Bài giảng Electronic devices and circuit - Chapter 2: BJT Transistor - Võ Tấn Phương
dce
2016
ELECTRONIC DEVICES AND
CIRCUIT
Faculty of Computer Science and Engineering
Department of Computer Engineering
BK
TP.HCM
Vo Tan Phuong
dce
2016
Chapter 2
BJT Transistor
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
2
dce
2016
Nội dung trình bày
• Cấu tạo của BJT Transistor
• Nguyên lý hoạt động
• Các thông số và đặc tuyến
• Các chế độ làm việc
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
3
dce
2016
Cấu tạo BJT Transistor
• BJT = Bibolar Junction Transistor
– Bibolar: cả lỗ trống và electron tham gia vào hoạt động dẫn điện
– Gồm 2 mối nối PN nối tiếp nhau => có 2 cách PNP và NPN
• Gồm 3 cực E (phát), B (nền), C (thu):
– Nồng độ tạp chất thêm vào (doping): E > C (bình thường) > B
– Lớp bán dẫn nền B ở giữa rất mỏng
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
4
dce
2016
Nguyên lý hoạt động
• Phân cực 2 mối nối (EBJ và CBJ) quyết định các chế độ
hoạt động của BJT
• Có 4 khả năng:
Chế độ hoạt động
Tắt
Mối nối EBJ
Mối nối CBJ
Phân cực ngược
Phân cực thuận
Phân cực ngược
Phân cực thuận
Phân cực ngược
Phân cực ngược
Phân cực thuận
Phân cực thuận
Khuếch đại
Không dùng
Mở (bảo hòa)
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
5
dce
2016
Chế độ khuếch đại
• EBJ: phân cực thuận
– Hạt tải chính từ E tràn
sang B là loại hạt tải
phụ của B
• CBJ: phân cực ngược
– Chỉ cho phép các hạt
tải phụ bên B đi qua
I I I
E C B
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
6
dce
2016
Chế độ khuếch đại (tt)
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
7
dce
2016
Nội dung trình bày
• Cấu tạo của BJT Transistor
• Nguyên lý hoạt động
• Các thông số và đặc tuyến
• Các chế độ làm việc
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
8
dce
2016
Tỉ số dòng điện
• Xét BJT ở chế độ
khuếch đại
– EBJ phân cực thuận
Các hạt dẫn đa số từ E
tràn sang B
– CBJ phân cực ngược,
hút các hạt dẫn từ E
tràn sang B đến C
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
9
dce
2016
Các loại điện thế trên BJT
• Có 3 loại điện thế liên quan đến BJT trong mạch điện:
– Nguồn cung cấp: VCC , VBB
– Điện thế tại các cực: VC , VB , VE
– Hiệu điện thế giữa các cực: VBE , VCE , VCB
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
10
dce
2016
Tính toán áp và dòng trong mạch
• Mối nối E-B phân cực thuận,
tương tự diode, VBE ≈ 0.7V
• Phần mạch bên cực nền:
• Phần mạch bên cực thu:
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
11
dce
2016
Họ đặc tuyến i-v
• Thông số quan trọng nhất là các họ đặc tuyến i-v:
– Thể hiện giá trị IC tương ứng với giá trị VCE cho các giá trị IB
khác nhau
• Có 4 vùng:
– Khuếch đại (Active)
– Bão hòa (Saturation)
– Ngưng dẫn (Cutoff)
– Đánh thủng (Breakdown)
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
12
dce
2016
Đường tải DC trên họ đặc tuyến i-v
• Xét phần mạch bên cực thu C:
– Đường tải DC cắt trục x tại VCE = VCC tương ứng IC = 0
– Đường tải DC cắt trục y tại IC = VCC/RC tương ứng VCE = 0
– Giao điểm đường tải DC với với các đường đặc tuyến xác định
điểm làm việc tĩnh (Q-point)
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
13
dce
2016
Đường tải DC trên họ đặc tuyến i-v (tt)
• Chuyển đổi giữa các vùng:
– IB = 0, BJT ở trạng thái ngưng dẫn
– IB tăng, BJT vào vùng khuếch đại, IC = βIB , IC tăng làm VCE giảm
– VCB = VCE – VBE khi VCE giảm đến giá trị bão hòa VCESAT,làm cho
mối nối BC phân cực thuận (VCB ≤ -0.5V) ngăn IC tăng
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
14
dce
2016
Tóm tắc các vùng trên đồ thị họ đặc tuyến
• Vùng khuếch đại (Active)
– Mối nối EB phân cực thuận
– Mối nối CB phân cực ngược
– IC được điều khiển bởi IB
• Vùng bão hòa (Saturation)
– Mối nối EB phân cực thuận
– Mối nối CB phân cực thuận
– IC đạt giá trị tối đa ICSAT
– VCE đạt giá trị nhỏ nhất VCESAT
• Vùng đánh thủng
(Breakdown)
– IC, VCE và
• Vùng ngưng dẫn (Cutoff)
vượt
– Mối nối EB phân cực ngược,
không có dòng chạy qua
giới hạn cho phép
– BJT bị hỏng
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
15
dce
2016
Bảng thông số kỹ thuật Datasheet của BJT
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
16
dce
2016
Nội dung trình bày
• Cấu tạo của BJT Transistor
• Nguyên lý hoạt động
• Các thông số và đặc tuyến
• Các chế độ làm việc
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
17
dce
2016
Các chế độ làm việc của BJT
• Transistor được phân
cực để làm việc trong
vùng giới hạn cho phép
(vùng màu trắng)
– IC < IC(max)
– VCE < VCE(max)
– PD = IC*VCE < PD(max)
• Có hai chế độ làm việc:
– Khóa (Switch)
– Khuếch đại (Amplifier)
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
18
dce
2016
Chế độ khóa
• Transistor phân cực hoạt động trong 2 vùng
– Ngưng dẫn, IB = 0 không có dòng chạy qua transistor IC = 0,
khóa hở
– Bão hòa, IC đạt giá trị cực đại IC(sat) ,VCE đạt giá trị cực tiểu
VCE(sat) ≈ 0.2V đến 0.5V, khóa đóng
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
19
dce
2016
Chế độ khóa (tt)
• Vin = 0V (Low) IB = 0
Transistor ngưng dẫn, IC = 0
VOut = VCC (High)
• Vin = VCC (High), Transistor ở
trạng thái bão hòa
VOut = VCE(Sat) (Low)
푉 − 푉퐵퐸
푖푛
퐼퐵 =
> 퐼퐵(푚푖푛) = 훽퐼퐶(푠푎푡)
푅퐵
ELECTRONIC DEVICES AND CIRCUIT– Chapter 2
© Spring 2016
20
Tải về để xem bản đầy đủ
26 trang
24180
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Electronic devices and circuit - Chapter 2: BJT Transistor - Võ Tấn Phương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_electronic_devices_and_circuit_chapter_2_bjt_trans.pdf
BTW2.docx
