Giáo trình Linh kiện điện tử và vi mạch điện tử: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn giáo trình "Linh kiện điện tử và vi mạch điện tử" trình bày các nội dung: Transistor lưỡng cực (Bipolar junction transistor - BJT), transistor trường (Field efect transitor fet), transistor tiếp giáp (Uni junction transistor ujt) và các loại transistor đặc biệt. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Linh kiện điện tử và vi mạch điện tử: Phần 2 C hương V T R A N S IS T O R LƯ Ỡ N G c ự c (,B IP O L A R J U N C T IO N T R A N S IS T O R - B J T )5.1. C Á U T Ạ O VÀ K Ý H IỆ U Transitor lưỡng cực tính, thường gọi tắt là B J T (B ipolar JunctionTransistor), là loại bán d ẫn ba cực có thể khuếch đại tín hiệu hoặchoạt động như khóa đóng mở. Vì nó sử dụng c ả hai loại h ạt dẫn: lỗ vòđiện lữ, nên gọi là loại lưỡng c ực tính. BJT được che tạo từ m ột tinh th ế bán dẫn c ó ba m iên ph a tạpkhác nhau để hình thành liai vùng tiếp x ú c P -N rất g ần nliau, phâncực ngược nliaiL M iền giữa khác kiểu dẫn điện với hai m iền hai bên,nên la có hai loại BJT: PN P và N P N (hình 5.1). Hình 5.1. K ý hiệu và cấu tạo củ a các BJT N PN và PNP Ba miền hình thành ba cực: cự c B (base) hay cực g ố c à miềngiữa, cực E (emitter) hay cự c p lìá l , và c ự c c (collector) h ay c ự c góp. Miền B rắt mòng, c ô nhỏ hơn u m , đ ư ợc p h a tạp ít. M iền E cónông độ tạp chát lớn nhất (N4- p +) qó k hả năng phun các hạt dẫn vàorrúền B. M iền c có nồng độ tạp cliẳt thấp hơn, như ng có bề dày lớnnhất, có khả nâng ihu lất cả các hạt dẫn từ m iền E phun vào miền B. Trong hai vùng tiếp xúc P -N , tiếp xúc B -E đ ư ợc ký hiệu là JE, vàtiếp xúc B-C được ký hiệu là J o Ký hiệu một số loại B JT được trình bày trên hình 5.2. H ìn h 5.2 . K ý h iệ u m ộ t số loại B JT a, b ) K ý liiệu c h u n g cù a B J T lo ạ i N P N và P N P c, d ) K ý liiệu B J T D arlington đ ,e ) K ý h iệu B J T D a rlin g to n c ó đ iổ t C -E g, h) K ý h iệu B J T D a rlin g to n c ó đ iố t C -E v à c á c đ iệ n t r ở B -E5.2. N G U Y Ê N L Ý L À M V I Ệ C V À T Í N H C H Á T K H U É C H Đ Ạ ICỦA B JT 1. N g u y ê n lý là m việc c ủ a B J T X é t s ự h o ạ t đ ộ n g c ủ a B JT loại N P N m ắ c th eo s ơ đ ồ B c h u n g vẽtrên hình 5.3: !■•£/, E ĩ - là ng u ồ n p h ân c ụ c . E | khoảng v à i v ô n , E 2CƠ 5-2 0 V . E |phân c ụ c Ihuận c h o tiếp x úc Je, E 2 p h ân c ụ c ng ư ọ c c h o tiế p xú c J c . R e, R c - là đ iện trở p h ân c ụ c c h o c ụ c E , và c ụ c c RcCÒn g ọ i làđiện trở tải m ộ t c h iều c ủ a c ụ c c . K hi c h u a c ó ngu ồ n E i, E ỉ : J e hẹp , J c rộ n g h ơ n . M ỗ i v ù n g tồ n tạim ột E r (h ư ớ n g từ N sa n g P ) tư ơng ứ n g với m ộ t đipn á p tiếp x ú c (V *)như m ộ t h àn g rà o thể, d u y trì trạn g thái c â n b ằ n g ở h a i tiếp xú c giũađòng trôi và d ò n g khuếch tán. D o đó, d ò n g tổ n g h ợ p (Ix) q u a tiếp xúcJ e, và J c b àn g 0. 117 Khi có nẹnồn £ ;. Jc được phân c ự c ngược. H àng rà o điện ihéị„ t và En cũa Jc lãng, điện trờ cù a Jc tăng lớn. D o đó. dòng đ iện quaticp xúc B-C sẽ rất nhò. ký hiệu là le m và gọi là d ò ng n gư ợc colector. Khi thêm ngu ồ n £/.- Jg được phân c ự c th u ận . E,x củ a JE giảm ,hàns rào điện ihế (Y u ) iro n g Je g iâ m (so vớ i trạng thái c ân băng).Do đ ó. xây ra h iện lư ợ n ẹ p h u n h ạ t d ẫn: e từ m iền N* (m ien E ) trànqua m iền p (m ien B ), lỗ từ m iền p (m iền B ) tràn q u a m iên N*(miền E). các hạt d ẫ n tiế p tục k h u ẽch tán v à c h ú n g sẽ tái h ợ p nhauirẽn đường k huếch tán. Do miền B rất m òng và có nồng đ ộ hạt d ẫ n rất thấp so với m iền E(n, miển E » Pp miền B) nên số lượng e phun từ E sang B bị tái hợprất nhỏ. còn đa sồ e vượt qua m ien B đ en tiếp x úc J c bị điện trườngtrong cũa Jc hút v ề p h ía cự c c tạo n ên d ò n g Ic (dòng d iện colectơ). Gọi / f là d ò n g e m itơ , tư ơng ứ n g v ó i tổ n g sổ e p hát r a từ m iềnE sang miền B thì d ò n g lc tư ơng ứ n g với số đ iệ n tử đến đư ợ c c ự c csc bans: lc = a ỉ£ (5-1) So lượng diện Ị ừ đến đirợc a rc c Ic (5 2) Tong so điện lử p liú l ra tìrc ự c E Ie a *’I i ệ s o tru yền đ ạ t d ò n g điện c ự c p h á t, còn gọi là h ệ sốkhuếch đ ại d ò n g Ỉ£ tĩn h . T hông thường a = 0 ,9 5 -t0 ,9 9 . Dòng điện tổng trong m ạch c o lectơ gồm 2 thành phần: /c = a l e + /c so v (5-3) I cbo - dòng điện n gư ợc a i a J c “• Ở Illicit B : M ột số lỗ (Pp) phun sang m iền N* (m iền E) và bị táiIh»P nên thiếu điện tích +. Vì vậy, các đ iện lích + cùa nguồn E | dịchdw ycn vào m iên B tao ncn dòng đ iện trong m ạch base lu (đế bù lại).118 D ự a v à o đ ịn li luật d ò n s đ iện đ iẻ m núL s u y ra : / £ = / * + lc (5-4) T rong đ ó th ư ờ n g . /« « /c và I E 2. T in h c h ấ t k h u ế c h đ ạ i c ù a B J T T ừ biểu Ihức (5 -4 ) n h ận thấy: ...