- Trang Chủ
- Vật lý
- Giáo trình hình thành các loại diode thông dụng trong điện dung chuyển tiếp p7
Xem mẫu
- Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
vBE(t) = VBE + vbe(t)
Thành phần tức thời = thành phần DC + thành phần xoay chiều.
Trong mô hình các dòng điện chạy trong transistor ta thấy: điểm B’ nằm trong vùng
nền được xem như trung tâm giao lưu của các dòng điện. Do nối nền phát phân cực thuận
nên giữa B’ và E cũng có một điện trở động re giống như điện trở động rd trong nối P-N
26mV
khi phân cực thuận nên: re = p
n+ n-
IE
B’
E C
ie ic
ib’
B
Hình 31
Ngoài ra, ta cũng có điện trở rb của vùng bán dẫn nền phát (ở đây, ta có thể coi như
đây là điện trở giữa B và B’). Do giữa B’ và C phân cực nghịch nên có một điện trở r0 rất
lớn. Tuy nhiên, vẫn có dòng điện ic = α.ie = βib chạy qua và được coi như mắc song song
với r0.
* α là độ lợi dòng điện xoay chiều trong cách mắc nền chung:
∆I di i
α = α ac = C = C = c
∆I E di E i e
Thông thường α hoặc αac gần bằng αDC và xấp xĩ bằng đơn vị.
* β là độ lợi dòng điện xoay chiều trong cách mắc cực phát chung.
∆i di i
β = β ac = h fe = C = C = c
∆i B di B i b
Thông thường β hoặc βac gần bằng βDC và cũng thay đổi theo dòng ic.
Trị số α, β cũng được nhà sản xuất cung cấp.
Như vậy, mô hình của transistor đối với tín hiệu xoay chiều có thể được mô tả như
sau:
α.ie = β.ib
ie
B’
E C
re
ib rb
ro
Ω Hình 32
rb thường có trị số khoảng vài chục B , r0 rất lớn nên có thể bỏ qua trong mô hình của
transistor.
Trang 81 Biên soạn: Trương Văn Tám
- Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
2. Điện dẫn truyền (transconductance)
Ta thấy rằng, dòng điện cực thu IC thay đổi theo điện thế nền phát VBE. Người ta có
thể biểu diễn sự thay đổi này bằng một đặc tuyến truyền (transfer curve) của transistor.
Đặc tuyến này giống như đặc tuyến của diode khi phân cực thuận.
ID(mA) IC(mA) = IE
ID=IO.exp(VD/VT) IC=ICES.exp(VBE/VT)
VD(volt) VBE(volt)
0 0
IC(mA)
ID=IO.exp(VD/VT) C
C
gmvbe
≈
Tiếp tuyến có độ B B +
Q dốc =gm=IC/VT vbe
-
VBE(mV)
0 E
E
Hình 33
Người ta định nghĩa điện dẫn truyền của transistor là:
∆i c i (t)
gm = =c
∆VBE v be ( t )
Và đó chính là độ dốc của tiếp tuyến với đặc tuyến truyền tại điểm điều hành Q.
Tương tự như diode, ta cũng có:
VBE
I C = I CES .e VT
Trong đó, IC là dòng điện phân cực cực thu;
ICES là dòng điện rĩ cực thu khi VBE = 0V
KT
VT = (T: nhiệt độ Kelvin)
e
Ở nhiệt độ bình thường (250C), VT = 26mV
Ta có thể tính gm bằng cách lấy đạo hàm của IC theo VBE.
V
dI C I BE
gm = = CES .e VT
dVBE VT
Trang 82 Biên soạn: Trương Văn Tám
- Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
IC
Và g m = (Ω )
VT
IC
Ở nhiệt độ bình thường (250C) ta có: g m =
26mV
3. Tổng trở vào của transistor:
Người ta định nghĩa tổng trở vào của transistor bằng mô hình sau đây:
iin
BJT
+
vin
-
v in
R in =
i in
Hình 34
Ta có hai loại tổng trở vào: tổng trở vào nhìn từ cực phát E và tổng trở vào nhìn từ
cực nền B.
Tổng trở vào nhìn từ cực phát E:
ie = -iin
E C
+
vbe = -vin
B
-
v in v be
R in = =
i in ie
Hình 35
Theo mô hình của transistor đối với tín hiệu xoay chiều, ta có mạch tương đương ở
ngõ vào như sau:
E B’ E B’
re re
- -
ie ie
rb
rb ib ie
β +1
B B
+ +
Hình 36
Trang 83 Biên soạn: Trương Văn Tám
- Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
Vì ie=(β+1)ib nên mạch trên có thể vẽ lại như hình phía dưới bằng cách coi như
rb
dòng ie chạy trong mạch và phải thay rb bằng .
β +1
r + (β + 1)re
v be r
R in = = b + re = b
Vậy:
β +1 β +1
ie
hie = rb+(β+1).re
Đặt:
h
Suy ra: R in = ie
β +1
rb
Do β>>1, rb nhỏ nên
- Giáo trình Linh Kiện Điện Tử
v be
R in = = rb + (β + 1)re = h ie
Vậy:
ib
rπ=(1+β).re≈βre
Người ta đặt:
Thông thường βre>>rb nên: Rin=hie ≈rπ≈βre
β 1
26mV 26mV 1 1
Vậy: rπ = và re =
re = ≈ = =
Ngoài ra, ;
IC gm gm
IE IC gm
26mV
v 1
⇒ g m v be = β i b
re ≈ be = ⇒ g m v be = i e ≈ i c = βi b ;
Ta chú ý thêm là:
ie gm
4. Hiệu ứng Early (Early effect)
Ta xem lại đặc tuyến ngõ ra của transistor trong cách mắc cực phát chung. Năm
1952. J.Early thuộc phòng thí nghiệm Bell đã nghiên cứu và hiện tượng này được mang
tên Ông. Ông nhận xét:
Ở những giá trị cao của dòng điện cực thu IC, dòng IC tăng nhanh theo VCE (đặc tuyến có
dốc đứng).
Ở những giá trị thấp của IC, dòng IC tăng không đáng kể khi VCE tăng (đặc tuyến gần như
nằm ngang).
Nếu ta kéo dài đặc tuyến này, ta thấy chúng hội tụ tại một điểm nằm trên trục VCE.
Điểm này được gọi là điểm điện thế Early VA. Thông thường trị số này thay đổi từ 150V
đến 250V và người ta thường coi VA = 200V.
IC(mA)
VCE(volt)
0 10 20 30
Early voltage
40 50
VCE = -VA = -200V
IC(mA)
Q
ICQ
∆IC = ICQ
VCE(volt)
0 VCEQ
∆VCE = VCE -(-VA) = VCE + VA ≈ VA
Hình 39
Trang 85 Biên soạn: Trương Văn Tám
nguon tai.lieu . vn
