Hình Ảnh Các Transistor Tín Hiệu Nhỏ Transistor Công Suất (Power Transistors)

Hình 4.19 : Đường biểu diễn ngõ ra giữa dòng IC và VCE

Khi giảm điện thế để VCE nhỏ hơn một vài volt, chúng ta thấy rằng nó không còn có thể loại bỏ các electron một cách hiệu quả khỏi Base. Điều này tạo ra một loại hiệu ứng 'rào cản' hay còn gọi là vùng ngưng dẫn

Transitor lưỡng cực hoạt động hiệu quả với điều kiện chúng ta sắp xếp giá trị VCE ít nhất là hai hoặc ba volt - và tốt nhất là 5 vôn hoặc hơn. Một thiết bị như vậy có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại hiệu quả. Điện áp thấp hơn có thể ngăn cản điện áp hoạt động chính xác.

Transistor có 3 vùng hoạt động của: vùng bảo hoà, vùng tác động và vùng ngưng. Khi nối tắt VBE (tức IB=0) dòng cực thu xấp xĩ dòng rĩ ICEO.

Lưu ý rằng các đồ thị được hiển thị trên trang này chỉ có nghĩa là hướng dẫn chung. Một số Transistorcó thể làm việc với dòng điện cao hơn nhiều, hoặc có mức tăng hiện tại cao hơn nhiều, vv Tuy nhiên, mô hình chung về hành vi của tất cả các Bipolars về cơ bản giống như mô tả trong các trang này.

4.6. Hình dáng thực tế của Transitor

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 264 trang tài liệu này.

Trên thị trường hiện nay sản phẩm Transistor rất đa dạng và do nhiều nước sản xuất nhưng chủ yếu là của Nhật Bản, Mỹ và Trung quốc.

 Transistor Nhật sản xuất : thường dùng chữ cái đầu là A, B, C, D. Trong đó:

Transistor thuận (PNP) : có ký tự là A và B

o Công suất lớn, tần số thấp chữ B

o Công suất bé, tần số cao chữ A

Transistor ngược (NPN) : có ký tự là C và D

o Công suất lớn, tần số thấp chữ D

o Công suất bé, tần số cao chữ C

 Transistor Mỹ sản xuất: thường ký hiệu là 2N ví dụ 2N3055, 2N4073 vv...

 Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, để biết loại Transistor và chức năng ta chú ý đến 2 ký tự tiếp theo của số 3

Chữ cái thức nhất cho biết loại Transitor :

o Chữ A và B là Transistor thuận

o Chữ C và D là transistor ngược

Chữ thứ hai cho biết đặc điểm :

o X và P là transistor âm tần

o A và G là transistor cao tần.

Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm. Thí dụ : 3CP25 , 3AP20 vv..

Các Transistor tín hiệu nhỏ (Small Signal Transistors) :

Là các Transistorđược sử dụng chủ yếu để khuếch đại các tín hiệu mức thấp nhưng cũng có thể hoạt động tốt như các công tắc. Các Transistortín hiệu nhỏ được sử dụng chủ yếu khi khuếch đại các tín hiệu nhỏ, điện áp một vài vôn và

dòng điện vài mA. Các giá trị hFE nằm trong khoảng từ 10 đến 500, với mức dòng tối đa của Ic từ khoảng 80 đến 600mA. Tần số hoạt động tối đa trong khoảng từ 1 đến 300 MHz

Ví dụ: 2N3904(NPN), 2SC2458 (NPN), BC178(NPN), C828, BC107B, C1815,

Hình 4.20: Hình ảnh các Transistor tín hiệu nhỏ Transistor công suất (Power transistors)

Transistor phù hợp cho các ứng dụng có dòng điện và điện áp cao. Bộ thu của Transistor được kết nối với một đế kim loại hoạt động như một bộ tản nhiệt. Công suất tiêu biểu dao động từ khoảng 10 đến 300 W, tần số từ khoảng 1 đến 100 MHz. Các giá trị Ic tối đa nằm trong khoảng từ 1 đến 100 A.

Ví dụ: MJ2955 (PNP), TIP33B (NPN), 2N3055, TIP120, D880, 2N539

Hình 4.21: Hình dạng các Transistor công suất Transistor cao tần (High Frequency Transistors)

Transistor cao tần (RF) là các Transistorđược sử dụng cho các tín hiệu nhỏ chạy ở tần số cao, ứng dụng chuyển mạch tốc độ cao. Đây là những transistor được sử dụng cho tín hiệu tần số cao và phải có khả năng bật và tắt ở tốc độ rất cao. Các Transistortần số cao được sử dụng trong các ứng dụng bộ khuếch đại và dao động HF, VHF, UHF, CATV và MATV. Chúng có tần số tối đa khoảng 2000 MHz và dòng Ic tối đa từ 10 đến 600mA.

