Chương 2 1
CHƯƠNG 2: TRANSISTOR HAI LỚP TIẾP GIÁP - BJT
2.1 Giới thiệu
2.2 Dòng chảy trong BJT
2.3 Khuếch đại dòng trong BJT
2.4 Giải tích mạch BJT bằng đồ thò
2.5 Tính toán công suất
2.6 Tụ Bypass vô hạn
2.7 Tụ ghép vô hạn
2.8 Mạch Emitter Follower
2.9 Mở rộng
“We make a living by what we get, we make a life by what we give”.
- Winston Churchill, Sir (1874-1965)
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 2
2.1 Giới thiệu
x 1948: Transistor đầu tiên (Bell Lab)
x Các loại transistor (TST): BJT, FET
x BJT: Bipolar Junction Transistor: Transistor hai lớp tiếp giáp
2.2 Dòng chảy trong BJT
x Cấu tạo và ký hiệu
x Dòng chảy trong BJT
EB: Phân cực thuận
CB: Phân cực nghòch
CBO
E
C
III 
D
C

1
Lưu ý: Cấu hình B chung (CB – Common Base configuration)
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 3
2.2.1 Mối nối Emitter – Base (EB)
Xem mối nối EB như một Diode phân cưc thuận hoạt động độc lập (i
D
= i
E
; v
D
= v
EB
)
x DCLL và Đặc tuyến EB
DCLL:
e
EE
EB
e
E
R
V
v
R
i 
1
x Mạch tương đương đơn giản
v

: Cho mạch điện như hình vẽ: D| 1, I
CBO
| 0; V
EE
= 2V; R
e
= 1k; V
CC
= 50V; R
c
= 20k; v
i
= 1sinZt. Tính i
E
và v
CB
.
3
2
1
t
R
VvV
i
e
EBQiEE
E
Z
sin0.13.1 


E E
CC
B
B
I
E
I
E
I
C
I
C
I
B
I
B
V
EBQ
V
EBQ
Diode lý
tưởng
DI
E
DI
E
I
CBO
R
e

0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 5
2.3 Khuếch đại dòng trong BJT
Quan hệ giữa i
C
và i
B
(bỏ qua I
CBO
):
B
C
ii u|
E
với
D
D
E


1
Hệ số khuếch đại tín hiệu nhỏ:
B
B
C
iii u''u '
E
E
Suy ra:

BEQiBB
B
iI
R
VvV
i 


với:
b
BEQBB
BQ
R
VV
I


và
b
i
b
R
v
i
x Ngõ ra:
cCQbBQBC
iIiIii  u u| )(
E
E
Hệ số khuếch đại dòng tín hiệu nhỏ:

CE
d V
CEsat
Quan hệ giữa i
C
và i
B
là không tuyến tính
x Vùng chủ động: V
CEsat
d v
CE
d BV
CEO
Quan hệ tuyến tính:
CBOBC
Iii
D
E
E
u
Giới hạn dòng: I
C-cutoff
d i
C
d I
Cmax
Ví dụ 3
: V
CC

RIVV 
a) I
B
= 0.08mA; I
C
= EI
B
= 8mA
V
CE
= 2V: TST hoạt động trong vùng tích cực.
b) I
B
= 1mA; Giả sử I
C
= EI
B
= 100mA  V
CE
= -90 !!!
TST hoạt động trong vùng bão hòa: V
CE
= V
CEsat
= 0.1
mA
KR
VV
I
c

ReR1
R2
VCC
Mạng phân cực
R2
R1
VCC
VBB
Rb
1
1
VCC
1
2
3
RL
Rb
Re
VBB
E
h
fe
i
b
R
0
i
c
C
v


Thiết kế:
CCBB
b
VV
R
R
/1
1


BB
CC
b
V
V
RR
2
x Hoạt động của mạch khuếch đại (DC)
9 Ngõ ra:
e
E
L
C
C
E
C
C
RiRiv
V

be
BEBB
E
RR
vV
RR
vV
i
E
D







1
1
)1(
Để loại bỏ sự thay đổi của i
E
do E thay đổi, chọn R
e
>> R
b
/(1+E).
9 Tónh điểm Q (I
CQ
, V

CQCc
Iii  và:
CEQCEce
Vvv 
9 Quan hệ pha: i
b
tăng, i
c
, i
e
tăng, v
ce
giảm
9 Điếu kiện để i
C
có thể dao động cực đại (max swing): (Giả sử V
CEsat
= 0 và
I
C-cutoff
= 0)
e
L
CC
CQ
RR
V
I




