Để đo đặc tính iC-vCB: Với mỗi giá trị iE thay đổi vCB để đo
được dòng iC
• Trong vùng tích cực thuận
– Dòng iC tăng ít khi vCB tăng, mặc dù iE giữ cố định Æ hiệu ứng
Early
– Ứng với vCB lớn, dòng iC tăng rất nhanh Æ hiện tượng
breakdown
– Hệ số alpha : có 2 kiểu định nghĩa (thực tế 2 hệ số này sai
khác không nhiều)
C E
i i
α ≡ được gọi là hệ số α tổng hay hệ số α tín hiệu lớn
CB
C E
v const
i i
α
=
∆
≡
∆
được gọi là hệ số tín hiệu nhỏ
Trong vùng bão hòa
– Điện áp vCB < -0.4 V
– Thường chênh áp vBE = 0.7V Æ vCE bão hòa = 0.1V đến 0.3V
21 trang |
Chia sẻ: trungkhoi17 | Lượt xem: 451 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Transistor lưỡng cực Bipolar Junction Transistor - Nguyễn Quốc Cường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
1
Transistor lưỡng cực
Bipolar Junction Transistor
Nguyễn Quốc Cường
Bộ môn 3I – ĐHBK HN
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
2
Giới thiệu
• BJT được phát minh vào năm 1948 tại Bell Telephone Lab
• MOSFET được biết đến trước BJT tuy nhiên chỉ được sử
dụng nhiều trong công nghệ chế tạo IC từ năm 1980s
• BJT ngày nay được sử dụng
– chế tại linh kiện rời công suất lớn
– chế tạo IC hoạt động ở tần số cao
• Các ứng dụng
– các thiết bị điện tử trong automotive
– các thiết bị truyền tin không dây
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
3
Cấu trúc đơn giản của BJT kiểu npn
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
4
Cấu trúc đơn giản của BJT kiểu pnp
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
5
• BJT là thiết bị 3 cực
– Emitter (E)
– Base (B)
– Collector (C)
• BJT có 2 tiếp giáp pn
– Tiếp giáp emitter-base (EBJ)
– Tiếp giáp collector-base (CBJ)
• Tùy thuộc vào các chế độ phân cực khác nhau cho 2 tiếp
giáp này BJT có các chế độ hoạt động khác nhau
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
6
Chế độ hoạt động của BJT
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
7
Chế độ tích cực
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
8
dòng điện
• EBJ phân cực thuận:
– điện tử khuếch tán từ E Æ B
– lỗ trống khuếch tán từ B Æ E
– tại B, một số ít e sẽ tái hợp với một số lỗ trống, còn phần lớn
sẽ di chuyển đến gần tiếp giáp CBJ
• CBJ phân cực ngược
– các e trong vùng B sẽ được đẩy qua CBJ do tác dụng của điện
trường
– một số ít lỗ trống từ C sẽ được đẩy qua CBJ vào vùng B
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
9
• Nếu nhìn từ các cực E,B,C ta có 3 dòng điện tương ứng là iE, iB và
iC
– β: hệ số khuếch đại dòng emitter chung
– α: hế số khuếch đại dòng base chung
– Thường các hệ số β được chế tạo lớn (~ α gần 1)
C B
E B C B
C E
i i
i i i (1 )i
1
i i
β
β
βα β
α
=
= + = +
= +
=
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
10
Mô hình Ebers-Moll (EM)
Mô hình EM của npn
Mô hình EM cho phép xác định tất cả
các chế độ hoạt động của BJT.
Biểu thức Ebers-Moll
SE exp 1
exp 1
α
α
α α
= −
= − +
⎡ ⎤⎛ ⎞= −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎣ ⎦
⎡ ⎤⎛ ⎞= −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎣ ⎦
=
E DE R DC
C DC F DE
BE
DE
T
BC
DC SC
T
F SE R SC
i i i
i i i
Vi i
V
Vi i
V
i i
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
11
Transistor pnp
• Hoạt động của pnp tương tự như npn, chỉ có điểm khác biệt
là dòng điện chủ yếu được tạo lên bởi các lỗ trống từ E đến
B
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
12
Ký hiệu
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
13
Đặc tính dòng điện – điện áp
• Họ đường cong đặc tính I-V
– iC-vCB với iE = const
– iC-vCE với iB = const
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
14
Đặc tính iC-vCB
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
15
• Để đo đặc tính iC-vCB: Với mỗi giá trị iE thay đổi vCB để đo
được dòng iC
• Trong vùng tích cực thuận
– Dòng iC tăng ít khi vCB tăng, mặc dù iE giữ cố định Æ hiệu ứng
Early
– Ứng với vCB lớn, dòng iC tăng rất nhanh Æ hiện tượng
breakdown
– Hệ số alpha : có 2 kiểu định nghĩa (thực tế 2 hệ số này sai
khác không nhiều)
C
E
i
i
α ≡ được gọi là hệ số α tổng hay hệ số α tín hiệu lớn
CB
C
E v const
i
i
α
=
∆≡ ∆
được gọi là hệ số tín hiệu nhỏ
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
16
• Trong vùng bão hòa
– Điện áp vCB < -0.4 V
– Thường chênh áp vBE = 0.7V Æ vCE bão hòa = 0.1V đến 0.3V
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
17
Hiệu ứng Early
• Trong vùng tích cực thuận
– Lý tưởng: iC = αiE Æ đặc tính iC-vCB là đường nằm ngang
– Thực tế: khi vCB tăng Æ iC tăng Æ hiệu ứng Early
• Mắc mạch emitter chung (như hình vẽ), ứng với mỗi vBE
thay đổi vCE ta thu được các giá trị iC khác nhau
– Theo mô hinhf Ebers-Moll khi vBE = const thì iC phụ thuộc rất ít
vào vCE (do vBC < 0)
– Thực tế iC có thể phụ thuộc nhiều vào vCE (hay vBC)
– Nếu kéo dài các đương iC-vCE trong vùng tích cực thuận sẽ gặp
nhau tại điểm VA gọi là điện áp Early (cỡ 50V đến 100V)
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
18
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
19
Đặc tính iC-vCE
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
20
Miền tích cực
C
F dc
B
i
i
β β≡ ≡ Hệ số khuếch đại dòng dc
β
=
∆= ∆
CE
C
ac
B v const
i
i
• Hệ số khuếch đại dòng dc và ac trong thực tế thường sai
khác từ 10% đến 20%
• Hệ số βdc phụ thuộc vào điểm làm việc
• Trong phân tích gần đúng thường giả thiết hệ số βdc là
không đổi
Hệ số khuếch đại dòng ac
Transistor lưỡng cực
Nguyễn Quốc Cường
21
Miền bão hòa
• Xem xét điểm X trong
miền bão hòa
β<Csat F Bi i
β
β β
≡
<
Csat
forced
B
forced F
i
i
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_transistor_luong_cuc_bipolar_junction_transistor_n.pdf