WorksheetsCấu Kiện Điện Tử - Transistor BJT
Total questions: 101
Worksheet time: 5hrs 31mins
Transistor là gì?
Một linh kiện 3 cực
Một linh kiện 2 cực
Một linh kiện 4 cực
Các loại transistor cơ bản là gì?
BJT và FET
BJT và MOSFET
FET và IGBT
BJT cấu tạo từ bao nhiêu vùng bán dẫn?
3 vùng
2 vùng
4 vùng
Ký hiệu BJT có mũi tên rất quan trọng, vị trí mũi tên đặt ở đâu?
Giữa cực B và E
Giữa cực B và C
Giữa cực E và C
Chiều mũi tên trong ký hiệu BJT hướng từ đâu sang đâu?
Từ p sang n
Từ n sang p
Từ E sang B
Vị trí mũi tên đặt giữa cực B và E
Chiều mũi tên hướng từ p sang n
Hướng sang cực E: Transistor loại npn
Hướng sang cực B: Transistor loại pnp
BJT làm việc ở vùng tích cực (active region)
BJT làm việc ở vùng tích cực đảo (reverse - active region)
BJT làm việc ở vùng cắt dòng (cutoff region)
BJT làm việc ở chế độ bão hoà (saturation region)
Để BJT hoạt động với chức năng khuếch đại, 2 lớp tiếp giáp p cần phân cực
Xét Transistor npn, ở chế độ khuếch đại
Phân cực Transistor
Lưu ý dòng I_B rất nhỏ so với dòng I_E và I_C
Nguyên lý hoạt động của Transistor là gì?
Hệ số truyền đạt dòng điện Emitơ α là gì?
Tỷ số I_C/I_B của Transistor là gì?
Hệ số truyền đạt dòng điện α, β là gì?
Tỷ số IC/IB của mỗi transistor đặc trưng cho khả năng khuếch đại dòng điện là gì?
Hệ số khuếch đại dòng điện βdc (hay β) thay đổi theo những yếu tố nào?
Phân cực Transistor β = 99mA/1mA = 99 có ý nghĩa gì?
Đặc tuyến của BJT có những đặc điểm gì?
Đặc tuyến Colectơ mô tả mối quan hệ nào?
Đặc tuyến Colectơ: Với mỗi giá trị I_B, có một đường cong liên hệ I_C và U_CE. Đồ thị có 4 vùng. Vùng bão hòa (saturation): U_CE ≈ 0. Vùng tích cực (active): khuếch đại tuyến tính (I_C = β.I_B). Vùng đánh thủng (breakdown): U_CE lớn quá mức cho phép. Vùng thứ 4?
Vẽ tại nhiều I_B khác nhau => Họ đặc tuyến Colectơ. Vùng 4: Khi I_B =0 => I_C ≈ 0 => transistor ngừng dẫn = cắt dòng.
Nhận xét các vùng: Vùng tích cực: là vùng transistor làm việc ở chế độ khuếch đại. Trong vùng này: I_C = β.I_B. Vùng bão hòa: U_CE ≈ 0 => sụt áp trên transistor rất nhỏ => “thông” bão hòa => R_C được “ON”, I_C cực đại. Vùng cắt dòng: U_CE ≈ E_C => ngừng dẫn “cắt/ngắt” dòng=> R_C bị “OFF”, I_C cực nhỏ = dòng rò. Vùng đánh thủng: tiếp giáp CB (phân cực ngược) bị đánh thủng => hỏng transistor.
Cấu tạo của BJT là gì?
Nguyên lý làm việc của BJT là gì?
Các cách mắc BJT là gì?
Phân cực và điểm làm việc tĩnh của BJT là gì?
Chế độ khuếch đại và chế độ chuyển mạch của BJT là gì?
Sơ đồ tương đương của BJT là gì?
