PHÂN CỰC HỒI TIẾP CỰC PHÁT (COLLECTOR-FEEDBACK BIAS)

TRANSISTOR –  CÁC  PHƯƠ NG  PHÁP  PHÂN C Ự C

9.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN CỰC TRANSISTOR

9.4.5. PHÂN CỰC HỒI TIẾP CỰC PHÁT (COLLECTOR-FEEDBACK BIAS)

Mạch phân cực hồi tiếp cực thu trình bày trong hình H9.55, trong đó điện trở cực nền được nối đến cực thu thay vì nối về nguồn áp VCC theo một số mạch phâncực khác đã trình bày.

Phương pháp hồi tiếp này tạo ra hiệu ứng “chỉnh cân bằng”

(offsetting) để duy trì ổn định điềm làm việc Q.

Khi dòng IC gia tăng sẽ tạo điện áp đặt ngang qua hai đầu điện trở RC gia tăng tươg ứng; làm điện thế tại cực thu VC giảm thấp.

Khi điện thế VC giảm, dẫn đến dòng IB giảm kéo theo IC giảm.

Tóm lại dòng IC cân bằng. Quá trình lý luận ngươc lại tương tự khi dòng IC giảm. Quá trình giải tích mạch phân cực hồi tiếp cực thu thực hiện như sau:

Áp dụng định luật Kirchhoff áp ta có quan hệ:

 

CC C C B B B BE

V R . I I R .I V (9.53)

HÌNH H 9.55

Thay quan hệ: B C

DC

I  I

 va (9.53) ta có:

  C

CC C C C B BE

DC

V R .I R R . I  V

     (9.54)

Suy ra:

 C B

CC C C BE

DC

R R

V R  .I V

 

  

  

 

Tóm lại:

 

CC BE

C

C B

C DC

V V

I R R

R

 

  

  

  

 

(9.55)

Áp VCE đặt ngang qua cực thu và phát được xác định theo quan hệ:

 

CC C C B CE

V  R . I I V (9.56)

Hay:

CE CC C C

DC

V V R . 1 1 .I

      (9.57)

Từ quan hệ (9.55) cho thấy dòng điện cực thu phụ thuộc vào các thông số DCvà VBE. Trong trường hợp C C B

DC

R R

R 

  và VCC VBE, dòng điện cực thu viết gần đúng theo dạng sau:

C CC C

I V

 R điều này cho thấy dòng IC trong điều kiện này không thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.

Tóm lại nếu mạch phân cực hồi tiếp cực thu thỏa các điều kiện vừa nêu thi điểm làm việc Q ổn định khi nhiệt độ thay đổi.

THÍ DỤ 9.17:

Xác định điểm làm việc của transistor trong mạch phân cực theo hình H9.56 khi nhiệt độ thay đổi. Biết rằng khi nhiệt độ thay đổi, nếu hệ số DCtăng từ 100 đến 125 thì áp VBE giảm từ 0,7 V đến 0,6 V.

GIẢI

Xác định điểm làm việc tại lúc  DC 100 và VBE  0,7 V: Áp dụng quan hệ (9.55) ta có:

  CC BE 

C 1

C B

C DC

V V 10 V 0,7V

I 0,769mA

10k 100k

R R 10k

R 100

 

  

        

    

 

  

 

HÌNH H 9.56

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009

Áp VCE đặt ngang qua cực thu và phát được xác định theo quan hệ:

  CC C C  

CE 1 DC

1 1

V V R . 1 .I 10V 10k . 1 .0,769mA 2,233V

100

   

            

Xác định điểm làm việc tại lúc  DC 125 và VBE 0,6 V:

  CC BE 

C 2

C B

C DC

V V 10 V 0,6V

I 0,864mA

10k 100k

R R 10k

R 125

 

  

        

    

 

  

 

  CC C C  

CE 2 DC

1 1

V V R . 1 .I 10V 10k . 1 .0,864mA 1,29V

125

   

            

Phần trăm thay đổi giá trị ICkhi DC tăng và VBE giảm do nhiệt độ thay đổi:

   

 

C 2 C 1 C

C 1

I I 0,864 0,769

I % .100 .100 12,35%

I 0,769

     

 

       

Phần trăm thay đổi giá trị VCEkhi DC tăng và VBE giảm do nhiệt độ thay đổi:

   

 

CE 2 CE 1 CE

CE 1

V V 1,29 2,233

V % .100 .100 42,23%

V 2,233

     

 

       

BÀI TẬP CHƯƠNG 9

BÀI TẬP 9.1

Trong hình H9.57, cho dòng điện IB  50 A và áp đặt ngang qua hai đầu điện trở RC là 5V . Xác định hệ số DC và hệ số DC.

