Phân Cực Hồi Tiếp Kép (Dual Feedback Transistor Biasing)

4.7.6 Phân cực tự phân áp (Voltage Divider Biasing)

Phân cực kiểu tự phân áp dùng 2 điện trở RB1 và RB2 tạo mạch cầu phân áp để xuất ra điện áp VB phân cực B của Transistor. Để thực hiện chúng ta cần giả định rằng dòng điện nền (IB) nhỏ hơn nhiều lần so với dòng điện thông qua bộ chia điện áp RB1 và RB2. Thông thường tỷ lệ được chọn là 20. Điều này có nghĩa rằng dòng nền (IB) phải nhỏ hơn ít nhất 20 lần so với dòng điện mạch chia áp. Điều này được thực hiện để tránh ảnh hưởng của nó trên dòng điện áp chia hoặc trên các thay đổi trong β. Như vậy, chúng ta loại trừ IB khỏi các tính toán với một lỗi nhỏ hơn 5%.

Hình 4.28: Mạch phân cực tự phân áp

Đơn giản hóa mạch bằng cách dùng định lý

Thevenin:

Tính trở tương đương đầu vào: ngắn mạch nguồn áp, hở mạch nguồn dòng. như vậy RTh

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 264 trang tài liệu này.

= R1 //R2

Điện áp phân cực VTh ứng với mạch cầu phân áp R1 nối tiếp với R2

VTh = VR2

Sơ đồ mạch được vẽ lại

Xét vòng lặp BE: Dùng định luật 2 kC

Nhắc lại : IE = ( + 1)IB

Dòng điện IC :

Dòng điện IE:

Tương tự áp dụng cho vòng BC

Giả sử : IE  IC = IB

Tính giá trị điện áp tại các cực của Transistor Áp tại cực C: VC = IC.RC

Áp tại cực E: VE = IE.RE

Áp tại cực B: VBE = VB – VE

 VB = VBE + VE

Nhận xét: Mạch tính toán không cần sử dụng bất kỳ tham số lai nào nên hai Transistor có hệ số khuếch đại  khác nhau vẫn có thể hoạt động như các bộ khuếch đại chính xác cùng một khuếch đại, chỉ vì chúng được phân cực chia điện áp.

Hơn nữa, vì VBE << VB và VB vẫn không thay đổi tất cả các thời gian, điện áp emitter VE vẫn không thay đổi, do đó duy trì một dòng emitter ổn định.

4.7.7 Phân cực hồi tiếp kép (Dual Feedback Transistor Biasing)

Việc thêm một điện trở bổ sung vào mạch phân cực hồi tiếp thu sẽ cải thiện sự ổn định của mạch hơn nữa

Dòng điện chạy qua R1 thường được đặt ở một giá trị bằng khoảng 10% dòng điện thu IC nhưng cũng phải lớn hơn dòng nền IB

Một trong những ưu điểm của loại tự phân cực này là các điện trở thực hiện cả hồi tiếp âm và hồi tiếp dương (Hồi tiếp kép)

Hình 4.29: mạch phân cực hồi tiếp kép

Điện áp tại các cực của Transistor

Điện áp cực C:) Điện áp cực E: VE = 0

Điện áp cực B VB = VBE ( thường chọn bằng 0,7 volt)

Dòng qua điện trở R1:

Dòng qua điện trở RB

Dòng qua cực B: I

Dòng qua cực C: IC = IB

Dòng qua cực E: IE = IC + IB  IC

4.7.8 Phân cực hồi tiếp phát (Emitter Feedback Bias)

Mối nối B-E được phân cực bởi sự sụt giảm điện áp xảy ra trên điện trở phát RE do dòng điện IE chạy qua. Sự gia tăng nhiệt độ làm tăng IC, gây ra sự gia tăng dòng điện phát IE. Điều này cũng dẫn đến sự gia tăng điện áp rơi trên RE làm giảm điện áp thu VC và tiếp theo làm giảm dòng IB, do đó đưa dòng IC trở lại với giá trị ban đầu của nó.

Hình 4.30: mạch phân cực hồi tiếp phát

Điện áp và dòng điện tại các cực của Transistor Điện áp cực C:) Điện áp cực E: VE = IERE = VB – VBE

Điện áp cực B VB = VBE + VE

Dòng qua điện trở R1:

Dòng qua điện trở RB

Dòng qua cực B: I

Dòng qua cực C: IC = IB

Dòng qua cực E: IE = IC + IB  IC

Nhận xét: Mạch phân cực DC này khá ổn dịnh, nhưng dễ dẫn đến sự suy giảm tín hiệu AC. Điều này có thể bù được bằng cách sử dụng một tụ điện mắc song song với RE.