Mạch vào: I_E –dòng vào, U_BE –điện áp vào. Khảo sát đặc tuyến tĩnh I_E=f(U_BE)|U_CB=const
Mạch ra: I_C –dòng ra, U_CB –điện áp ra. Khảo sát đặc tuyến tĩnh I_C=f(U_CB)|I_E=const
Họ đặc tuyến vào I_E=f(U_BE)|U_CB=const
Vùng tích cực (Active-Region): đây là vùng khuếch đại tín hiệu. Vùng bão hoà (Saturation-Region): khi U_CB≤0. Cả 2 tiếp xúc Emitơ và Colectơ đều phân cực thuận. Vùng cắt dòng (Cutoff-Region) với giá trị I_E≤0. Vùng này tiếp xúc Emitơ phân cực ngược, dòng I_E=0. Tại vùng cắt dòng, cả 2 tiếp xúc phân cực ngược. Vùng đánh thủng (Breakdown –Region): Nếu U_CB quá lớn sẽ gây nên hiện tượng đánh thủng tiếp giáp Colectơ làm dòng I_C tăng đột ngột.
Đặc điểm: Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu.
Mạch Colectơ làm dòng I có đặc điểm gì?
Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào
Trở kháng vào rất cao
Hệ số khuếch đại dòng điện lớn
Ít thông dụng
Mạch Colectơ chung – CC có đặc điểm gì?
Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào
Trở kháng vào lớn, trở kháng ra nhỏ
Hệ số khuếch đại điện áp lớn
Mạch lặp điện áp
Mạch Emitơ chung – EC có đặc điểm gì?
Tín hiệu vào cực B, ra ở cực C
Cực E nối đất nhờ tụ C2
Mạch Emitơ chỉ dùng cho Transistor loại PNP
Mạch Emitơ không có trở kháng vào
Dạng tín hiệu tại E là?
Dạng tín hiệu tại E là?
Nếu bỏ một phần tụ C2 thì sao?
Vị trí của Q tác động tới tín hiệu ra?
Q lệch lên trên, IC bị bão hoà, UCE bị cắt
Q lệch xuống dưới, IC bị cắt, UCE bị cắt
Rõ ràng là vị trí của Q tác động tới chế độ khuếch đại của mạch:
Chính giữa (chế độ A -class A): ít méo nhưng nhiệt sinh ra rất lớn, PD = E2C/4RC
Tại điểm cắt (chế độ B): nhiệt nhỏ nhưng bị méo
Thỏa hiệp bằng chế độ AB nằm giữa A và B
Tìm điểm Q? Vẽ đường tải? β=100; UBE=0,7V
Tìm điểm làm việc tĩnh Q tại nhiệt độ T=25 0C và T=100 0C(BJT là Si)
Tìm điểm làm việc tĩnh Q tại nhiệt độ T=25 0C và T=100 0C(BJT là Si)
Mạch mắc EC có RB = 200kΩ, RC = 1kΩ, nguồn EC=12V, transistor loại NPN, (Si) với β=100. Tính toán lý thuyết I$ = 0.0565mA, I1 = β×I$ = 5.65mA, U2% = 12–1000x5.65mA=6.35V. Nhận xét kết quả đo được gần đúng với tính toán theo lý thuyết.
R_E giúp giảm sự phụ thuộc của I_C vào β_dc => giảm phụ thuộc t o. R_E giúp tăng trở kháng vào. Nhược điểm: I_C và K_u bị giảm mạnh nếu R_E lớn.
Điện trở RB mắc giữa B và C => “Feedback” sự thay đổi sụt áp trên R_C (tỷ lệ với I_C). Xác định điểm Q (I_B, I_C, U_CE):
Phân cực hồi tiếp Colectơ giúp giảm sự phụ thuộc của I_C vào β_dc?
Xác định điểm Q (I_B, I_C, U_CE) (gần đúng): Giả thiết I_B << I_2?
Xác định điểm Q (I_B, I_C, U_CE) (đúng): biến đổi tương đương Thevenin?
Nhận xét về mạch hoạt động rất ổn định, ít phụ thuộc vào sự đồng đều của transistor?
Xác định điểm Q (I_B, I_C, U_CE) trong phân cực Emitơ?
Cấu tạo của BJT là gì?
Nguyên lý làm việc của BJT là gì?
Các cách mắc BJT là gì?
Phân cực và điểm làm việc tĩnh của BJT là gì?
Chế độ khuếch đại và chế độ chuyển mạch là gì?
Sơ đồ tương đương của BJT là gì?
Chế độ khuếch đại tuyến tính là gì?
Tín hiệu ra (dòng, áp,...) của BJT là gì?
Khi khuếch đại, xuất hiện đường tải AC do ảnh hưởng của tải nào?
Điểm Q nằm ở đâu khi đầu ra tối đa?
