Giáo trình KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - Chương 4

Chương 4: Transistor mối nối lưỡng cựcTRANSISTOR MỐI NỐI LƯỠNG CỰCTransistor mối nối lưỡng cực (BJT) được phát minh vào năm 1948 bởi John Bardeen và Walter Brittain tại phòng thí nghiệm Bell (ở Mỹ). Một năm sau nguyên lí hoạt động của nó được William Shockley giải thích. Những phát minh ra BJT đã được trao giải thưởng Nobel Vật lí năm 1956. Sự ra đời của BJT đã ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển điện tử học. BJT ≡ Bipolar Junction Transistor ≡ Transistor mối nối lưỡng cực ≡ Transistor tiếp xúc lưỡng cực ≡ Transistor...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - Chương 4 Chương 4: Transistor mối nối lưỡng cực Chương 4 TRANSISTOR MỐI NỐI LƯỠNG CỰC Transistor mối nối lưỡng cực (BJT) được phát minh vào năm 1948 bởi John Bardeenvà Walter Brittain tại phòng thí nghiệm Bell (ở Mỹ). Một năm sau nguyên lí hoạt độngcủa nó được William Shockley giải thích. Những phát minh ra BJT đã được trao giảithưởng Nobel Vật lí năm 1956. Sự ra đời của BJT đã ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triểnđiện tử học. BJT ≡ Bipolar Junction Transistor ≡ Transistor mối nối lưỡng cực ≡ Transistor tiếpxúc lưỡng cực ≡ Transistor tiếp giáp hai cực ≡ Transistor lưỡng nối ≡ Transistor lưỡngcực.4.1. Cấu tạo – kí hiệu C C C N B B B P N E E E (a) (b) (c) Hình 4.1. Cấu tạo (a) – mạch tương đương với cấu tạo (b) – kí hiệu (c) của BJT loại NPN. C C C P B N VBB B PNP P E E E (a) (b) (c) Hình 4.2. Cấu tạo (a) – mạch tương đương với cấu tạo (b) – kí hiệu (c) của BJT loại PNP. BJT là một linh kiện bán dẫn được tạo thành từ hai mối nối P – N, nhưng có mộtvùng chung gọi là vùng nền. Tùy theo sự sắp xếp các vùng bán dẫn mà ta có hai loại BJT: NPN, PNP. 63 Chương 4: Transistor mối nối lưỡng cực Ba vùng bán dẫn được tiếp xúc kim loại nối dây ra thành ba cực: - Cực nền: B (Base) - Cực thu: C (Collector) - Cực phát: E (Emitter) Trong thực tế, vùng nền rất hẹp so với hai vùng kia. Vùng thu và vùng phát tuy cócùng chất bán dẫn nhưng khác nhau về kích thước và nồng độ tạp chất nên ta không thểhoán đổi vị trí cho nhau.4.2. Nguyên lí hoạt động IE IC e RE Rc IB e e - + --+ VEE Vcc Hình 4.3. Mạch khảo sát để giải thích nguyên lí hoạt động của BJT. Khi chưa có nguồn cấp điện VCC, VEE thì BJT có hai mối nối P –N ở trạng thái cânbằng và hàng rào điện thế ở mỗi mối nối duy trì trạng thái cân bằng này. Với hình 4.3, ta chọn nguồn VCC » VEE và trị số điện trở sao cho thỏa điều kiện: - Mối nối P – N giữa B và E (lớp tiếp giáp, lớp tiếp xúc JE) được phân cựcthuận. - Mối nối P – N giữa B và C (lớp tiếp giáp, lớp tiếp xúc JC) được phân cựcnghịch. - VBE đạt thế ngưỡng tùy loại BJT. Điện tử từ cực âm của nguồn VEE di chuyển vào vùng phát qua vùng nền, đáng lẽ trởvề cực dương của nguồn VEE nhưng vì: vùng nền rất hẹp so với hai vùng kia và nguồnVCC » VEE nên đa số điện tử từ vùng nền vào vùng thu, tới cực dương của nguồn V CC,một ít điện tử còn lại về cực dương của nguồn VEE. Sự dịch chuyển của điện tử tạo thànhdòng điện: - Dòng vào cực nền gọi là dòng IB. - Dòng vào cực thu gọi là dòng IC. - Dòng từ cực phát ra gọi là dòng IE. Ngoài ra, mối nối P – N giữa B và C được phân cực nghịch còn có dòng rò (rỉ) rấtnhỏ gọi là ICBO. 64 Chương 4: Transistor mối nối lưỡng cực 4.3. Hệ thức liên hệ giữa các dòng điện RC RE IC IE IB VEE VCC Hình 4.4. Mạch tương đương với hình 4.3 Sự dịch chuyển của các điện tử như trên cho thấy: IE = I B + I C ...