ĐÁP SỐ:  DC 100 ;  DC 0,99

BÀI TẬP 9.2

Cho mạch phân cực transistor trong hình H9.58. Xác định :

a./ Các dòng điện IC; IB và IE. b. / Hệ số khuếch đại DC ĐÁP SỐ:

a./ IC  34,04mA; IB  702 A ; IE  34,74mA b./  DC 48,49

BÀI TẬP 9.3

Cho mạch phân cực transistor trong hình H9.59. Xác định :

a./ Các điện áp VCE; VBE và VCB.

b./ Transistor hoạt động trong vùng tuyến tính hay trong vùng bảo hòa.

ĐÁP SỐ: a./ IB  1,1mA; IC  55,13mA. VCE  5,1V; VCB  4,38 V.

BÀI TẬP 9.4

Cho mạch phân cực transistor trong hình H9.60. Xác định :

a./ Các điện áp VEC; VEB và VBC.

b./ Transistor hoạt động trong vùng tuyến tính hay trong vùng bảo hòa .

ĐÁP SỐ:

a./ IB  85,19 A ; IC 10,65mA. VEC  3,85 V; VBC  3,15 V. HÌNH H 9.57

HÌNH H 9.58

HÌNH H 9.59

HÌNH H 9.60

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009

BÀI TẬP 9.5

Cho mạch phân cực transistor trong hình H9.61. Xác định các dòng điện IC; IB và IE, biết

DC 0,98

  .

ĐÁP SỐ: IE  1,3mA; IC  1,274mA; IB 26 A

BÀI TẬP 9.6

Cho mạch phân cực transistor trong hình H9.62, cho  DC 100.Xác định :

a./ Các dòng điện IC; IB và IE. b./ Các điện áp VCE; VBE và VCB.

c./ Khi nhiệt độ gia tăng, nếu hệ số DCthay đổi từ 100 đến 150 và VBE thay đổi từ 0,7V đến 0,6 V tìm IC. ĐÁP SỐ:

a./ IE  930 A ; IB  9,21 A ; IC  921 A

b./ VCE  10,7 V; VCB  10 V c./ C C C

150 100

I I I 13 A

 

    

BÀI TẬP 9.7

Cho mạch phân cực transistor trong hình H9.63, cho  DC 100. Xác định :

a./ Các dòng điện IC; IB và IE. b./ Các điện áp VEC; VEB và VBC.

c./ Nếu hệ số DCthay đổi từ 100 đến 150 khi nhiệt độ gia tăng, tìm sự thay đổi của dòng IC.

ĐÁP SỐ: a./ IE  1,5mA; IB  14,85 A ; IC 1,485mA b./ VEC  8,7 V; VBC  8 V

BÀI TẬP 9.8

Cho mạch transistor trong hình H9.64.

a./ Xác định các giao điểm của đường tải DC với hệ trục tọa độ của đặc tuyến cực thu.

b./ Xác định điểm làm việc của transistor, biết hệ số khuếch đại  DC 50.

c./ Nếu muốn phân cực lại transistor với dòng IB  20 A , ta cần chỉnh nguồn áp VBB có giá trị bao nhiêu? Tính lại điểm làm việc.

HÌNH H 9.61

HÌNH H 9.62

HÌNH H 9.63

HÌNH H 9.64

BÀI TẬP 9.9

Cho mạch transistor trong hình H9.65, xác định:

a./ Các giao điểm của đường tải DC với hệ trục tọa độ của đặc tuyến cực thu.

b./ Điểm làm việc của transistor.

ĐÁP SỐ: a./ ICSAT  20,5mA; VCE SAT  8 V. b./ IC  6mA; VCE  5,66 V

BÀI TẬP 9.10

Cho mạch transistor phân cực dùng cầu phân áp theo hình H9.66.

a./ Khi áp dụng phương pháp giải tích mạch dùng điện trở nhận tương đương giữa cực nền và cực phát, nếu muốn RINbase 10.R2 thì hệ số khuếch đại DC của transistor là bao nhiêu?

b./ Với mạch hiện có trong hình H9.66, khi thay điện trở R2bằng biến trở VR2  15k, xác định giá trị cực tiểu của VR2làm transistor bảo hòa.

c./ Theo điều kiện của câu b, khi chỉnh biến trở VR2có giá trị là 2kΩ;

áp dụng các phương pháp phân tích mạch dùng tổng trở nhập và phương pháp thay thế tương đương Thévénin để định điểm làm việc của transistor.

