Kết nối Transistor Junction Hai Cực

Định nghĩa Transistor Kết hợp Hai Cực

Transistor Kết hợp Hai Cực (BJT) là thiết bị ba đầu cuối. Nó có thể hoạt động như một bộ khuếch đại hoặc một công tắc, yêu cầu một mạch đầu vào và một mạch đầu ra. Để xử lý điều này với chỉ ba đầu cuối, một đầu cuối được sử dụng làm kết nối chung cho cả đầu vào và đầu ra. Sự lựa chọn của đầu cuối chung phụ thuộc vào ứng dụng. Có ba loại kết nối transistor: chung cơ sở, chung phát xạ, và chung thu.

• Transistor Chung Cơ Sở

• Transistor Chung Phát Xạ

• Transistor Chung Thu.

Ở đây, một điều cần nhớ là bất kể kết nối của transistor, nhưng mối ghép cơ sở-phát xạ phải được giữ ở trạng thái phân cực thuận và mối ghép cơ sở-thu phải được giữ ở trạng thái phân cực ngược.

Kết Nối Chung Cơ Sở của BJT

Ở đây, đầu cuối cơ sở là chung cho cả mạch đầu vào và đầu ra. Các cấu hình hoặc chế độ chung cơ sở được hiển thị như trong hình dưới đây. Ở đây, chế độ chung cơ sở của transistor npn và pnp được hiển thị riêng biệt. Ở đây, mạch cơ sở-phát xạ được lấy làm mạch đầu vào và mạch cơ sở-thu làm mạch đầu ra.

Hệ Số Khuếch Đại Dòng Điện

Ở đây, dòng điện đầu vào là dòng điện phát xạ IE và dòng điện đầu ra là dòng điện thu IC. Hệ số khuếch đại dòng điện được coi là khi chúng ta chỉ xem xét các điện áp phân cực DC của mạch và không có tín hiệu dao động nào được áp dụng vào đầu vào. Bây giờ, nếu chúng ta xem xét tín hiệu dao động được áp dụng vào đầu vào thì hệ số khuếch đại dòng điện (α) tại điện áp cơ sở-thu không đổi, sẽ là

Ở đây, có thể thấy rằng không có giá trị nào của hệ số khuếch đại dòng điện và hệ số khuếch đại dòng điện lớn hơn đơn vị vì dòng điện thu không thể lớn hơn dòng điện phát xạ. Nhưng như chúng ta biết, dòng điện phát xạ và dòng điện thu gần bằng nhau trong transistor kết hợp hai cực, các tỷ lệ này sẽ rất gần với đơn vị. Giá trị thường nằm trong khoảng từ 0,9 đến thậm chí 0,99.

Biểu Thức của Dòng Điện Thu

Nếu mạch phát xạ mở, sẽ không có dòng điện phát xạ (IC = 0). Nhưng trong điều kiện này, sẽ có một dòng điện nhỏ chảy qua vùng thu. Điều này do sự di chuyển của các hạt mang điện thiểu số và đây là dòng điện rò rỉ ngược. Do dòng điện này chảy qua thu và cơ sở mà đầu cuối phát xạ mở, dòng điện được ký hiệu là ICBO. Trong transistor có công suất nhỏ, dòng điện rò rỉ ngược ICBO khá nhỏ và thường chúng ta bỏ qua nó trong các phép tính, nhưng trong transistor có công suất lớn, dòng điện rò rỉ này không thể bỏ qua. Dòng điện này phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, nên ở nhiệt độ cao, dòng điện rò rỉ ngược ICBO không thể bỏ qua trong các phép tính. Biểu thức này chứng minh rằng dòng điện thu cũng phụ thuộc vào dòng điện cơ sở.

Đặc Tính của Kết Nối Chung Cơ Sở

Đặc Tính Đầu Vào

Điều này được vẽ giữa dòng điện đầu vào và điện áp đầu vào của transistor. Dòng điện đầu vào là dòng điện phát xạ (IE) và điện áp đầu vào là điện áp cơ sở-phát xạ (VEB). Sau khi vượt qua điện thế rào cản thuận của mối ghép cơ sở-phát xạ, dòng điện phát xạ (IE) bắt đầu tăng nhanh với sự tăng lên của điện áp cơ sở-phát xạ (VEB).