Bipolar Junction Transistor (BJT) là một thiết bị bán dẫn có thể hoạt động như một chất cách điện hoặc dây dẫn điện bằng cách áp đặt vào nó một điện áp tín hiệu nhỏ. Khả năng thay đổi giữa hai trạng thái của transistor này cho phép nó có hai chức năng cơ bản: chuyển mạch (Switching) dùng trong thiết bị điện tử số) hoặc khuếch đại (amplification) dùng trong các thiết bị điện tử tương tự. Do đó, các Transistor lưỡng cực tùy theo cách phân cực nó có khả năng hoạt động trong ba khu vực khác nhau:

- Vùng hoạt động (Active Region): transistor hoạt động như một bộ khuếch đại và IC = β * IB

- Vùng bão hòa (Saturation): transistor hoạt động như một công tắc bậc ON hoàn toàn và IC = IS

- Vùng ngắt (Cut-off ) :transistor hoạt động như một công tắc bậc OFF hoàn toàn , và IC = 0

Chế độ bão hòa

Độ bão hòa là chế độ trên một bóng bán dẫn. Một Transistortrong chế độ bão hòa hoạt động như một mạch ngắn giữa bộ thu và phát.

Trong chế độ bão hòaVB phải cao hơn cả VE và VC:

VB> VE VB > VC

Bởi vì các đường giao nhau từ cơ sở đến emitter trông giống như một diode, trong thực tế, VBE phải lớn hơn một ngưỡng điện áp để nhập độ bão hòa. Có rất nhiều chữ viết tắt cho sự sụt giảm điện áp này - Vth, Vγ, và Vd là một vài - và giá trị thực tế thay đổi giữa các Transistor(và thậm chí xa hơn theo nhiệt độ). Đối với rất nhiều Transistor(ở nhiệt độ phòng) chúng ta có thể ước tính mức giảm này là khoảng 0,6V.

Một thực tế khác: không có sự dẫn dắt hoàn hảo giữa người phát và người sưu tầm. Một giọt điện áp nhỏ sẽ hình thành giữa các nút đó. Datasheets Transistor sẽ xác định điện áp này là điện áp bão hòa CE VCE (sat) - một điện áp từ bộ thu tới bộ phát yêu cầu cho độ bão hòa. Giá trị này thường là khoảng 0,05-0,2V. Giá trị này có nghĩa là VC phải lớn hơn một chút so với VE (nhưng cả hai vẫn nhỏ hơn VB) để có được transistor trong chế độ bão hòa.

Chế độ ngưng dẫn (cắt)

Chế độ cắt là đối diện với độ bão hòa. Một Transistorở chế độ ngắt đang tắt - không có bộ thu dòng điện, và do đó không có dòng phát. Nó gần giống như một mạch mở.

Hình 4. 31: chế độ ngưng dẫn của BJT

Để có được một Transistorvào chế độ ngắt, điện áp cơ sở phải nhỏ hơn cả điện áp phát và bộ thu. VBC và VBE phải là số âm.

VC > VB VE > VB

Trong thực tế, VBE có thể ở bất cứ nơi nào giữa 0V và Vth (~ 0.6V) để đạt được chế độ cắt.

Chế độ hoạt động (Active Mode)

Để hoạt động ở chế độ hoạt động, VBE của Transistorphải lớn hơn 0 và VBC phải âm. Do đó, điện áp cơ bản phải nhỏ hơn bộ thu, nhưng lớn hơn bộ phát. Điều đó cũng có nghĩa là người thu gom phải lớn hơn người phát.

VC>VB>VE

Thực tế, chúng ta cần một điện áp không chuyển tiếp về phía trước (viết tắt là Vth, Vγ, hoặc Vd) từ cơ sở đến bộ phát (VBE) để “bật” transistor. Thông thường điện áp này thường là khoảng 0.6V.

Khuếch đại ở chế độ hoạt động

Chế độ hoạt động là chế độ mạnh nhất của Transistorbởi vì nó biến thiết bị thành một bộ khuếch đại. Hiện tại đi vào chân đế khuếch đại dòng điện đi vào bộ thu và phát ra bộ phát.

Ic = IB

Ký hiệu viết tắt của chúng tôi để đạt được (yếu tố khuếch đại) của một Transistorlà β (bạn cũng có thể thấy nó như là β, hoặc hFE). β tuyến tính liên quan đến dòng thu (IC) tới dòng cơ sở (IB)