BÀI TẬP 9.11

Cho mạch transistor phân cực dùng cầu phân áp theo hình H9.67, khi áp dụng phương pháp giải tích dùng mạch tương đương Thévénin để định điểm làm việc, xác định:

a./ Áp VTHvà điện trở tương đương RTH. b./ Điểm làm việc của transistor.

ĐÁP SỐ: a./ VTH  2,18 V; RTH 11,37k. b./ IC  1,33mA; VCE  4,74 V

BÀI TẬP 9.12

Cho mạch transistor phân cực dùng

cầu phân áp theo hình H9.68, khi áp dụng phương pháp giải tích dùng mạch tương đương Thévénin để định điểm làm việc, xác định:

a./ Áp VBđiện áp giữa cực nền xuống điểm Gnd chung của mạch.

b./ Điểm làm việc của transistor.

c./ Công suất tiêu tán trên transistor.

d./ Nếu tăng giá trị điện trở REgấp 2 lần giá trị hiện có, định lại điểm làm việc của transistor.

ĐÁP SỐ: a./ VB 10,41V b./ IC  1,56mA; VEC  8,3V c./ PD 13mW d./ IC  841 A ; VEC  9,53V

HÌNH H 9.65

HÌNH H 9.66

HÌNH H 9.67

HÌNH H 9.68

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009

BÀI TẬP 9.13

Cho mạch transistor phân cực cực nền theo hình H9.69, biết hệ số khuếch đại của transistor là  DC 110 tại nhiệt độ 25oC.

a./ Tính dòng IB, IC và áp VCE tại môi trường nhiệt độ 25oC.

b./ Mạch transistor trên được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ thay đổi từ 0oC đến 70oC. Biết hệ số khuếch đại khuếch đại DC giảm 50% tại 0oC và tăng lên 75% tại 70oC. Giả sử áp VBE không thay đổi theo nhiệt độ , khảo sát sự thay đổi dòng IC và áp VCE trong phạm vi nhiệt độ thay đổi từ 0oC đến 70oC.

ĐÁP SỐ: a./ IB  553,3 A ; IC  60,87mA; VCE  2,913V b./ Tại 0oC : IC  30,43mA; VCE  5,957 V

Tại 70oC : IC 106,52mA; VCE  1,65 V

BÀI TẬP 9.14

Cho mạch transistor phân cực cực phát theo hình H9.70, biết hệ số khuếch đại của transistor là  DC 100 .

a./ Tính điện thế tại các cực transistor so với điểm Gnd của mạch.

b./ Giả sử giá trị VBE  0,7 V cho trong đầu đề ở tại 25oC, khi nhiệt độ tăng lên 100oC giá trị VBE giảm theo hệ số : 2,5mV / Co . Nếu hệ số DC xem như không ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ, xác định sự thay đổi dòng IE.

c./ Khi nào có thể bỏ qua ảnh hưởng sự thay đổi DCtheo nhiệt độ trong mạch phân cực cực phát.

ĐÁP SỐ: a./ IB 17,6 A ; IC  1,761mA; IE 1,779mA; VCE  4,327V; VB  0,387 V;VE  1,087 V;VC  3,24 V

BÀI TẬP 9.15

Cho mạch transistor phân cực cực phát theo hình H9.71, biết hệ số khuếch đại của transistor là  DC 100 .

a./ Tính điện thế tại các cực transistor so với điểm Gnd của mạch.

b./ Tính công suất tiêu tán trên transistor theo điều kiện của câu a.

ĐÁP SỐ: a./ IB  149,6 A ; IC  16,455mA; IE 16,605mA; VCE  6,766 V; VB 1,496 V;VE  2,196 V;VC  4,57 V

b./ PD  111,33mW HÌNH H 9.69

HÌNH H 9.70

HÌNH H 9.71

BÀI TẬP 9.16

Cho mạch transistor phân cực cực nền có hồi tiếp theo hình H9.72, xác định:

a./ Điểm làm việc của transistor.

b./ Điện thế tại các cực transistor so với điểm Gnd của mạch c./ Tìm giá trị RCđể giảm dòng ICthấp xuông 25%.

d./ Công suất tiêu tán trên transistor tính theo câu a và c.

ĐÁP SỐ: a./IB 11,7 A ;IC  1,052mA;VCE  1,086 V; b./ VB  0,7 V;VE  0 V;VC  1,086 V

c./ RC  2521

d./ PD  1,14mW ; PD  0,78mW

HÌNH H 9.72

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009

CHƯƠNG 10