Ví dụ: 2N2955, 2N3019, 2N5149

Hình 2.22: Các loại Transistor cao tần

4.7. Sự phân cực của Transitor

4.7.1 Phân cực Transistor là gì?

Phân cực Transistor (Transistor Biasing) còn gọi là định thiên cho Transistor đó là một quá trình thiết lập điện áp hoặc dòng điện DC choTransistor để bất kỳ tín hiệu đầu vào AC nào cũng có thể được khuếch đại chính xác.

Một Transistor hoạt động ở trạng thái ổn định phụ thuộc rất nhiều vào dòng điện nền IB, điện áp thu VCvà dòng thu IC và do đó, nếu một Transistor hoạt động như một bộ khuếch đại tuyến tính, nó phải được phân cực đúng để

có một điểm vận hành Q phù hợp. Việc thiết lập điểm vận hành chính xác đòi hỏi phải lựa chọn đúng các điện trở thiên vị (phân cực) và các điện trở tải để cung cấp các điều kiện điện áp đầu vào và điện áp thu thích hợp. Điểm phân cực Q chính xác cho một Transistor lưỡng cực NPN hoặc PNP, thường nằm ở đâu đó giữa hai thái mức hoạt động đối với nó là trạng thái bão hòa "ON" hoặc trạng thái ngưng dẫn "OFF" dọc theo đường tải của nó. Điểm vận hành trung tâm này được gọi là "Điểm hoạt động", hoặc gọi là Q-point.

Hình 4.23: Phân cực Transistor rơi vào vùng làm việc

Vậy làm thế nào để thiết lập xu hướng Q-point của transistor?

Điểm hoạt động trạng thái ổn định Q được thiết lập bởi các giá trị của mạch điện áp nguồn DC (Vcc) và giá trị của điện trở phân cực được kết nối với chân Base của transistors. Vì transistor phân cực là dòng DC nên các tụ điện liên lạc có thể được bỏ qua khi phân tích.

Sau đây là các cấu hình phân cực cơ bản của Transistor từ một nguồn cung cấp duy nhất (Vcc).

4.7.2 Phân cực cố định dòng nền (Fixed Base Biasing)

Mạch được gọi là "mạch phân cực cố định dòng nền", bởi vì với giá trị VCC đã cho thì dòng điện nền IB không đổi và do đó các điểm làm việc Q cũng phải được cố định. Mạch phân cực dùng hai điện trở RB và RC tạo độ lệch dòng điện để thiết lập vùng hoạt động ban đầu của transistor.

Đây là phương pháp phân cực hiếm khi được sử dụng nhất với các bộ khuếch đại bán dẫn, nhưng nó được sử dụng rộng rãi khi transistor hoạt động như một công tắc

Hình 4.24: Mạch phân cực cố định dòng nền

Giáo trình Kỹ thuật điện t

Phương trình đặc tuyến đầu vào: IB = f(VBE)

Từ định luật thứ hai của Kirchhoff, ta có:

Kiểu phân cực này có xu hướng phụ thuộc giá trị beta của transistor, vì vậy với Transistor cùng loại thì điểm Q sẽ thay đổi theo phạm vi rộng do đặc tính của các Transistor sẽ không chính xác như nhau.

Theo định luật Ohm

Do vậy:

Dễ dàng xác định dòng IB

Dòng điện IB được lái bởi điện trở RB

Giả sử một Transistor lưỡng cực tiêu chuẩn, sự sụt giảm điện áp khi phân cực thuận mối nối B-E là 0.7V. => VBE = 0.7 volt

Phương trình đặc tuyến đầu vào: IB = f(VBE)

Thông qua hệ số khuếch đại β ( độ lợi dòng hfe ), ta tính được dòng IC IC = β.IB

Giáo trình Kỹ thuậ

Từ định luật thứ hai của Kirchhoff, ta có :

Theo định luật Ohm :

Thay vào ta có:

Phương trình đường tải tĩnh IC = f(VCE)



Phương trình đường tải tĩnh

Để vẽ đồ thị này ta cần xác định 2 điểm cực của phương trình:

IC = 0 => VCE = VCC ;

VCE=0 => IC = VCC/RC;

Ví dụ : Transistor bán dẫn silicon và hoạt động như một bộ khuếch đại lớp B với β = 300, RB = 80 Kohms, RC = 200 Ohms và VCC = 10 volt. Xác định điện áp tải, điểm làm việc tĩnh Q, phương trình đường tải tĩnh

Hướng dẫn (Tutorial)

Bước 1: Xác định dòng IB

Áp dụng công thức:

VCC = IB.RB + VBE

=> IB = (VCC - VBE) / RB = (10 - 0.7) / 80.000 = 112,25 u

Bước 2: Tính dòng tải IC

Áp dụng công thức: IC = IB  = 112,25 . 300 = 33.67mA

Bước 3: Tính điện áp tải VRc

Đầu ra của mạch này được lấy từ điện trở thu RC:

Theo định luật Ohm:

VRc = IC x RC = 6.7 Volts

Bước 4: Tính điện áp VCE