Dien tu-tuong-tu

Bài giảng Kỹ thuật điện tử tương tự
§1. CHẤT BÁN DẪN NGUYÊN CHẤT VÀ CHẤT BÁN DẪN TẠP CHẤT
1. Chất bán dẫn nguyên chất (chất bán dẫn thuần)
Hai chất bán dẫn thuần điển hình là Si (14) và Ge (32), chúng có đặc điểm chung là ở
lớp ngoài cùng đều có bốn điện tử hoá trị. Ta xét nguyên tử Si trong mạng tinh thể .
Khi vật liệu Si đƣợc chế tạo thành
tinh thể thì từ trạng thái xắp xếp lộn
xộn chúng trở thành trạng thái hoàn
toàn trật tự. Khi đó khoảng cách giữa
các nguyên tử cách đều nhau.
- Bốn điện tử lớp ngoài cùng của
một nguyên tử không những chịu sự
ràng buộc với hạt nhân của chính
nguyên tử đó mà còn liên kết với bốn
nguyên tử đứng cạnh nó, hai nguyên tử đứng cạnh nhau có một cặp điện tử góp
chung.
- Mỗi một điện tử trong đôi góp chung vừa chuyển động xung quanh hạt nhân của
nó vừa chuyển động trên quỹ đạo của điện tử góp chung. Sự liên kết này đƣợc gọi là
liên kết đồng hoá trị.
Ở nhiệt độ xác định, do chuyển động nhiệt, một số điện tử góp chung dễ dàng
tách khỏi mối liên kết với hạt nhân để trở thành các điện tử tự do, đó là hạt dẫn điện tử.
- Khi một điện tử tách ra trở thành điện tử tự do thì để lại một liên kết bị khuyết (lỗ
trống). Khi đó các điện tử góp chung ở đôi kề cạnh dễ dàng bị rơi vào lỗ trống đó tạo
thành sự di chuyển của các điện tử góp chung. Sự di chuyển này giống nhƣ sự di
chuyển của các điện tích dƣơng, đó là sự di chuyển của lỗ trống.
Nhƣ vậy, lỗ trống cũng là loại hạt mang điện. Khi đặt một điện trƣờng lên vật
liệu bán dẫn thì xuất hiện hai thành phần dòng điện chạy qua nó: thành phần dòng điện
do các điện tử tự do chuyển động có hƣớng và thành phần dòng điện lỗ trống do điện
tử góp chung dịch lấp lỗ trống. Điện tử tự do mang điện âm, lỗ trống mang điện
dương.
Các điện tử chuyển động ngƣợc chiều với véc tơ cƣờng độ điện trƣờng còn các lỗ
trống thì chuyển động cùng chiều tạo nên dòng điện trong chất bán dẫn.
Si Si Si
Si Si Si
Si Si Si
Lỗ trống
Điện tử tự do
Liên kết đồng hoá trị

* Nhƣ vậy: Bán dẫn mà dẫn xuất đƣợc thực hiện bằng cả hai loại hạt mang điện (điện
tử tự do và lỗ trống) có số lƣợng bằng nhau đƣợc gọi là chất bán dẫn thuần (bán dẫn
nguyên chất).
2. Chất bán dẫn tạp chất
Để nâng cao tính dẫn điện trong vật liệu bán dẫn, ta thực hiện pha thêm tạp chất
vào chất bán dẫn nguyên chất, gọi là chất bán dẫn tạp.
2.1. Chất bán dẫn tạp loại P
Ta pha thêm tạp chất là những nguyên tố thuộc nhóm III trong bảng tuần hoàn
(Ga, In…) vào trong mạng tinh thể của nguyên tử Si. Khi đó trong mạng tinh thể, một
số nguyên tử Ga sẽ thay thế vị trí một số nguyên tử Si, ba điện tử hoá trị của Ga sẽ
tham gia vào ba mối liên kết với ba nguyên tử Si bên cạnh, còn mối liên kết với
nguyên tử Si thứ tƣ bị thiếu một điện tử đƣợc coi nhƣ một lỗ trống. Các mối liên kết bị
thiếu một điện tử này dễ dàng đƣợc lấp đầy bởi một điện tử đƣợc bắn ra từ các mối
liên kết bên cạnh bị phá vỡ, nhƣ vậy lỗ trống có thể di chuyển đƣợc, tạo thành dòng
điện.
- Khi nhiệt độ tăng lên số mối
liên kết bị phá vỡ càng nhiều làm cho
số lƣợng điện tử tự do và lỗ trỗng
tăng. Nhƣng ở bán dẫn có pha thêm
các tạp chất thuộc nhóm III thì số
lƣợng các lỗ trống bao giờ cũng lớn
hơn số lƣợng các điện tử tự do.
* Nhƣ vậy:
Vật liệu bán dẫn mà dẫn xuất được thực hiện chủ yếu bằng các lỗ trống gọi là chất
bán dẫn tạp loại P. Lỗ trống gọi là hạt dẫn điện đa số. Điện tử tự do là hạt dẫn điện
thiểu số.
2.2. Chất bán dẫn tạp loại N
Ta pha thêm các nguyên tố thuộc nhóm V trong bảng tuần hoàn (As, P…) vào
trong cấu trúc mạng tinh thể của nguyên tử Si. Khi đó một số nguyên tử P sẽ thay thế
một số vị trí nguyên tử Si trong mạng tinh thể.
Si Si Si
Si Ga
a
Si
Si Si Si
Lỗ trống
Điện tử tự do
Cặp điện tử tự do-lỗ trống
+3

Nguyên tử P có năm điện tử hoá
trị, bốn trong năm điện tử hoá trị sẽ
tham gia vào bốn mối liên kết với bốn
nguyên tử Si đứng xung quanh nó, còn
điện tử hoá trị thứ năm không tham
gia vào mối liên kết nào mà chịu sự
ràng buộc rất yếu với hạt nhân, chúng
dễ dàng tách khỏi mối liên kết với hạt
nhân để trở thành các điện tử tự do và
sẽ tham gia vào việc vận chuyển dòng
điện.
Khi nhiệt độ tăng lên, số mối liên kết bị phá vỡ càng tăng sinh ra nhiều cặp điện tử
tự do - lỗ trống. Nhƣng ở chất bán dẫn pha thêm tạp chất thuộc nhóm V thì số lƣợng
các điện tử tự do bao giờ cũng lớn hơn số lƣợng các lỗ trống.
* Nhƣ vậy, loại bán dẫn mà dẫn xuất được thực hiện chủ yếu bằng các điện tử tự
do gọi là chất bán dẫn tạp loại N. Điện tử tự do là hạt dẫn đa số, lỗ trống là hạt dẫn
thiểu số.
§2. TIẾP GIÁP P - N. TÍNH CHẤT CHỈNH LƢU CỦA ĐIỐT BÁN DẪN
1. Tiếp giáp P-N khi chƣa có điện trƣờng ngoài
Khi cho hai khối bán dẫn P và N tiếp xúc
công nghệ với nhau, giữa hai khối bán dẫn hình
thành một mặt tiếp xúc P-N, do sự chênh lệch về
nồng độ hạt dẫn giữa hai khối sẽ xảy ra sự
khuyếch tán. Các lỗ trống ở khối P sẽ khuyếch
tán sang khối N và các điện tử từ khối N sẽ
khuyếch tán sang khối P.
Kết quả làm cho bề mặt gần lớp tiếp giáp của khối P nghèo đi về điện tích dƣơng và
giàu lên về điện tích âm. Bề mặt gần lớp tiếp giáp của khối N mất điện tích âm và nhận
thêm lỗ trống nên tích điện dƣơng. Nếu sự chênh lệch về nồng độ các loại hạt mang
điện ở hai khối này càng lớn thì sự khuếch tán diễn ra càng mạnh.
P N
-
-
-
-
+
+
+
+
Et.xúc
Ik.tán
Itrôi
Mặt tiếp xúc
Ut.xúc
l0
U
Si Si Si
Si P Si
Si Si Si
Điện tử tự do+5