Điện trở đầu vào của mạch là tỷ lệ thay đổi của điện áp cơ sở-phát xạ (ΔV EB) so với dòng điện phát xạ (ΔIE) tại điện áp cơ sở-thu không đổi (VCB = Hằng số). Do thay đổi của dòng điện phát xạ khá lớn so với thay đổi của điện áp cơ sở-phát xạ (ΔIE >> ΔVEB), điện trở đầu vào của transistor chung cơ sở khá nhỏ.

Đặc Tính Đầu Ra

Dòng điện thu chỉ có giá trị hằng số khi có đủ phân cực ngược giữa vùng cơ sở và thu. Đó là lý do tại sao dòng điện thu tăng lên khi điện áp cơ sở-thu có giá trị rất thấp. Nhưng sau một mức điện áp cơ sở-thu nhất định, mối ghép cơ sở-thu được phân cực ngược đầy đủ và do đó dòng điện thu trở thành hằng số cho một dòng điện phát xạ cụ thể và hoàn toàn phụ thuộc vào dòng điện phát xạ.

Trong tình huống đó, toàn bộ dòng điện phát xạ trừ dòng điện cơ sở đóng góp vào dòng điện thu. Do dòng điện thu gần như hằng số cho dòng điện phát xạ được chỉ định trong vùng đặc tính, sự tăng lên của dòng điện thu rất nhỏ so với sự tăng lên của điện áp cơ sở-thu.

Tỷ lệ thay đổi của điện áp cơ sở-thu so với thay đổi của dòng điện thu được định nghĩa là điện trở đầu ra của chế độ chung cơ sở của transistor. Tự nhiên, giá trị của điện trở đầu ra rất cao trong chế độ chung cơ sở của transistor.

Kết Nối Chung Phát Xạ của BJT

Transistor Chung Phát Xạ là kết nối transistor phổ biến nhất. Ở đây, đầu cuối phát xạ là chung cho cả mạch đầu vào và đầu ra. Mạch được kết nối giữa cơ sở và phát xạ là mạch đầu vào và mạch được kết nối giữa thu và phát xạ là mạch đầu ra. Chế độ chung phát xạ của transistor npn và pnp được hiển thị riêng biệt trong hình dưới đây.

Hệ Số Khuếch Đại Dòng Điện

Trong cấu hình chung phát xạ, dòng điện đầu vào là dòng điện cơ sở (IB) và dòng điện đầu ra là dòng điện thu (IC). Trong transistor kết hợp hai cực, dòng điện cơ sở kiểm soát dòng điện thu. Tỷ lệ thay đổi của dòng điện thu (ΔIC) so với thay đổi của dòng điện cơ sở (ΔIB) được định nghĩa là hệ số khuếch đại dòng điện của transistor chung phát xạ. Trong transistor kết hợp hai cực, dòng điện phát xạ (IE) là tổng của dòng điện cơ sở (IB) và dòng điện thu (IC). Nếu dòng điện cơ sở thay đổi, dòng điện thu cũng thay đổi và do đó dòng điện phát xạ cũng thay đổi theo.

Lại nữa, tỷ lệ thay đổi của dòng điện thu so với thay đổi tương ứng của dòng điện phát xạ được ký hiệu là α. Do giá trị của dòng điện cơ sở khá thấp so với dòng điện thu (IB << IC), hệ số khuếch đại dòng điện trong transistor chung phát xạ khá cao và nó nằm trong khoảng từ 20 đến 500.

Đặc Tính của Transistor Chung Phát Xạ

Trong chế độ chung phát xạ của transistor, có hai mạch - mạch đầu vào và mạch đầu ra. Trong mạch đầu vào, các tham số là dòng điện cơ sở và điện áp cơ sở-phát xạ. Đường cong đặc tính được vẽ dựa trên sự thay đổi của dòng điện cơ sở và điện áp cơ sở-phát xạ là đặc tính đầu vào của transistor chung phát xạ. Mối ghép pn giữa cơ sở và phát xạ được phân cực thuận, do đó đặc tính sẽ giống như của điôt pn phân cực thuận. Ở đây, dòng điện cơ sở không có giá trị nào trước khi điện áp cơ sở-phát xạ vượt qua điện thế rào cản thuận của mối ghép, nhưng sau đó, dòng điện cơ sở tăng đáng kể với sự tăng lên của điện áp cơ sở-phát xạ. Tốc độ tăng của dòng điện cơ sở so với điện áp cơ sở-phát xạ cao ở đây nhưng không cao như trong trường hợp chế độ chung cơ sở.

