24/05/2018, 21:59

BJT với tín hiệu xoay chiều

Mô hình của BJT: Đây là mô hình của một mạch khuếch đại ráp theo kiểu cực nền chung. Ở ngõ vào và ngõ ra, ta có hai tụ liên lạc C 1 và C 2 có điện dung như thế nào để dung kháng X C khá nhỏ ở tần số của nguồn tín hiệu ...

Mô hình của BJT:

Đây là mô hình của một mạch khuếch đại ráp theo kiểu cực nền chung. Ở ngõ vào và ngõ ra, ta có hai tụ liên lạc C1 và C2 có điện dung như thế nào để dung kháng XC khá nhỏ ở tần số của nguồn tín hiệu để có thể xem như nối tắt (Short circuit) đối với tín hiệu xoay chiều và có thể xem như hở mạch (open circuit) đối với điện thế phân cực.

Mạch tương đương một chiều như sau:

Đây là mạch mà chúng ta đã khảo sát ở phần trước. Nguồn điện thế xoay chiều VS(t) khi đưa vào mạch sẽ làm cho thông số transistor thay đổi. Ngoài thành phần một chiều còn có thành phần xoay chiều của nguồn tín hiệu tạo ra chồng lên.

Nghĩa là: iB(t) = IB + ib(t)

iC(t) = IC + ic(t)

iE(t) = IE + ie(t)

vCB(t) = VCB + vcb(t)

vBE(t) = VBE + vbe(t)

Thành phần tức thời = thành phần DC + thành phần xoay chiều.

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:

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.

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.

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

Người ta định nghĩa điện dẫn truyền của transistor là:

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:

Theo mô hình của transistor đối với tín hiệu xoay chiều, ta có mạch tương đương ở ngõ vào như sau:

Tổng trở vào nhìn từ cực nền B:

Xem mô hình định nghĩa sau (hình 37):

Mạch tương đương ngõ vào:

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).

Với tín hiệu có biện độ nhỏ và tần số không cao lắm, người ta thường dùng hai kiểu mẫu sau đây:

Kiểu hỗn tạp: (hybrid- π )

Với mô hình tương đương của transistor và các tổng trở vào, tổng trở ra, ta có mạch tương đương hỗn tạp như sau:

Kiểu mẫu r e : (r e model)

Cũng với mô hình tương đương xoay chiều của BJT, các tổng trở vào, tổng trở ra, ta có mạch tương đương kiểu re. Trong kiểu tương đương này, người ta thường dùng chung một mạch cho kiểu ráp cực phát chung và cực thu chung và một mạch riêng cho nền chung.

  • Kiểu cực phát chung và thu chung:
  • Kiểu cực nền chung

Kiểu thông số h: (h-parameter)

Từ hai phương trình này, ta có mạch điện tương đương theo kiểu thông số h:

So sánh với kiểu hỗn tạp, ta thấy rằng:

Các thông số h do nhà sản xuất cho biết.

Trong thực hành, r0 hay mắc song song với tải. Nếu tải không lớn lắm (khoảng vài chục K trở lại), trong mạch tương đương, người ta có thể bỏ qua r0 (khoảng vài trăm K).

  1. Tính điện thế phân cực VC, VB, VE trong mạch:

0