Các phương pháp Phân cực cho BJT

Bài viết liên quan

Phân cực cho BJT

• Cung cấp điện áp một chiều cho các cực của BJT.
• Xác định chế độ họat động tĩnh của BJT.
• Chú ý khi phân cực cho chế độ khuếch đại:
  Tiếp xúc B-E được phân cực thuận.
  Tiếp xúc B-C được phân cực ngược.
• Vì tiếp xúc B-E như một diode, nên để phân cực cho BJT,
  yêu cầu
  Đối với BJT Ge: Vγ~0.3V
  Đối với BJT Si: Vγ~0.6V

Đường tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh của BJT

• Đường tải tĩnh được vẽ trên đặc tuyến tĩnh của BJT. Quan hệ: 
• Điểm làm việc tĩnh nằm trên đường tải tĩnh ứng với khi không có tín hiệu vào (xác định chế độ phân cực cho BJT).
• Điểm làm việc tĩnh nằm càng gần trung tâm KL càng ổn định.

Phân cực bằng dòng cố định
- Xét phân cực cho BJT NPN
- Áp dụng KLV cho vòng I: IB=(VB-UBE)/RB.
- Áp dụng KLV cho vòng II: UCE=VCC-ICRC.

Xác định điểm làm việc tĩnh:
 Phương trình tải tĩnh:
- VCC=ICRC+UCE.
Là phương trình đường thẳng.
UCE=0, IC=VCC/RC.
IC=0, UCE=VCC.
 Điểm làm việc tĩnh:
Giao điểm giữa đường tải tĩnh với đặc tuyến BJT của dòng IB phân cực.

Tính ổn định nhiệt

•  Khi nhiệt độ tăng,tăng, điểm làm việc di chuyển từ A sang A’. BJT dẫn càng mạnh, nhiệt độ trong BJT càng tăng, càng làm tăng lên nữa.
•  Nếu không tản nhiệt ra môi trường, điểm làm việc có thể sang A’’ và tiếp tục.
•  Vị trí điểm làm việc thay đổi, tín hiệu ra bị méo.
•  Trường hợp xấu nhất có thể làm hỏng BJT.

Ví dụ
 Cho mạch như hình vẽ, với VBB=5V, RBB=107.5kΩ, β=100, RCC=1kΩ, Vγ=0.6V, VCC=10V.
 Tìm IB, IC, VCE và công suất tiêu tán của BJT.
 Xác định điểm làm việc tĩnh của BJT.

Tìm IB, IC, VCE và công suất tiêu tán của BJT.
 Để BJT họat động ở chế độ khuếch đại, chọn UBE=Vγ
 Áp dụng KLV cho nhánh B-E:
IB=(VB-UBE)/RBB~40µA.
IC= βIB=4mA
 Áp dụng KLV cho nhánh C-E:
UCE=VCC-ICRC=6V

Công suất tiêu tán BJT:
P=UCE.IC=24mW.

Xác định điểm làm việc tĩnh:
Phương trình tải tĩnh:
VCC=ICRC+UCE. Là phương trình đường thẳng.
UCE=0, IC=VCC/RCC=10mA.
IC=0, UCE=VCC=10V.
Điểm làm việc tĩnh:
Giao điểm giữa đường tải tĩnh với đặc tuyến BJT của dòng IB phân cực (40µA).
Điểm làm việc nằm gần giữa đường tải tĩnh, mạch tương đối ổn định.

Phân cực bằng điện áp hồi tiếp
Áp dụng KLV cho vòng I: IB=(UCE-UCE)/RB.
Áp dụng KLI cho nútC: I=IB+IC=IE.

Áp dụng KLV cho vòng II: UCE=VCC-IRC.

Xác định điểm làm việc tĩnh:
 Phương trình tải tĩnh:
VCC=IRC+UCE=ICRC/α+UCE. Là phương trình đường thẳng.
UCE=0, IC= α VCC/RC.
IC=0, UCE=VCC.
 Điểm làm việc tĩnh:
Giao điểm giữa đường tải tĩnh với đặc tuyến BJT của dòng IB phân cực.

Tính ổn định nhiệt
 Khi nhiệt độ tăng, IC tăng từ ICA sang ICA', điểm làm việc di chuyển từ A sang A’.
UCE giảm xuống UCEA'.
 Mà IB=(UCE-UBE)/RB. Nên IB và UBE giảm, dẫn đến IC giảm trở lại.
 Điểm làm việc từ A’ lại trở về A.
 Mạch ổn định nhiệt.

- Hồi tiếp: Lấy 1 phần tín hiệu ngõ ra, đưa ngược về ngõ vào.
- Hồi tiếp dương: Tín hiệu đưa về cùng pha với ngõ vào. Ứng dụng trong mạch dao động.
- Hồi tiếp âm: Tín hiệu đưa về ngược pha với ngõ vào. dùng để ổn định mạch. Giảm hệ số khuếch đại.

Mạch hồi tiếp âm điện áp bằng cách lấy điện áp UCE đưa về phân cực UBE cho BJT.
Mạch ổn định nhiệt nhưng hệ số khuếch đại giảm.
Khắc phục:
 Tách RB thành 2 điện trở và nối với tụ C xuống masse.
 Tụ C gọi là tụ thoát tín hiệu xoay chiều.
 Tín hiệu đưa về thoát xuống masse theo tụ C mà không được đưa về cực B của BJT

Phân cực tự động
Áp dụng định lý nguồn tương đương Thevenin để đơn giản.
Ngắn mạch điểm B:

Inm=VCC/RB1.

Hở mạch điểm B:

Uhm=VCC/(RB1+RB2) = VB.

Rng=Uhm/Inm

Rng=RB1RB2/(RB1+RB2)=RB1//RB2=RB.

Ta có mạch tương đương như bên cạnh:
Áp dụng KLV cho nhánh B-E: 
VB – IB.RB -UBE – IE.RE = 0.

Mà: IE = IB + IC = IB + βIB= (1+ β)IB

Suy ra: IB=(VB-UBE)/(RB+(1+ β)RE)

Áp dụng KLV cho nhánh C-E:
VCC=ICRC+UCE+IERE
Với IE= IC/α
Thay vào, ta được:
VCC=(RC+ RE/α)IC+UCE.
Với: α =β/(1+ β)

Xác định điểm làm việc tĩnh:
 Phương trình tải tĩnh:
VCC=IC(RC+RE/α)+UCE.
Là phương trình đường thẳng.
UCE=0, IC= αVCC/(αRC+RE).
IC=0, UCE=VCC.
 Điểm làm việc tĩnh:
Giao điểm giữa đường tải tĩnh với đặc tuyến BJT của dòng IB phân cực.

Tính ổn định nhiệt
 Khi nhiệt độ tăng, IC tăng từ ICA sang ICA', điểm làm việc di chuyển từ A sang A’. IC tăng làm IE tăng
 Mà VB= IB.RB +VBE + IE.RE. Nên IB và VBE giảm, dẫn đến IC giảm trở lại. Điểm làm việc từ A’ lại trở về A.
 Mạch ổn định nhiệt.

Mạch ổn định nhiệt bằng hồi tiếp âm dòng điện emitter qua RE.
RE gọi là điện trở ổn định nhiệt.
RE càng lớn thì mạch càng ổn định.
Là mạch được dùng nhiều nhất.
Tuy nhiên, hồi tiếp âm làm giảm hệ số khuếch đại.
Khắc phục: Mắc CE//RE. CE: tụ thoát tín hiệu xoay chiều.

Chia sẻ bài viết