Tìm hiểu Transitor (BJT) và phân tích ứng dụng của nó trong mạch dao động đa hài (P1)

Bài viết liên quan

Kiến thức cơ bản về BJT:

Transistor lưỡng cực, Tranzito lưỡng cực nối hay BJT (Bipolar junction transistor) là các tên gọi đầy đủ của transitor

a. Giới thiệu:

Cấu tạo:
* Gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N.
* Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực:
+ Lớp giữa gọi là cực gốc hay cực nền (Base) ký hiệu là B.
+ Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter) ký hiệu là E và cực thu hay cực góp (Collector) ký hiệu là C.

Ký hiệu và phân loại:
+ Có 2 loại BJT đó là NPN và PNP với ký hiệu như sau:

Cách phân biệt khi mua BJT: khi mua thường sẽ gặp các loại sau:
+ Transistor phổ biến: ký hiệu là A..., B..., C..., D... Ví dụ A564, B733, C828, D1555
- A và B là Transistor thuận PNP, thường có công suất nhỏ và tần số làm việc cao.
- C và D là Transistor ngược NPN, thường có công suất lớn và tần số làm việc thấp hơn.
+ Transistor ký hiệu là 2N... ví dụ 2N3055, 2N4073 vv...
* Ngoài ra còn một số loại khác ít phổ biến hơn.

b. Cách đọc chân BJT trên Datasheet:
* Do trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại BJT nên để tránh khỏi sự nhầm lẫn trong việc xác định đúng các chân của BJT thì cần biết cách đọc chân BJT trên Datasheet.
* Datasheet là tập hợp toàn bộ các thông tin dữ liệu về một con linh kiện điện tử cụ thể nào đó (IC, transistor, vi điều khiển,…), nó thường được lưu dưới dạng file PDF và có thể dễ dàng tìm thấy các file này khi search đúng tên linh kiện đó trên google.

Ví dụ: Khi mở file Datasheet của con C1815 lên, sẽ thấy có một
phần như hình bên. Lúc này chỉ cần cầm con BJT lên, đặt nó theo đúng hướng mà trong hình chú thích sẽ đọc được thứ tự chân.

c. Phân cực cho BJT:
* BJT thường có nhiều chế độ phân cực (hay còn gọi là nhiều mode hoạt động).
* Trong phần này ta chỉ tập trung vào việc phân cực cho BJT ở chế độ ON-OFF (hay còn gọi là chế độ bão hòa – tương đương chức năng một công tắc điện tử - Switch) → Thường dùng nhất (còn có các chế độ hoạt động khác sẽ đề cập sau này)

Kiến thức cần biết:
* VBE= 0.5 ~ 0.7V (điện áp mối nối B-E khi được phân cực)
* VCesat= 0.1 ~ 0.3V (xem như 0V - đây là điện áp trên mối nối C-E khi BJT ở trạng thái bão hòa)
*  IC = βDC * IB <=> IB = IC /βDC
CTrong đó:
IC là dòng trên cực C, IB là dòng trên cực B, IE là dòng trên cực E
βDC là hệ số khuếch đại DC của BJT (thông số có trong datasheet linh kiện).

Trong chế độ ON-OFF này, BJT sẽ có 2 giai đoạn: 1 giai đoạn ON và 1 giai đoạn OFF. Để thuận tiện, ta xét mạch như hình bên:

* Giai đoạn OFF (tức là BJT hở mạch hay nói rõ hơn là mối nối C-E hở mạch):
→ Điều kiện để xảy ra giai đoạn này là IB = 0 <=> Vi = 0V.
→ Chỉ cần để hở mạch, không cấp gì vào chân B tức là BJT đã ở chế độ OFF.

* Giai đoạn ON:

→ Khi ở giai đoạn này, BJT sẽ dẫn bão hòa hay nói rõ hơn là mối nối C-E ngắn mạch <=> VCE = VCesat ≈ 0V. Do đó điện trở mối nối C-E sẽ là R ≈ 0 Ohm. Dòng IC sẽ đạt cực đại và bằng ICsat trong giai đoạn này.
→ Điều kiện để xảy ra giai đoạn này là: IB > ICsat / βDC

** Hướng dẫn cách chọn điện trở RC và RB để phân cực cho BJT ở chế độ bão hòa:
Ví dụ: Để cấp dòng cho LED sáng thì ta cần từ 4mA - 10mA (ta mắc LED ở chân C), ở đây ta chọn IC = 5mA cho dễ tính toán.

* Xét vòng A, ta có công thức sau: RC = (VCC - VCE)/IC = 1k (Với VCE = 0V, VCC = 5V). → IB > IC /βDC = 40 uA = IB min (Điều kiện để BJT bão hòa).
* Xét vòng B, ta có công thức sau: RB = (Vi - VBE)/ IB < (Vi - VBE)/ IB min = 107,5k. → Chỉ cần chọn giá trị RB nhỏ một chút, khoảng từ 1k - 10k là BJT đã hoạt động ở chế độ bão hòa.

Xem tiếp phần 2 về ứng dụng của BJT trong mạch dao động đa hài tại đây.

Chia sẻ bài viết