2/
= 3.75 mA
V
CEQ
= V
CC
/ 2 = 4.5 V
Ví dụ 5
: Tìm R
1
và R
2
trong ví dụ 4 để đạt được Max Swing
1
Rb
Re
200
RL
1k
VBB
V
BQ
= V
BE
+ V
EQ
= V
BE
+ I

b
+ V
BQ
| (I
CQ
/E)(0.1ER
e
) + V
BE
+ I
CQ
R
e
V
BB
= V
BE
+ I
CQ
(1.1R
e
) = 0.7 + (3.75E-3)(1.1)(200) = 1.525 V
Suy ra:
CCBB
b
VV
R
R
/1
1

av
+ v(t)
I(t) = I
av
+ i(t)
Trong đó:V
av
, I
av
: Giá trò trung bình
v(t), i(t): Thành phần thay đổi
theo thời gian có trung bình bằng 0.
³

T
avav
dttiItvV
T
P
0
))())(((
1
³

T
avav
dttitv
T
IVP
0

cm
) = I
CQ
=
)(2
e
L
CC
RR
V

Suy ra: max(P
L,ac
) =
2
2
)(8
e
L
LCC
RR
RV

Để cực đại hóa công suất tiêu tán trên tải:
Chọn R
L
>> R
e
Suy ra: max(P
L,ac

)(2
e
L
CC
RR
V

Suy ra: P
CC
=
)(2
2
e
L
CC
RR
V

Với R
L
>> R
e
: P
CC
L
CC
R
V
2
2

C
C
C
PPPP 
: “Bảo toàn năng lượng”
Khai triển:

2
sin
11
2
2
0
2
0
2
cm
CQ
T
cmCQ
T
C
I
IdttII
T
dti
T
 
³³
Z

V
RR
V
4)(4
22
|

x Hiệu suất
9 Hiệu suất:
CC
acL
P
P
,

K
Max Swing
:

L
CC
Lcm
RV
RI
2/
2/
2
2

K

8/
4/
)max(
)max(
2
2
,
|
L
CC
LCC
acL
C
RV
RV
P
P
:
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 14
2.6 Tụ Bypass vô hạn
R
e
: + Tạo dòng phân cực I
CQ
và tăng độ ổn đònh phân cực (C3).
_ Giảm hiệu suất; Giảm hệ số khuếch đại đối với tín hiệu nhỏ xoay chiều (C4)
 Sử dụng tụ bypass (Giả sử C
e

iRv 
L
ac
RR

ce
ac
c
v
R
i
1

(Gốc tọa độ Q)
“Destiny is what we make”.
- Anonymous
i
i
i
B
i
C
i
E
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 15
Max Swing
: Q trung điểm ACLL


V
V
/1 

2.7 Tụ ghép (coupling capacitor) vô hạn
Tụ ghép: Ngăn dòng DC qua tải.
DCLL: R
DC
= R
e
+ R
c
ACLL: R
ac
= R
c
// R
L
Max Swing
:
acDC
CC
CQ
RR
V
I


acDC
CC

i
B
i
C
i
E
i
L
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chöông 2 16
2.8 Maïch Emitter Follower
Cb
R2
R1 Re
VCC
vi
Rb
Re
VCC
Cb
VBB
vi
a) Maïch Emitter Follower b) Maïch töông ñöông
v
B
= v
BE
+ v
E

L
v
E
v
E
v
L
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 17
2.9 Mở rộng
2.9.1 Mạch phân cực Base – Injection
Xét mạch Emitter Follower với mạch phân cực Base – Injection sau:
vi
R2
Cb
Re
VCC
RL
Ce
x Tính toán mạch phân cực:
Ngõ vào: V
CC
= V
R2
+ V
BEQ
+ V
Re
V

CQ
x Thiết kế mạch phân cực:
Chọn tónh điểm Q
Tính R
2
=
E
/
CQ
CQeBEQCC
I
IRVV 
v
L
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 2 18
2.9.2 Nguồn của mạch khuếch đại
Có thể thay đổi điện áp nguồn cung cấp cho mạch khuếch đại để thay đổi mức DC
của ngõ ra (Vẫn bảo đảm TST phân cực đúng).
Ví dụ 6
: Xét mạch CE sau
Cb
R2
R1 Re
+VCC
vi
Rc
-VEE
DCLL: R

các phần trước.
Ví dụ: Chọn R
C
I
CQ
= V
CC
Mức DC ngõ ra: v
0-DC
= 0 (Không cần
dùng tụ coupling ngõ ra)
v
o
0ҥFKÿLӋQWӱ