Kết quả: Hai bên mặt tiếp giáp hình thành nên điện trƣờng vùng tiếp xúc Etx có
chiều hƣớng từ khối N sang khối P. Điện trƣờng tiếp xúc này cản trở sự khuyếch tán
của các hạt mang điện đa số từ khối này sang khối kia. Khi Etx cân bằng với lực
khuyếch tán thì trạng thái cân bằng động xảy ra. Khi đó vùng điện tích không gian
không tăng nữa, vùng này gọi là vùng nghèo kiệt (vùng thiếu vắng hạt dẫn điện) đó là
chuyển tiếp P-N bao gồm các ion không di chuyển đƣợc. Khi cân bằng động, có bao
nhiêu hạt dẫn điện khuyếch tán từ khối này sang khối kia thì cũng bấy nhiêu hạt dẫn
đƣợc chuyển trở lại qua mặt tiếp xúc, chúng bằng nhau về trị số nhƣng ngƣợc chiều
nhau nên chúng triệt tiêu nhau, kết quả dòng điện qua tiếp xúc P-N bằng 0.
Kết luận: Không có dòng điện chạy qua lớp tiếp giáp P – N khi chƣa có điện trƣờng
ngoài.
2. Tiếp giáp P- N khi có điện trƣờng ngoài
2.1. Trường hợp phân cực thuận
Đặt điện áp một chiều vào tiếp giáp P-N sao cho cực dƣơng nối vào khối P, cực
âm nối vào khối N. Điện áp này tạo ra một điện trƣờng ngoài Eng có chiều hƣớng từ
khối P sang khối N. Khi đó điện trƣờng ngoài Eng có chiều ngƣợc với điện trƣờng vùng
tiếp xúc Etx nên điện trƣờng tổng ở vùng tiếp xúc giảm.
E = Etx – Eng giảm. Khi đó bề rộng
vùng nghèo giảm làm cho sự khuyếch tán
diễn ra dễ dàng. Các hạt mang điện đa số dễ
dàng khuyếch tán từ khối này sang khối kia.
Do mật độ hạt mang điện đa số lớn nên dòng
khuyếch tán Ikt lớn, dòng điện này gọi là
dòng điện thuận Ith. Ta nói tiếp giáp P-N
thông.
Trong đó:
l0: Bề rộng vùng nghèo khi chƣa có điện trƣờng ngoài
l‟0: Bề rộng vùng nghèo khi phân cực thuận
Do số lƣợng hạt dẫn thiểu số ít, nên dòng điện trôi dạt rất nhỏ, Itr  0. Điện trở
tiếp giáp P- N trong trƣờng hợp này gọi là điện trở thuận, có giá trị nhỏ Rth  0.
P N
-
-
-
-
+
+
+
+
Et.xúc
l0‟
Ut.xúc
Ut.xúc - Ungoài
U
Engoài
(+) (-)
IThuận
l0
Ungoài

2.2. Trường hợp phân cực ngược
Đặt cực dƣơng vào khối N, cực âm vào
khối P. Khi đó Eng cùng chiều với Etx nên
điện trƣờng tổng ở vùng tiếp xúc tăng, do đó
bề rộng vùng nghèo tăng, nó ngăn cản các hạt
dẫn đa số khuếch tán từ khối này sang khối
kia, do vậy dòng khuếch tán coi Ikt = 0. Dòng
điện trôi có giá trị nhỏ do số hạt dẫn thiểu số
rất ít, Itr = 0, nên dòng điện qua tiếp giáp P-N
khi phân cực ngƣợc có giá trị bằng 0.
Ta nói tiếp giáp P-N bị khoá, trong trƣờng hợp này tiếp giáp P-N coi nhƣ một
điện trở có giá trị vô cùng lớn gọi là điện trở ngƣợc, Rng  .
* Nhƣ vậy: Tiếp giáp P-N chỉ có tác dụng dẫn điện theo một chiều (từ khối P
sang khối N) khi đƣợc phân cực thuận. Tính chất này gọi là tính chất van hay tính chất
chỉnh lƣu, đó là tính chất chỉnh lƣu của điốt bán dẫn.
3. Điốt bán dẫn.
3.1. Cấu tạo, kí hiệu.
Điốt thực chất là một tiếp giáp P-N. Điện cực nối với khối P đƣợc gọi là Anốt (ký
hiệu là A), điện cực nối với khối N gọi là Katốt (ký hiệu là K), toàn bộ cấu trúc trên
đƣợc bọc trong một lớp vỏ bằng kim loại hay bằng nhựa.
* Nguyên lý làm việc: Chính là các hiện tƣợng vật lý xảy ra ở tiếp giáp P-N trong
các trƣờng hợp: chƣa phân cực, phân cực thuận và phân cực ngƣợc đã xét ở trên.
3.2. Đặc tuyến V-A.
Đặc tuyến V-A đƣợc chia làm 3 vùng:
+ Vùng : Ứng với trƣờng hợp phân cực
thuận. Khi tăng UAK , lúc đầu dòng tăng từ từ,
sau khi UAK > U0 (thƣờng U0 = (0,60,7)V nếu
điốt đƣợc chế tạo từ vật liệu Silic,
P N
Anốt Katốt
Hình a: Cấu tạo
A K
Hình b: Kí hiệu
Ungoài
P N
-
-
-
-
+
+
+
+
Et.xúc
l0
Ut.xúc+ Ungoài
Ut.xúc
U
Engoài
(-) (+)
l0‟
Ingƣợc
UAK
)1(  T
AKu
ngbhth eIi 
0



