ứng dụng của điện tử công suất, chương 6 ppsx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.12 MB, 10 trang )
Chương 6: PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP
ÐI
ỆN THẾ
(Dc Bias With Voltage
F
ee
db
a
c
k
)
Ðây cũng là cách phân cực cải thiện ñộ ổn ñịnh cho hoạt ñộng của
BJT
2.5. MỘT SỐ DẠNG MẠCH PHÂN CỰC
KH
Á
C
Mạch phân cực bằng cầu chia ñiện thế và hồi tiếp ñiện thế rất
thông dụng. Ngoài
ra
tùy trường hợp người ta còn có thể phân cực
BJT theo các dạng sau ñây thông qua
các
bài tập áp
dụng.
2.5.1. Xác ñịnh V
C
, V
B
của mạch hình
2.6
2.5.2. Xác ñịnh V
CE
, I
E
của mạch hình
2.7
2.5.3. Xác ñịnh V
C
, V
B
, V
E
của mạch hình
2.8
2.6.
THIẾT
KẾ MẠCH PHÂN
C
Ự
C
Khi thiết kế mạch phân cực, người ta thường dùng các ñịnh luật
căn bản về
mạch
ñiện như ñịnh luật Ohm, ñịnh luật Kirchoff, ñịnh
lý Thevenin , ñể từ các thông số
ñã
biết tìm ra các thông số chưa
biết của mạch ñiện. Phần sau là một vài thí dụ mô tả
công
việc thiết
kế.
2.6.1. Thí dụ 1: Cho mạch phân cực với ñặc tuyến ngõ ra của
BJT như hình
2.9.
Xác ñịnh V
CC
, R
C
,
R
B
.
Từ ñường thẳng lấy ñiện: V
CE
=V
CC
-R
C
I
C
ta suy ra
V
CC
=20V
Ðể có các ñiện trở tiêu chuẩn ta chọn: R
B
=470KΩ; R
C
=2.4KΩ.
Chọn R
B
=1,2MΩ
2.6.3. Thiết kế mạch phân cực có dạng như hình
2.11
Ðiện trở R
1
, R
2
không thể tính trực tiếp từ ñiện thế
chân B và ñiện
thế
nguồn. Ðể mạch hoạt ñộng tốt, ta phải chọn R
1
,
R
2
sao cho có V
B
mong muốn và
sao
cho dòng qua R
1
, R
2
gần
như bằng nhau và rất lớn ñối với I
B
. Lúc
ñó
2.7.
BJT
HOẠT ÐỘNG NHƯ MỘT CHUYỂN
M
Ạ
CH
BJT không những chỉ ñược sử dụng trong các mạch ñiện tử
thông thường
như
khuếch ñại tín hiệu, dao ñộng mà còn có thể
ñược dùng như một ngắt ñiện
(Switch).
Hình 2.12 là mô hình căn bản
của một mạch ñảo
(inverter).
Ta thấy ñiện thế ngõ ra của V
C
là ñảo ñối với ñiện thế tín hiệu áp
vào cực nền
(ngõ
vào). Lưu ý là ở ñây không có ñiện áp 1 chiều phân
cực cho cực nền mà chỉ có ñiện
thế
1 chiều nối vào cực
thu.
Mạch ñảo phải ñược thiết kế sao cho ñiểm ñiều hành Q di chuyển
từ trạng
thái
ngưng dẫn sang trạng thái bảo hòa và ngược lại khi hiệu
thế tín hiệu vào ñổi trạng
thái.
Ðiều này có nghĩa là I
C
=I
CEO
≈
0
mA
kh
i
I
B
=
0
m
A
v
à
V
CE
=
V
CEsat
=
0
V
kh
i
I
C
=
I
Csat
(
t
h
ậ
t
r
a
V
CEsat
thay ñổi từ 0,1V ñến
0,3V)
- Ở hình 2.12, Khi V
i
=5V, BJT dẫn và phải thiết kế sao cho BJT
dẫn bảo
hòa.
Ở mạch trên, khi v
i
=5V thì trị số của I
B
là:
Thử ñiều kiện trên ta
thấy:
nên thỏa mãn ñể BJT hoạt ñộng trong vùng bảo
hòa.
- Khi v
i
=0V, I
B
=0µA, BJT ngưng và I
C
=I
CEO
=0mA; ñiện thế
giảm qua R
C
lúc
này
là 0V, do
ñó:
V
C
=V
CC
-
R
C
I
C
=5V
- Khi BJT bảo hòa, ñiện trở tương ñương giữa 2 cực thu-phát
là:
Nếu coi V
CEsat
có trị trung bình khoảng 0,15V ta
có:
Như vậy ta có thể coi
R
sat
#0
Ω
khi nó ñược mắc nối tiếp với ñiện
trở hàng KΩ.
- Khi v
i
=0V, BJT ngưng, ñiện trở tương ñương giữa 2 cực thu-
phát ñược ký
hiệu
là
R
cut-off
Kết qủa là giữa hai cực C và E tương ñương với mạch
hở
Thí dụ: Xác ñịnh R
C
và R
B
của mạch ñiện hình 2.15 nếu
I
Csat
=10mA
Khi bảo
hòa:
Ta chọn I
B
=60µA ñể ñảm bảo BJT hoạt ñộng trong vùng bảo
hòa
Vậy ta thiết kế: R
C
=1KΩ
R
B
=150KΩ
Trong thực tế, BJT không thể chuyển tức thời từ trạng thái
ngưng sang trạng
thái
dẫn hay ngược lại mà phải mất một thời gian.
Ðiều này là do tác dụng của ñiện dung
ở
2 mối nối của
BJT.
Ta xem hoạt ñộng của BJT trong một chu kỳ của tín hiệu (hình
2.16)
- Khi chuyển từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn,
BJT phải mất một
thời
gian
là:
t
on
=t
d
+t
r
(
2.14)
t
d
: Thời gian từ khi có tín hiệu vào ñến khi IC
tăng ñược 10% giá trị cực
ñại t
r
:
Thời gian ñể IC tăng
từ 10% ñến 90% giá trị cực
ñại.
- Khi chuyển từ trạng thái dẫn sang trạng thái ngưng,
BJT phải mất một
thời
gian
là:
t
off
=t
s
+t
f
(2.15)
t
s
: Thời gian từ khi mất tín hiệu vào ñến khi IC còn 90% so
với trị cực
ñại
t
f
: Thời gian từ khi I
C
90% ñến khi giảm còn 10% trị cực
ñại.
Thông thường t
off
>
t
on
Thí dụ ở 1 BJT bình
thường:
t
s
=120ns
;
t
r
=13ns
t
f
=132ns
;
t
d
=25ns
Vậy: t
on
=38ns ;
t
off
=132ns
So sánh với 1 BJT ñặc biệt có chuyển mạch nhanh như
BSV 52L ta
thấy:
t
on
=12ns; t
off
=18ns. Các BJT này ñược gọi là transistor
chuyển mạch
(switching transistor)