Do đó, điện trở đầu vào của mạch cao hơn so với chế độ chung cơ sở của transistor.

Đặc Tính Đầu Ra của Transistor Chung Phát Xạ

Đặc tính đầu ra được vẽ dựa trên sự thay đổi của dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra của transistor. Dòng điện thu là dòng điện đầu ra và điện áp thu-phát xạ là điện áp đầu ra của transistor. Ở đây, sự thay đổi của dòng điện thu cho các giá trị khác nhau của điện áp cơ sở-thu được vẽ đối với một giá trị cố định của dòng điện cơ sở. Được tìm thấy rằng ban đầu, dòng điện thu tăng theo tỷ lệ với sự tăng lên của điện áp thu-phát xạ, nhưng sau một mức điện áp nhất định, dòng điện thu trở nên gần như hằng số. Điều này là do ban đầu, mối ghép cơ sở-thu không được phân cực ngược đầy đủ, nhưng sau một mức điện áp nhất định, nó được phân cực ngược đầy đủ và sau đó phần lớn các hạt mang điện đa số từ vùng phát xạ đến vùng cơ sở sẽ di chuyển đến vùng thu để đóng góp vào dòng điện thu. Số lượng các hạt mang điện đa số từ vùng phát xạ phụ thuộc vào dòng điện cơ sở trong BJT, do đó, cho một dòng điện cơ sở cụ thể, dòng điện thu là hằng số.

Điện trở đầu ra sẽ là

Kết Nối Chung Thu của BJT

Trong cấu hình chung thu, mạch đầu vào là giữa đầu cuối cơ sở và thu, và mạch đầu ra là giữa đầu cuối phát xạ và thu.

Tỷ lệ thay đổi của dòng điện phát xạ so với thay đổi của dòng điện cơ sở được định nghĩa là hệ số khuếch đại dòng điện của cấu hình chung thu. Điều này được ký hiệu là,

Hệ số khuếch đại dòng điện của mạch là tỷ lệ thay đổi của dòng điện phát xạ so với thay đổi của dòng điện cơ sở khi một tín hiệu biến thiên theo thời gian được áp dụng vào đầu vào.

Đặc Tính Đầu Vào của Transistor Chung Thu

Dòng điện đầu vào là dòng điện cơ sở và điện áp đầu vào của transistor là điện áp cơ sở-thu. Mối ghép cơ sở-thu được phân cực ngược và do đó, với sự tăng lên của điện áp cơ sở-thu, phân cực ngược của mối ghép tăng lên. Điều này khiến dòng điện cơ sở giảm nhẹ với sự tăng lên của điện áp cơ sở-thu. Do ở điều kiện này, nhiều hạt mang điện thiểu số của vùng cơ sở sẽ lan truyền đến vùng thu và do đó, tốc độ tái hợp electron-lỗ trống sẽ giảm trong vùng cơ sở, gây ra sự giảm của dòng điện cơ sở.

Đặc Tính Đầu Ra của Transistor Chung Thu

Đặc tính đầu ra của transistor chung thu gần như giống với đặc tính đầu ra của transistor chung phát xạ. Sự khác biệt duy nhất là ở đây, trong trường hợp cấu hình chung thu, dòng điện đầu ra là dòng điện phát xạ thay vì dòng điện thu như trong trường hợp cấu hình chung phát xạ. Ở đây, cho một dòng điện cơ sở cố định, dòng điện phát xạ tăng tuyến tính với sự tăng lên của điện áp thu-phát xạ đến một mức nhất định của điện áp này, và sau đó dòng điện phát xạ gần như hằng số, không phụ thuộc vào điện áp thu-phát xạ. Mặc dù sẽ có sự tăng chậm của dòng điện phát xạ với điện áp thu-phát xạ như được hiển thị trong đường cong đặc tính dưới đây.