Ungƣợc Ung.max
Uthuậ
n
IA
Ingƣợc

U0 = (0,20,3)V nếu điốt đƣợc chế tạo từ vật liệu Gecmani) thì dòng điện tăng theo
điện áp với quy luật của hàm số mũ.
+ Vùng : Tƣơng ứng với trƣờng hợp phân cực ngƣợc với giá trị dòng điện
ngƣợc ing có giá trị nhỏ (ing  Ibhòa).
+ Vùng : Gọi là vùng đánh thủng, tƣơng ứng Ung > Ung.max (Uđánh thủng).
Dòng điện ngƣợc tăng lên đột ngột, dòng điện này sẽ phá hỏng điốt (vì vậy để
bảo vệ điốt thì chỉ cho chúng làm việc dƣới điện áp: U = (0,7  0,8).Uz , Uz là điện áp
đánh thủng) trong khi đó điện áp giữa Anốt và Katốt không đổi  tính chất van của
điốt bị phá hỏng. Tồn tại hai dạng đánh thủng: do nhiệt độ cao và điện trƣờng mạnh
làm cho các hạt dẫn chuyển động nhanh, gây va đập và gây nên hiện tƣợng ion hoá do
va chạm làm cho quá trình tạo thành hạt dẫn ồ ạt, dẫn đến dòng điện tăng nhanh.
3.3. Các tham số cơ bản của điốt: chia ra 2 nhóm
* Các tham số giới hạn:
- Ung.max là giá trị điện áp ngƣợc lớn nhất đặt lên điốt mà tính chất van của nó
chƣa bị phá hỏng.
- Imax.cp là dòng điện thuận lớn nhất đi qua khi điốt mở.
- Công suất tiêu hao cực đại cho phép: Pcp.
- Tần số làm việc cho phép: fmax
* Các tham số làm việc:
- Điện trở một chiều của điốt Rđ
- Điện trở xoay chiều của điốt rđ
3.4. Phân loại
- Theo vật liệu chế tạo: điốt Ge, điốt Si…
- Theo cấu tạo: điốt tiếp xúc điểm, tiếp xúc mặt…
- Theo dải tần số làm việc: điốt tần số thấp, điốt tần số cao, siêu cao…
- Theo công suất: điốt công suất lớn, trung bình, nhỏ.
- Theo công dụng: điốt chỉnh lƣu, điốt tách sóng, điốt ổn áp, điốt quang…
4. Một số ứng dụng của điốt bán dẫn
Ta xét một số ứng dụng của điốt trong các mạch chỉnh lƣu, các mạch hạn chế
biên độ điện áp ....
4.1. Các mạch chỉnh lƣu
Định nghĩa: Chỉnh lƣu là quá trình biến đổi năng lƣợng điện xoay chiều thành
năng lƣợng điện một chiều cung cấp cho các phụ tải điện một chiều.

Sau đây ta xét các bộ chỉnh lƣu công suất nhỏ
Để đơn giản cho quá trình phân tích, ta giả thiết các van điốt là lý tƣởng, điện áp
vào là hình sin 110/220 V xoay chiều, tần số 50 Hz, tải là thuần trở.
a. Mạch chỉnh lƣu một pha hai nửa chu kỳ có điểm trung tính
* Sơ đồ nguyên lý
Trong sơ đồ, cuộn thứ cấp của biến áp đƣợc chia làm hai nửa có số vòng dây
bằng nhau, chiều quấn dây ngƣợc nhau, với cách cuốn đó tạo ra hai điện áp u21, u22 có
cùng biên độ nhƣng lệch pha nhau 1800
.
* Nguyên lý hoạt động:
- Khi t = 0 : u21>0, u22<0, điện thế điểm 1 dƣơng hơn điểm 2, điểm 2 dƣơng
hơn điểm 3, điốt D1 phân cực thuận nên mở, D2 phân cực ngƣợc nên bị khoá, cho dòng
i1 chạy qua D1 và phụ tải Rt về điểm 2.
Khi đó: ura = ut = u21 - uD1 = u21 = U21m.sint.
- Khi t =  2 : u21< 0, u22 > 0, điện thế điểm 3 dƣơng hơn điểm 2, điểm 2
dƣơng hơn điểm 1, D1 khoá, D2 mở, cho dòng i2 chạy qua: D2, Rt về điểm 2.
Khi đó: ura = ut = u22 - uD2 = u22 = U22m.sint..
Kết quả: Dòng điện (điện áp) nhận đƣợc trên tải có dạng là các nửa hình sin liên
tiếp nhau, trong 1 chu kỳ của điện áp lƣới các điốt thay phiên nhau làm việc.
+ Giá trị trung bình của điện áp trên tải:
với: U2 là giá trị hiệu dụng của điện áp trên 1 cuộn dây thứ cấp MBA.
*
D1
D2
Rt
1
3
2
*
*
u21
u22
i1
i2
it
i1
i2
u1
Hình a: Sơ đồ nguyên lý
Hình b: Giản đồ điện áp
t
0
0
0
0
u1
u2
ut
uDng
D2 mở
D1
D2 mởD1 mở D1 mở
D2 D2 D1
 2 3 4
u21 u21u22 u22
Ungmax
=2.U2m
u1
=U1m.sint
tải C
UTB
t
t
t
0
U0 = 2.  U2m.sint.dt  0,9.U2

2
1

+ Giá trị trung bình của dòng điện trên tải:
+ Dòng trung qua các điốt:
+ Điện áp ngƣợc cực đại đặt vào mỗi điốt khi khoá bằng tổng điện áp cực đại trên
hai cuộn dây thứ cấp biến áp. Ung.max = 2.U2m
b. Mạch chỉnh lƣu cầu
Cầu gồm có bốn nhánh với bốn điốt đƣợc nối theo nguyên tắc: hai cạnh đối diện
các điốt nối cùng chiều, tạo hai nhóm điốt: một nhóm có Katốt chung, một nhóm có
Anốt chung.
- t=0: điện thế điểm 1 dƣơng hơn điểm 2, D2, D4 phân cực ngƣợc khoá. D1,
D3 phân cực thuận  mở cho dòng điện i1 chạy qua D1, Rt, D3 về điểm 2.
- t=2: điện thế điểm 2 dƣơng hơn điểm 3, D1, D3 phân cực ngƣợc, khoá. D2,
D4 phân cực thuận  mở cho dòng điện i2 chạy qua D2, Rt, D4 về điểm 1.
Kết quả:
Điện áp (dòng điện) ra trên tải là các nửa hình sin liên tiếp nhau trong một chu kỳ
giống nhƣ sơ đồ chỉnh lƣu 2 nửa chu kỳ có điểm trung tính. Các biểu thức tính dòng và
áp hoàn toàn giống nhƣ sơ đồ có điểm trung tính. Chỉ khác, nếu cùng 1 giá trị của điện
áp trên tải thì trong sơ đồ này điện áp ngƣợc đặt lên mỗi điốt khi khoá giảm đi một
nửa: Ung.max = U2m đây chính là ƣu điểm cơ bản của sơ đồ cầu. Do đó sơ đồ này là sơ
đồ cơ bản đƣợc sử dụng chủ yếu trong các mạch chỉnh lƣu trong thực tế.
i1
C
D1
Rt
it
i2
u1
u2~
D2
D3
D4
1
2
i1
i1
i2
i2
* *
M
N
M
P
M
Q
I0 =
Rt
U0
ID1 = ID2 =
2
I0
0
uDng
Ungmax
=U2m
t
0
u2
 2 3 4
u2 =U2m.sint
D2D4 D1D3D2
D4
D1D3
D1D3 D1D3D2D4 D2D4
t
t
0
ut
D2 mở D2 mởD1 mở D1 mở tải C
UTB