Nếu khuếch tín hiệu đại hoạt động hoàn toàn trên vùng tuyến tính.
Đầu ra tối đa khi điểm Q nằm giữa đường tải động.
Đầu ra thấp hơn khi điểm Q nằm dịch về phía “bão hoà” hoặc “cắt dòng”.
Tăng tín hiệu đầu vào => đầu ra bị cắt đỉnh.
Ví dụ mạch khuếch đại chế độ A (훽 AC =200) => AV=817330.
Khi bộ khuếch đại được phân cực ở điểm ”cutoff”, hoạt động trong nửa chu kỳ tín hiệu ở vùng tuyến tính, nửa chu kỳ bị cắt.
Điểm Q tại điểm cắt dòng: I CQ =0, V CEQ = V CE(cutoff).
Mạch hoạt động ở chế độ đẩy kéo.
Điện áp cực Bazơ=0V, transistor tắt khi V in gây méo.
Điểm Q được phân cực vượt qua ngưỡng U BE, transistor bắt đầu dẫn khi tín hiệu =0.
Chuyển mạch = switching = ON + OFF.
Khi OFF (cắt): I C = 0; U CE = E C => P D = 0.
Khi ON (bão hòa): U CE = 0; I C = E C /R C => P D = 0.
Thực tế P D luôn lớn hơn 0 do: Cắt vẫn còn dòng rò I C, bão hòa vẫn còn sụt áp U CE.
Chuyển ON ↔OFF, xuất hiện sườn dốc, do hạt mang điện có quán tính.
Cấu tạo.
Nguyên lý làm việc.
Các cách mắc BJT.
Phân cực và điểm làm việc tĩnh.
Chế độ khuếc.
Mô hình tương đương của BJT có những loại nào?
Mô hình tương đương tham số Z
Mô hình tương đương tham số Y
Mô hình tương đương tham số H
Mô hình tương đương tham số r
Đặc điểm chung của mạch khuếch đại dùng BJT là gì?
Mô hình tương đương tham số H được ký hiệu như thế nào?
h11, h12, h21, h22
h1, hr, hf, h0
Mô hình tương đương tham số h (Dùng ký hiệu h_i, h_r, h_f, h_0)
Mô hình tương đương tín hiệu nhỏ •Mô hình tương đương tham số H •h_11 thay bằng h_i: gọi là điện trở vào •h_12 thay bằng h_r: gọi là hệ số truyền đạt điện áp ngược •h_21 thay bằng h_f: gọi là hệ số truyền đạt dòng điện thuận (hệ số khuếch đại dòng điện) •h_22 thay bằng h_0: gọi là dẫn nạp ra
Mạch BC: r_e từ vài Ω đến 50Ω r_c từ 1MΩ đến 2MΩ
Mạch EC: r_e từ vài Ω đến 50Ω r_c từ 40kΩ đến 50kΩ
Mô hình tương đương tham số r_e: mạch BC •Nhận xét: –Trở kháng vào: r_v = r_e –Trở kháng ra: r_ra = r_c
Mô hình tương đương tham số r_e: mạch EC •Nhận xét: –Trở kháng vào: r_A = B)'8, = 8 - C - 8, = (*+,)8, C - 8, = β+1r < ≅ βr < –Trở kháng ra: r_ra = r_c
Mô hình tương đương tham số r_e: mạch CC Mạch CC đầy đủ chế độ một chiều và xoay chiều Mạch CC đối với tín hiệu xoay chiều
Cho mạch như hình vẽ. –Vẽ sơ đồ tương đương sử dụng mô hình tương đương vật lý –Tính: r_v, r_r, K_u, K_i
Ví dụ một số loại BJT thực tế
BUH515: High Voltage (1500V) high power (50W) NPN fast switching transistor in an ISOWATT218 package, originally designed for use in analogue TV timebases but also used in switched mode power supplies.
2N3055: NPN Silicon Power transistor (115W) designed for switching and amplifier applications. Can be used as one half of a complementary push-pull output pair with the PNP MJ2955 transistor.
2N2219: NPN silicon transistor in a metal cased TO-39 package, designed for use as a high speed switch or for amplification at frequencies from DC (0Hz) up to UHF at about 500MHz.
2N6487: General purpose NPN output transistor with a power rating up to 75W in a TO-220 package.
BD135/BD136: Complementary (NPN/PNP) pair of low-medium power audio output transistors.
