Chương 2: TRANSISTOR CÔNG SUẤT 1. Cấu tạo. Transistor được cấu tạo bởi 3 lớp bán dẫn như hình vẽ : C E C E B B Cực phát E(emitter) Cực nền B(base) Cực thu C (collector) Có 2 loại transistor : NPN, PNP. Ký hiệu : T, TRANSISTOR hay Q. 2. Nguyên lý hoạt động. Transistor làm việc khi ta đã phân cực, nó có thể làm việc ở ba trạng thái : dẫn, ngắt và bảo hoà. a . Transistor NPN. Về cấu tạo được xem như hai diode ghép ngược (hình I.2a). Transistor sẽ dẫn điện khi nó được cung cấp điện thế các cực, lúc đó diode BE được phân cực thuận và diode BC được phân cực nghòch. Hình I.5 Cấu tạo của transistor loại PNP. P C E B C E P N P B Phân cực thuận Phân cực nghòch - + Phân cực thuận - + - N Phân cực nghòch + + - - Hình I.7 Cấu tạo của transistorvẽ bằng diode. DIODEDIODE DIODE DIODE P N P N P N B E C B C E NPN PNPPNP Hình I.6 Cấu tạo của transistor loại PNP. Transistor PNP về cấu tạo được xem như hình I2b. Nó sẽ dẫn khi được cung cấp điện thế các cực và lúc này diode BE được phân cực thuận, diode BC được phân cực nghòch. Lưu ý : Không nhất thiết hai diode nối tiếp ngược nhau thì hiện được chức năng của Transistor. Vì khi đó không có tác dụng tương hổ lỗ nhau của hai tiếp giáp P-N. Transistor loại NPN Ở chế độ khuếch đại thì : I c =  I b V ce =V cc –I c R c 3. Đặc tuyến làm việc của Transistor. a. Đặc tuyến tónh :Uce =f(Ic). Để cho khi Transistor dẫn, điện áp sụt bên trong có giá trò nhỏ và phải cho nó làm làm việc ở chế độ bảo hoà, tức là I b phải đủ lớn để I c cho điện áp sụt V ce nhỏ nhất. Uce 400 Vùng tuyến tính 300 Vùng gần bảo hòa 200 1 Vùng bảo hòa 0 10 20 30 Ic Ic b. Đặc tuyến ngỏ vào : I b /U be . Đặc tuyến I b /U ce có dạng giống như điện tuyến của diode, sau khi điện thế U be tăng đến trò số điện thế thềm U thì bắt đầu có dòng điện I b và dòng điện I b cũng tăng lên theo hàm số mũ như Hình I.8 Đặt tuyến tónh của transistor. dng điện I d của diode. Cứ mỗi điện thế U be thì dòng điện I b có trò số khác nhau. I B (A) 0 U Umax Ube c. Đặc tuyến ngỏ ra : I c /U ce . Khi điều chỉnh nguồn V cc thì dòng điện I c tăng nhanh và sau khi đặt trò số I c =I b thì gần như I c không thay đổi mặc dù V ce tiếp tục tăng cao. Muốn dòng điện I c tăng cao hơn thì phải tăng phân cực B để có I b tăng cao hơn, khi đó dòng I c sẽ tăng theo V ce trên đường đặc tuyến cao hơn. Ic(mA) I B5 I B4 I B3 I B2 Hình I.9 Đặt tuyến ngỏ vào của transistor. I B1 0 Uce 4. Các thông số kỹ thuật của Transistor. a . Độ khuyết đại dòng điện  : Độ khuyết đại dòng điện  của Transistor thật ra không phải là một hằng số  max mà  có trò số thay đổi theo dòng điện I c . Ic 0 Khi dòng điện I c nhỏ thì  thấp, dòng điện I c tăng thì  tăng đến giá trò cực đại  max nếu tiếp tục tăng I c đến mức bảo hoà thì  lại giảm. a. Điện thế giới hạn : Điện thế đánh thủng BV (Breakdown Voltage) là điện thế ngược tối đa đặt vào giữa các cặp cực, nếu quá điện thế này thì Transistor sẽ bò hư. có ba loại điện thế giới hạn : * BV CEO điện thế đánh thủng giữa C và E khi cực B hở. * BV CBO điện thế đánh thủng giữa cực C và B khi cực E hở. * BV EBO điện thế đánh thủng giữa E và B khi cực C hở. Hình I.11 Đặt tuyến khuếch đại dòng. Hình I.10 Đặc tuyến ngỏ ra của transistor. * U CEsat điện áp U CE khi Transistor dẫn dòng bảo hoà. b. Dòng điện giới hạn : Dòng điện qua Transistor phải được giới hạn ở một mức cho phép, nếu quá trò số này thì Transistor sẽ bò hư. Ta có I Cmax là dòng điện tối đa ở cực C và I Bmax là dòng điện tối đa ở cực B. c. Công suất giới hạn : Khi có dòng điện qua Transistor sẽ sinh ra một công suất nhiệt làm nóng Transistor, công suất sinh ra được tính theo công thức : P T = I C U CE Mỗi transistor đều có một công suất giới hạn gọi là công suất tiêu tán tối đa P Dmax (Dissilution). Nếu công suất sinh ra trên BJT lớn hơn công suất P Dmax thì BJT sẽ bò hư. d. Tần số cắt : Tần số cắt (f cut-off) là tần số mà BJT hết khả năng khuếch đại, lúc đó điện thế ngỏ ra bằng điện thế ngỏ vào. 5. Tổn hao BJT. Trong lúc chuyển mạch, điện áp trên các cực và dòng điện của BJT lớn, tích của điện áp với dòng điện và thời gian chuyển mạch tạo nên tổn hao năng lượng trong một lần chuyển mạch. Công suất tổn hao chính xác do chuyển mạch là hàm số của các thông số của mạch phụ tải và dạng biến thiên của dòng điện gốc. 6. Ứng dụng : * Dùng để làm nhiệm vụ khuếch đại trong các mạch khuếch đại. * Làm nhiệm vụ đóng, ngắt trong các nguồn xung. Tóm lại BJT rất thông dụng và có mặt trong hầu hết các mạch điện. . bằng điện thế ngỏ vào. 5. Tổn hao BJT. Trong lúc chuyển mạch, điện áp trên các cực và dòng điện của BJT lớn, tích của điện áp với dòng điện và thời gian chuyển. C và I Bmax là dòng điện tối đa ở cực B. c. Công suất giới hạn : Khi có dòng điện qua Transistor sẽ sinh ra một công suất nhiệt làm nóng Transistor, công