4.2. Các mạch hạn chế biên độ
- Các mạch hạn chế biên độ đƣợc sử dụng để hạn chế biên độ của điện áp ra lớn
hơn, nhỏ hơn hoặc nằm giữa hai giá trị nào đó gọi là các mức ngƣỡng.
- Thông thƣờng, giá trị của các mức ngƣỡng không vƣợt quá biên độ lớn nhất của
điện áp đƣa vào hạn chế.
- Tuỳ theo cách mắc của phần tử hạn chế so với tải và cách lấy điện áp ra mà ta
có các mạch hạn chế nối tiếp, song song, mạch hạn chế trên, dƣới và mạch hạn chế 2
phía.
a. Các mạch hạn chế nối tiếp: là mạch mà điốt hạn chế mắc nối tiếp với mạch
tải.
t
0
uvào
 2 3 4
uv =Um.sint
0
ura1
 2 3 4
E
E
t1 t2 t3 t4
Hình c: Giản đồ điện áp
0
uvào
 2 3 4
uv =Um.sint
0
ura2
 2 3 4
E
E
t1 t2 t3 t4
Hình d: Giản đồ điện áp
ura1
ura2
t
t
t
Rng
~
D
R
E
+
_
uv ura2
Hình b: Mạch hạn chế dƣới mức E
D
R
E
+
_
uv ura1
Hình a: Mạch hạn chế trên mức E
Rng
~

Để đơn giản khi phân tích, ta giả thiết tín hiệu vào là hình sin, điốt là lý tƣởng.
Trong đó:
RDth và RDng là giá trị trung bình của điện trở thuận và điện trở ngƣợc của điốt.
Nếu thoả mãn điều kiện: RDth + Rng << R << RDng + Rng
Do đó với mạch hạn chế trên, khi UD  0 thì ura1 = uv; UD < 0 thì ura2 = E
Với mạch hình a:
Khi uv  E  UD < 0  D khoá  ura1 = E
Khi uv < E  UD > 0  D mở  ura1 = uv
Với mạch hình b:
Khi uv  E  UD > 0  D mở  ura2 = uv
Khi uv < E  UD < 0  D khoá  ura2 = E
b. Các mạch hạn chế song song: là các mạch mà điốt hạn chế mắc song song
với mạch tải.
Với mạch hình a:
Khi uv  E  UD > 0  D mở  ura = E
Khi uv < E  UD < 0  D khoá  ura = uv
Với mạch hình b:
Khi uv  E  UD < 0  D khoá  ura = uv
Khi uv < E  UD > 0  D mở  ura = E.
4.3. Ổn định điện áp bằng điốt Zener (Điốt ổn áp)
- Điốt ổn áp làm việc dựa trên hiệu ứng đánh thủng Zener và đánh thủng thác lũ
của tiếp giáp P-N khi phân cực ngƣợc, bị đánh thủng nhƣng không hỏng.
- Điốt ổn áp dùng để ổn định điện áp đặt vào phụ tải.
- Kí hiệu, đặc tuyến V-A, sơ đồ ổn áp đơn giản dùng điốt Zener nhƣ hình vẽ.
Rng
~
Hình a: Mạch hạn chế trên mức E
D
E
+
_
uv ur
Rng
~
Hình b: Mạch hạn chế dƣới mức E
D
E
+
_
uv ur

- Nhánh thuận đặc tuyến V-A của điốt này giống nhƣ điốt chỉnh lƣu thông thƣờng
nhƣng nhánh ngƣợc có phần khác: Lúc đầu khi điện áp ngƣợc còn nhỏ thì Ingƣợc có trị
số nhỏ giống nhƣ các điốt thông thƣờng.
+ Khi điện áp ngƣợc đạt tới giá trị điện áp ngƣợc đánh thủng thì dòng điện ngƣợc
qua điốt tăng lên đột ngột còn điện áp ngƣợc trên điốt đƣợc giữ hầu nhƣ không đổi.
Đoạn đặc tuyến gần nhƣ song song với trục dòng điện (đoạn A-B). Đoạn (A-B) đƣợc
giới hạn bởi (Iôđmin , Iôđmax) là đoạn làm việc của điốt ổn áp.
+ Để đảm bảo cho hiện tƣợng đánh thủng về điện không kéo theo đánh thủng về
nhiệt làm cho điốt bị hỏng, khi chế tạo ngƣời ta đã tính toán để tiếp giáp P-N chịu
đƣợc dòng điện ngƣợc. Mặt khác, trong mạch điện còn đặt điện trở hạn chế để hạn chế
không cho dòng điện ngƣợc qua điốt vƣợt quá dòng điện ngƣợc cho phép.
+ Khi dòng điện qua điốt nhỏ hơn giá trị Iôđmin thì điốt làm việc ở đoạn OA nên
không có tác dụng ổn định điện áp.
+ Khi dòng điện qua điốt lớn hơn giá trị Iôđmax thì công suất toả ra trên điốt vƣợt
quá công suất cho phép có thể làm cho điốt bị phá hỏng vì nhiệt.
- Trong mạch ổn áp điốt ổn áp mắc song song với phụ tải.
- Nếu uv thay đổi, Rt không đổi, trên đặc tuyến V-A khi uV thay đổi 1 lƣợng uv
khá lớn nhƣng ura thay đổi một lƣợng ura rất nhỏ, dƣờng nhƣ mọi sự thay đổi của
uv đều hạ trên Rhc, đảm bảo điện áp ra tải không thay đổi.
- Nếu uv không đổi, Rt thay đổi. Lúc đó nội trở của điốt thay đổi dẫn tới sự phân
bố lại dòng điện qua điốt và qua tải đảm bảo cho điện áp ra tải là không đổi.
Rhc
DZ Rt
_
+
+
_
Uv Ur
Hình c: Sơ đồ ổn áp đơn giản
A
K
Hình a: Kí hiệu
Hình b: Đặc tuyến V-A của điốt ổn áp
A
B
Ung
đánhthủng
Uođ =ura
ura
uv
Iôđ.min
Iôđ.max
iA
Ing
uAK
0
ung
)1(  T
AKu
ngbhthA eIi 
Iôđ.tbP1
P2
Ibh

