Vdc

Tham sè ng¾t (off) §iÖn ¸p ®¸nh thñng Colect¬ - Emit¬ (IC = 1mAdc, IE = 0 - Hë m¹ch Emit¬) §iÖn ¸p ®¸nh thñng Colect¬ - Baz¬ (IC = 10µAdc, IE = 0 - Hë m¹ch Emit¬ §iÖn ¸p ®¸nh thñng Emit¬ - Baz¬ (IE = 10µAdc, IC = 0 - Hë m¹ch Colect¬ ) Dßng d− Colect¬ (hoÆc dßng ng¾t Colect¬ ) UCB = 20Vdc, IE = 0 - Hë m¹ch Emit¬)

136

ICB0

50

nAdc

Tham sè ®ãng (on) HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn mét chiÒu IC = 2mAdc, UCE = 1Vdc IC = 50mAdc, UCE = 1Vdc §iÖn ¸p Colect¬ - Emit¬ bZo hoµ (IC = 50mAdc, IB = 5mAdc) §iÖn ¸p Baz¬ - Emit¬ bZo hoµ (IC = 50mAdc, IB = 5mAdc)

hFE

50

(hay β)

25

150

UCE b.h

0,3

Vdc

UBE bh

0,95

Vdc

Tham sè tÝn hiÖu nhá xoay chiÒu TÇn sè ®¬n vÞ (hay tÝch hÖ sè khuÕch ®¹i - d¶i th«ng) (IC = 10mAdc; UCE = 20Vdc; f = 100MHz)

fT

250

MHz

§iÖn dung Colect¬ - Emit¬ (cßn gäi lµ ®iÖn dung Cce ra) (hay Cra) (UCB = 5Vdc; IE = 0; f = 100KHz)

4

pF

§iÖn dung Baz¬ - Emit¬ (cßn gäi lµ ®iÖn dung vµo) (UBE = 0,5Vdc; IC = 0; f = 100KHz)

Cbe (hay CV)

8

pF

Ccb

4

pF

§iÖn dung Colect¬ Baz¬ (IE = 0; UCB = 5V; f = 100KHz) HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn tÝn hiÖu nhá (IC = 2mAdc; UCE = 10Vdc; f = 1KHz)

hfe

50

HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn tÇn sè cao (IC = 10mAdc; UCE = 20Vdc; f = 100MHz)

hfe

2,5

HÖ sè ån (Noise Figure) (IC = 100µAdc; UCB = 5Vdc; Rt.h = 1KΩ; f = 1KHz)

NF

L−u ý:

200

6

dB

Khi tÝnh to¸n cho m¹ch, ®èi víi hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn hFE nÕu trong sæ tay cho c¶ trÞ sè min vµ max th× lÊy gi¸ trÞ trung b×nh nh©n, cô thÓ lµ:

hFE = hFEmin x hFEmax

VÝ dô 3-7:

( 3-126)

Trong b¶ng 3-1 cho hFEmin = 50, hFEmax = 150. VËy khi tÝnh to¸n trong m¹ch ta lÊy trÞ sè hFE b»ng:

h FE =

50 x 150 = 86,6

137

3.11. C¸ch ®ãng vá vµ ®¸nh dÊu cùc cña BJT. BJT th−êng ®−îc ®ãng vá b»ng nhùa cøng, ®«i khi b»ng kim lo¹i. §èi víi BJT cã c«ng suÊt lín cã tÊm to¶ nhiÖt ngoµi ®−îc g¾n víi cùc Colect¬ tõ bªn trong khi cÇn t¨ng møc to¶ nhiÖt cho Colect¬, ng−êi ta dïng thªm c¸c phiÕn to¶ nhiÖt phô ngoµi b¾t chÆt b»ng vÝt vµo phiÕn to¶ nhiÖt Colect¬ cña BJT. C¸ch ®¸nh dÊu c¸c cùc còng ®a d¹ng vµ ®−îc cho trong sæ tay kü thuËt. H×nh 3-27 m« t¶ c¸c d¹ng ®ãng vë vµ c¸ch ®¸nh dÊu c¸c cùc cho mét sè lo¹i BJT. Ng−êi ta cßn ®ãng trong mét vá nhiÒu BJT. ThÝ dô Tranzito Q2T2905 cña hZng Texas Instruments cã thÓ chøa 4 BJT lo¹i PNP trong mét vá.

H×nh 33-27: 27 C¸c kiÓu vá vµ ®¸nh dÊu cùc cña BJT

138