§3. TRANZITO LƢỠNG CỰC ( Transistor Bipolar)
Nếu trên cùng một đế bán dẫn ngƣời ta tạo ra hai tiếp giáp P-N ở gần nhau, dựa
trên đặc tính dẫn điện của mỗi tiếp giáp và tác dụng tƣơng hỗ giữa chúng sẽ làm cho
dụng cụ này có khả năng khuếch đại đƣợc những tín hiệu điện và khi đó ngƣời ta gọi
là đèn bán dẫn 3 cực hay Tranzito.
1. Cấu tạo
Gồm 3 lớp bán dẫn ghép liên tiếp nhau, hai lớp ngoài cùng có tính dẫn điện cùng
loại, lớp ở giữa có tính dẫn điện khác với hai lớp ngoài. Tuỳ theo cách sắp xếp các
khối bán dẫn mà ta có Tranzito thuận p-n-p (hình a) và Tranzito ngƣợc n-p-n (hình b)
đƣợc chỉ ra trên hình vẽ.
- Lớp (miền) bán dẫn thứ nhất gọi là lớp phát (Emitơ), có đặc điểm là nồng độ
tạp chất lớn nhất, điện cực nối với nó gọi là cực phát E.
- Lớp thứ hai gọi là lớp gốc (Bazơ), có kích thƣớc rất mỏng cỡ m và nồng độ
tạp chất ít nhất, điện cực nối với nó gọi là cực gốc B.
- Lớp thứ ba có nồng độ tạp chất trung bình gọi là lớp góp (Côlectơ), điện cực
nối với nó gọi là cực góp C.
- Tiếp giáp giữa lớp phát với lớp gốc gọi là tiếp giáp phát JE
- Tiếp giáp giữa lớp gốc với lớp góp gọi là tiếp giáp góp JC
- Chiều mũi tên trong ký hiệu của Tranzito bao giờ cũng là chiều của điện áp phân cực
thuận cho tiếp giáp phát JE (có chiều từ bán dẫn P sang bán dẫn N).
P N P
Cực phát Cực góp
Cực gốc
E C
B
JE JC
N P N
Cực phát Cực góp
Cực gốc
E C
B
JE JC
Hình a: Cấu tạo tranzito PNP Hình b: Cấu tạo tranzito NPN
B
C
E
Hình d: Kí hiệu tranzito PNP
B
C
E
Hình d: Kí hiệu tranzito NPN

2. Nguyên lý làm việc
Để cho Tranzito có thể làm việc ở chế độ khuyếch đại tín hiệu điện, ngƣời ta phải
đƣa điện áp một chiều tới các điện cực của nó gọi là phân cực cho tranzito, sao cho
tiếp giáp JE phân cực thuận và tiếp giáp JC phân cực ngƣợc nhƣ hình vẽ.
Giả sử ta xét tranzito pnp nhƣ hình vẽ
Do tiếp giáp JE đƣợc phân
cực thuận bằng nguồn UEB, điện
trƣờng EEB này có tác dụng gia
tốc các hạt dẫn điện đa số
(lỗ trống) từ vùng phát qua JE
đến vùng gốc tạo thành dòng
điện cực phát IE. Do nồng độ các lỗ trống ở vùng phát lớn nên dòng điện cực phát IE
có giá trị lớn.
Khi đến vùng gốc, một phần nhỏ lỗ trống sẽ tái hợp với các điện tử đến từ cực âm
của nguồn UEB tạo thành dòng điện cực gốc IB. Do vùng gốc có bề dày mỏng và nồng
độ các hạt dẫn điện tử rất ít nên dòng điện cực gốc IB rất nhỏ. Phần lớn các lỗ trống
còn lại khuyếch tán qua vùng gốc và di chuyển đến tiếp giáp góp JC. Tại tiếp giáp góp,
điện trƣờng UCB thuận chiều với các hạt này nên sẽ cuốn chúng qua tiếp giáp JC sang
lớp góp để tạo thành dòng điện cực góp IC.
Thực tế, vì tiếp giáp JC phân cực ngƣợc nên trên nó vẫn tồn tại một dòng điện
ngƣợc có trị số nhỏ (giống nhƣ dòng điện ngƣợc của điốt) ICB0 , do mật độ các hạt dẫn
thiểu số nhỏ nên dòng ICB0 có trị số nhỏ, ta có thể bỏ qua.
Khi đó, ta có biểu thức dòng điện trong tranzito là:
IE = IB + IC . Do IB << IE , IB << IC nên IE  IC
P N P
JE JC
E
B
C
UEB
+
_ +
_
UCB
IE IC
IB
+++++++++++++


- - - - - - - - - - - -

-

-

-

+


-

ICB
0
Hình b: Phân cực cho trazito PNP
+
_
_
+UBE < 0
UCE < 0
B
C
E
IB
IC
IE
Hình a: Phân cực cho trazito NPN
_
+
+
_
UBE > 0
UCE > 0
B
C
E
IB
IC
IE

Để đánh giá mức độ hao hụt của dòng điện cực phát tại vùng cực gốc, ngƣời ta
đƣa ra khái niệm gọi là hệ số truyền đạt dòng điện :
 = IC / IE ,  1 càng tốt. (1)
Để đánh giá tác dụng điều khiển của dòng điện cực gốc tới dòng điện cực góp
ngƣời ta đƣa ra hệ số khuyếch đại dòng điện :  = IC / IB . (2)
Thƣờng  = vài chục  vài trăm lần , từ (1) và (2) ta có quan hệ:  =  / 1+
Đối với Tranzito ngƣợc P-N-P, nguyên lý làm việc cũng tƣơng tự nhƣ tranzito
thuận, chỉ khác là ở tranzito ngƣợc phần tử mang điện đa số ở cực phát là điện tử, đồng
thời để cho sơ đồ hoạt động ta phải đổi lại cực tính của các nguồn điện cũng nhƣ đổi
lại chiều của các dòng điện IE, IB, IC .
3. Các cách mắc Tranzito ở chế độ khuếch đại
Khi sử dụng về nguyên tắc có lấy hai trong số ba cực của tranzito làm đầu vào,
cực thứ ba còn lại cùng với một cực đầu vào làm đầu ra. Nhƣ vậy có tất cả sáu cách
mắc mạch khác nhau. Nhƣng dù mắc nhƣ thế nào cũng cần có một cực chung cho cả
đầu vào và đầu ra. Trong số sáu cách mắc đó thì chỉ có ba cách mắc là tranzito có thể
khuếch đại đƣợc công suất, đó là cách mắc chung Emitơ (EC), chung Bazơ (BC) và
chung Colectơ (CC). Ba cách mắc còn lại không có ứng dụng trong thực tế.
Từ cách mắc đƣợc dùng trong thực tế của tranzito, về
mặt sơ đồ có thể coi tranzito là một mạng 4 cực gần tuyến
tính có hai đầu vào và hai đầu ra.
Có thể viết ra 6 cặp phƣơng trình mô tả quan hệ giữa
đầu vào và đầu ra của mạng 4 cực trong đó dòng điện và
điện áp là những biến số độc lập. Nhƣng trong thực tế tính
toán thƣờng dùng nhất là 3 cặp phƣơng trình tuyến tính sau:
B
C
E
ua
uvào
Hình a: Mắc EC
E
C
B
ura
uvào
Hình b: Mắc BC
B
E
C
ura
uvào
Hình c: Mắc CC
U1 U2
vào ra
T
I1 I2

Cặp phƣơng trình trở kháng có đƣợc khi coi các điện áp là hàm, các dòng điện là
biến có dạng sau:
Cặp phƣơng trình dẫn nạp có đƣợc khi coi các dòng điện là hàm của các biến điện áp :
Cặp phƣơng trình hỗn hợp :
Trong đó: rij , gij , hij tƣơng ứng là các tham số trở kháng, dẫn nạp và hỗn hợp của
tranzito.
Bằng cách lấy vi phân toàn phần các hệ phƣơng trình trên, ta sẽ xác định đƣợc các
tham số vi phân tƣơng ứng của tranzito. Ví dụ:
là điện trở ra vi phân;
là hỗ dẫn truyền đạt;
là điện trở vào vi phân;
là hệ số khuếch đại dòng điện vi phân.
* Sơ đồ tƣơng đƣơng của tranzito: có 2 loại cơ bản là sơ đồ tƣơng đƣơng tự nhiên và
sơ đồ tƣơng đƣơng thay thế.
- Sơ đồ tƣơng đƣơng tự nhiên: dạng của sơ đồ phụ thuộc vào dạng mắc mạch của
tranzito và các tham số của sơ đồ trực tiếp biểu thị những tính chất vật lý của tranzito,
vì thế các tham số của nó còn gọi là các tham số bản thân hay các tham số vật lý.
- Sơ đồ tƣơng đƣơng thay thế: dạng của sơ đồ không phụ thuộc vào dạng mắc mạch
của tranzito và đƣợc thành lập dựa trên cơ sở các hệ phƣơng trình cơ bản của các tham
số.
 
  






















2
1
2221
1211
222121212
212111211
..,
..,
I
I
rr
rr
IrIrIIfU
IrIrIIfU
 
  






















2
1
2221
1211
222121212
212111211
..,
..,
U
U
gg
gg
UgUgUUfI
UgUgUUfI
 
  






















2
1
2221
1211
222121212
212111211
..,
..,
U
I
hh
hh
UhIhUIfU
UhIhUIfU
222
2
22
1
1
hI
U
r
constI





S
rU
I
g
constU




 121
2
21
1
2
11
1
1
11
2
h
I
U
r
constI









constU
I
I
h
2
1
2
21

Sơ đồ tương đương tự nhiên hình T
của tranzito mắc theo sơ đồ gốc chung (BC)
Các tham số cơ bản:
rE - điện trở vi phân của tiếp giáp emitơ và phần chất bán dẫn làm cực emitơ.
rB - điện trở khối của vùng bazơ
rC - điện trở vi phân của tiếp giáp góp
CE - điện dung của tiếp giáp phát
CC - điện dung của tiếp giáp góp
IE – nguồn dòng tƣơng đƣơng của cực emitơ đƣa tới colectơ.
Sơ đồ tương đương thay thế
của tranzito dựa theo tham số h.
U1, I1, U2, I2 lần lƣợt tƣơng ứng là điện áp và dòng điện đầu vào và đầu ra của mạch.
h11 - Điện trở đầu vào của tranzito khi đầu ra ngắn mạch đối với tín hiệu:
h12 - Hệ số phản hồi điện áp khi đầu vào hở mạch đối với tín hiệu:
h21 - Hệ số khuếch đại dòng điện khi đầu ra ngắn mạch đối với tín hiệu:
h22 - Điện dẫn đầu ra khi đầu vào hở mạch đối với tín hiệu:
Nếu tranzito đƣợc mắc theo mạch phát chung thì các tham số h còn phải có thêm
chữ E bên cạnh các chữ số, ví dụ nhƣ: h21E để nói lên rằng các tham số đƣợc xác định
cho tranzito mắc theo mạch phát chung, tƣơng tự khi tranzito đƣợc mắc theo mạch gốc
rE
CE
iE
rC
CC
rB
CE
B
AiE
I1
U1 U2
I2
h11
~
h12U2
h21I1 h22
1
onstcI
I
U
h 


 2
1
1
11
onstcI
U
U
h 


 1
2
1
12
onstcU
I
I
h 


 2
1
2
21
onstcI
U
I
h 


 1
2
2
22

chung ta phải thêm chữ B và khi tranzito đƣợc mắc theo mạch góp chung ta phải thêm
chữ C
Mối quan hệ giữa những tham số h của tranzito trong sơ đồ tƣơng đƣơng thay thế
và những tham số vật lý của nó trong sơ đồ tƣơng đƣơng tự nhiên, khi nó đƣợc mắc
theo mạch gốc chung có thể thiết lập đƣợc nếu các phƣơng trình liên hệ giữa dòng điện
và điện áp trong sơ đồ tƣơng đƣơng tự nhiên cũng đƣợc viết dƣới dạng tƣơng tự với
các phƣơng trình:
Ta có thể đƣa ra các quan hệ giữa các tham số của hai sơ đồ trên nhƣ sau:
Khi U2 = 0 với mạch đầu vào ta có:
hay
Với mạch đầu ra: 12 .II  do đó Bh21 khi I1 = 0
Dòng mạch ra:
)(
2
)(
2
2
BCBBC
U
rr
U
I



 do đó
)(
22
1
BCr
h 
và nên ta có:
)(
12
BC
B
r
r
h 
4. Các họ đặc tuyến tĩnh của Tranzito
Trƣờng hợp tổng quát, có 4 họ đặc tuyến tĩnh:
4.1. Đặc tuyến vào : uv = f(iv) khi ura = hằng số
4.2. Đặc tuyến ra: ira = f(ura) khi iv = hằng số
4.3. Đặc tuyến truyền đạt: ira = f(iv) khi ura = hằng số
4.4. Đặc tuyến phản hồi: uv = f(ura) khi iv = hằng số





2221212
2121111
..
..
UhIhU
UhIhU
BEB rrh )1(11 
 BE rrIU )1(.11 





)(22
21
.
.
BC
B
rIU
rIU

§4. CÁC DẠNG MẮC MẠCH CƠ BẢN VÀ CÁC HỌ ĐẶC TUYẾN CỦA TRANZITO
1. Sơ đồ Emitơ chung (EC)
Trong cách mắc EC, điện áp vào đƣợc lấy giữa cực B và cực E, điện áp ra lấy từ
cực C và cực E. Dòng điện vào, điện áp vào, dòng điện ra và điện áp ra đƣợc đo bằng
miliampe kế và vôn kế nhƣ hình vẽ:
1.1. Họ đặc tuyến vào:
Ta dùng các nguồn U1, U2 để phân cực cho các tiếp giáp JE, JC.
Để xác định đặc tuyến vào, cần giữ UCE = const,
thay đổi trị số điện áp UBE bằng cách điều chỉnh
biến trở VR1 và ghi lại các giá trị tƣơng ứng IB,
thay đổi UCE đến một giá trị khác và làm tƣơng
tự ta sẽ nhận đƣợc họ đặc tuyến vào nhƣ hình
vẽ bên.
Ta thấy, đặc tuyến vào giống nhƣ đặc tuyến thuận của tiếp giáp P-N.
Khi UBE > U0 thì dòng IB tăng nhanh theo UBE.
- Ứng với một giá trị của UBE khi tăng UCE thì đặc tuyến dịch sang phải, dòng IB
giảm, vì: khi tăng UCE tức là UCE = UCB + UBE, coi UBE = const, tức là tăng UCB, điện áp
ngƣợc của tiếp giáp JC tăng vùng nghèo mở rộng chủ yếu về miền bazơ pha tạp ít, do đó
khả năng tái hợp của điện tử và lỗ trống trong miền gốc giảm  do đó dòng IB giảm.
1.2. Họ đặc tuyến ra:
Để vẽ đặc tuyến ra, giữ IB = const, thay
đổi UCE và ghi lại các giá trị tƣơng ứng của
dòng IC. Thay đổi IB đến giá trị cố định khác
và làm tƣơng tự nhƣ trên sẽ nhận đƣợc họ đặc
tuyến ra biểu thị mối quan hệ giữa UCE với
dòng IC.
- Họ đặc tuyến ra chia làm 3 vùng:
tuyến tính, bão hoà, cắt dòng:
+ Vùng  (vùng cắt dòng): với tiếp
giáp góp JC phân cực ngƣợc, tiếp giáp JE
IB = f(UBE)
UCE = const
IB (A)
UBE (V)
IB1
IB2
0
UCE1 < UCE2
IC =f(UCE) khi IB = const
mA
mV
µA
V UCE
UBE
U1
U2
IB IC
IE
+
_
+
_
Hình a: Sơ đồ lấy đặc tuyến
VR1
VR2
iC (mA)
uCE(V)ICB0uCEbh
3
2
10 iB = 0
iB > 0

đƣợc phân cực không (uBE=0) hoặc phân cực ngƣợc. Dòng điện trên cực góp chỉ là
dòng điện ngƣợc của tiếp giáp JC (iC=iCB0 0).
+ Vùng  (vùng khuếch đại): với tiếp giáp góp JC phân cực ngƣợc, tiếp giáp phát
JE phân cực thuận. Vùng này dòng điện cực gốc iB gần nhƣ tỷ lệ thuận với uBE (trong
phạm vi tín hiệu bé) và đƣợc dùng làm vùng làm việc của các bộ khuếch đại vì:
vào
vào
C
CCra
vào
vào
BC
vào
vào
vào
BE
B
u
R
R
ERiEu
R
u
ii
R
u
R
u
i
..
;;




+ Vùng  (vùng bão hòa) : là vùng mà với mọi giá trị iB khác nhau thì dòng iC
chỉ có một giá trị cố định (với các tham số xác định của mạch). Khi đó điện áp giữa
các cực của tranzito rất nhỏ và tranzito có thể xem nhƣ quy tụ thành 1 điểm.
- Họ đặc tuyến truyền đạt biểu thị mối quan hệ IC = f(IB) khi UCE = const đƣợc
suy ra từ họ đặc tuyến ra.
2. Sơ đồ bazơ chung (BC)
2.1. Đặc tuyến vào: IE =f(UEB) khi UCB = const
- Đặc tuyến vào cũng giống nhƣ đặc tuyến
thuận của điốt, khi tăng UEB thì dòng IE tăng
tƣơng ứng.
Ứng với cùng một giá trị của UEB khi tăng
UCB thì dòng IE tăng, vì: tăng UCB làm điện áp
phân cực ngƣợc tại IC tăng, điện trƣờng ngƣợc
tại vùng này chính là điện trƣờng thuận đối với
các hạt dẫn điện đa số ở miền phát làm cho các hạt dẫn điện từ miền gốc chuyển sang
miền góp tăng, IC tăng do đó IE tăng.
Cực bazơ B dùng chung cho cả đầu
vào và đầu ra. Tín hiệu vào đặt giữa cực
E và cực B, tín hiệu ra đặt giữa cực C và
cực B.
IE (mA)
UEB (V)
IE2
IE1
0
UCB2 > UCB1
mA
mV
mA
V UCB
UEB
U1
U2
IE
IC
IB
+
_
_
+

2.2. Đặc tuyến ra: IC =f(UCB) khi IE = const
- Đặc tuyến ra là các đƣờng thẳng
gần nhƣ song song nhau. IC  IE
(thƣờng IC  IE ). Đặc tuyến ra không
xuất phát từ gốc 0.
- Khi UCB = 0 vẫn tồn tại dòng IC  0. Vì khi đó trên tiếp giáp JC vẫn tồn tại một điện
trƣờng tiếp xúc hƣớng từ khối N sang khối P, nó đẩy các hạt dẫn điện từ miền gốc sang
miền góp, do đó IC  0.
3. Sơ đồ Côlêctơ chung (CC): Cực Côlêctơ dùng chung cho cả đầu vào và đầu ra.
- Họ đặc tuyến vào của sơ đồ CC có dạng khác hẳn, nó không xuất phát từ gốc 0, vì
trong cách mắc này điện áp vào UBC phụ thuộc rất nhiều vào điện áp ra UEC. Khi UBC
tăng, UEC = const, khi đó UEB giảm làm giảm dòng IB . Dòng IB giảm về bằng 0 khi
UBC = UEC, khi đó UEB = 0.
- Họ đặc tuyến ra tƣơng tự nhƣ họ đặc tuyến ra của sơ đồ mắc EC bởi vì coi IC  IE.
IE (mA)
V
UECIB
A
Đặc tuyến truyền đạt Đặc tuyến ra
IB = 0
IB1
IB2
IB3
IB4
IB5 = IBmax
IC0(E)
0
Hình c: Đặc tuyến ra
UCB
V
IC mA
UBC
IE1
IE2
IE3
IE4
Miền khuyếch đại
Miền bão hoà
0
mA
V
µA
V UEC
UBC
U1
U2
IB IE
IC
+
_
+
_
Hình b: Đặc tuyến vào
UBC(V)
IB (A)
0
UCE1 UCE2
20
40
60
80
100

§5. TRANZITO TRƢỜNG <FET> (Field Effect Transistor)
* Định nghĩa: Tranzito trƣờng FET (hay đúng hơn là tranzito hiệu ứng trƣờng) là
một loại tranzito đơn cực, nó làm việc dựa trên hiệu ứng trƣờng và là dụng cụ điều
khiển bằng điện áp và chỉ dẫn điện bằng một loại hạt dẫn (n hoặc p). FET chia ra hai
loại:
+ Loại có cực cửa tiếp giáp JFET.
+ Loại có cực cửa cách ly MOSFET.
1. Tranzito trƣờng có cực cửa tiếp giáp JFET
1.1. Cấu tạo và kí hiệu
Trên một khối bán dẫn loại n (hoặc p) có nồng độ tạp chất thấp, ngƣời ta tạo ra
xung quanh nó một lớp bán dẫn loại p (hoặc n) có nồng độ tạp chất cao.
Toàn bộ cấu trúc lấy ra ba điện cực: cực nguồn S (Source), cực máng D (Drain),
cực cửa G (Gate).
Nhƣ vậy, giữa cực S và cực D hình thành nên một kênh dẫn điện loại n và nó
đƣợc cách ly với cực cửa G bởi một lớp tiếp giáp p-n.
Cực cửa G đóng vai trò là cực điều khiển khi thay đổi điện áp đặt vào nó.
1.2. Nguyên lý hoạt động
Xét loại kênh dẫn n.
Để JFET làm việc ta phân cực cho nó bởi hai nguồn điện áp: UDS > 0, UGS < 0.
- Giữa cực D và cực S có một điện trƣờng mạnh do nguồn điện cực máng UDS
cung cấp, nguồn này có tác dụng đẩy các hạt điện tích đa số (điện tử) từ cực nguồn S
tới cực máng D, hình thành nên dòng điện cực máng ID .
- Điện áp điều khiển UGS < 0 luôn làm cho tiếp giáp p-n bị phân cực ngƣợc, do đó
bề rộng vùng nghèo tăng dần khi UGS < 0 tăng dần. Khi đó tiết diện dẫn điện giảm dần,
điện trở R kênh dẫn tăng lên làm dòng ID giảm xuống và ngƣợc lại.
////////////////////////////
/
////////////////////////////
/
G
G
S D
UDS
UGS
++ __
p+
n- ID
D
S
G
+
_
D
S
G
+
_
Kênh n
Kênh
n
Kênh p
Hình b: Kí hiệu

Nhƣ vậy: điện áp điều khiển UGS có tác dụng điều khiển đối với dòng điện cực
máng ID.
- Trƣờng hợp: UDS > 0, UGS = 0 trong kênh dẫn xuất hiện dòng điện ID có giá trị
phụ thuộc vào UDS.
- UDS > 0, UGS < 0 tăng dần, bề rộng vùng nghèo mở rộng về phía cực D vì với
cách mắc nhƣ hình vẽ thì điện thế tại D lớn hơn điện thế tại S do đó mức độ phân cực
ngƣợc tăng dần từ S tới D  tiết diện kênh dẫn giảm dần làm cho dòng ID giảm dần.
1.3. Các họ đặc tuyến của JFET
- Họ đặc tuyến ra: ID = f(UDS) khi UGS = const
- Họ đặc tuyến truyền đạt: : ID = f(UGS) khi UDS = const
- Đặc tuyến ra chia làm ba vùng:
+ Vùng gần gốc (đoạn OA): Dòng ID tăng gần nhƣ tuyến tính theo UDS vì khi đó
kênh dẫn đóng vai trò nhƣ một điện trở thuần cho đến khi đặc tuyến bị uốn mạnh tại
điểm A. Tại đó bắt đầu xuất hiện hiện tƣợng thắt kênh, dòng ID hầu nhƣ không tăng
theo UDS. Hoành độ điểm A gọi là điện áp thắt kênh.
+ Vùng bão hoà (đoạn AB): Dòng ID hầu nhƣ không phụ thuộc vào UDS nhƣng
phụ thuộc mạnh vào UGS. Khi UGS < 0 tăng dần dòng ID càng giảm, hiện tƣợng thắt
kênh xảy ra sớm hơn, điểm thắt kênh dịch dần về gốc toạ độ.
+ Vùng đánh thủng: Khi UDS đủ lớn, dòng ID tăng đột ngột do tiếp giáp p-n bị
đánh thủng tại khu vực gần D do tại vùng này điện áp phân cực ngƣợc đặt lên tiếp giáp
p-n là lớn nhất.
Hình c: Đặc tuyến ra
ID (mA)
(V)
UDS
Vùng bão hoà
0
Vùng đánh thủng
Vùng
gần
gốc
UDS = 0V
- 0,5V
- 1V
- 1,5V
UDS0 Uđt
A B
-UGS UDSUGS0
ID (mA)
IDmax
UDS tăng
0
Hình d: Đặc tuyến truyền đạt

1.4. Các tham số của JFET
a- Tham số giới hạn: - ID. max là dòng cực đại qua đèn ứng với điểm B trên đặc
tuyến ra ứng với UGS = 0 V ( 50mA).
- UDS.maxcp  UB / (1,21,5)  vài chục vôn.
b- Tham số làm việc. - Điện trở trong: ri = rDS = UDS / ID  0,5 M. Thể hiện
độ dốc của đặc tuyến ra trong vùng bão hoà.
- Hỗ dẫn truyền đạt: cho biết tác dụng điều khiển của điện áp cực cửa UGS tới
dòng điện cực máng ID.
2. Tranzito trƣờng có cực cửa cách ly MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET)
Có hai loại: - Kênh n (hoặc p) đặt sẵn.
- Kênh p (hoặc n) cảm ứng.
2.1. Cấu tạo
Xét loại kênh dẫn n.
Trên một khối bán dẫn loại p, ngƣời ta tạo ra hai vùng bán dẫn loại n có nồng độ tạp
chất cao. Hai vùng này đƣợc nối thông với nhau bằng một kênh dẫn loại n có thể là
kênh đặt sẵn hay kênh cảm ứng.
- Trên hai khối bán dẫn n+
lấy ra hai điện cực là cực nguồn S và cực máng D.
Phía đối diện với kênh dẫn sau khi phủ một lớp cách điện SiO2 lấy ra điện cực thứ ba
gọi là cực cửa G.
- Nếu trong quá trình chế tạo, cực S đã đƣợc nối với phiến đế thì MOSFET có ba
cực: S, D, G. Trƣờng hợp phiến đế chƣa đƣợc nối với S mà đƣợc dẫn ra ngoài nhƣ là
cực thứ tƣ, cực này gọi là cực đế.
Hình a: Kênh n đặt sẵn Hình b: Kênh n cảm ứng
G DS
n+
p _
Cực đế
n+
+SiO2
G DS 
n+
p _
Cực đế
n+
G
D
S
G
D
S
Kênh n đặt sẵn Kênh p đặt sẵn Kênh n cảm ứng Kênh p cảm ứng
G
D
S
G
D
S

2.2. Nguyên lý làm việc
a. Với kênh n đặt sẵn
- Khi UDS > 0; UGS > 0, các điện tử tự do từ vùng đế đƣợc hút về phía gần cực
cửa G làm cho kênh dẫn có nồng độ hạt dẫn tăng lên  điện trở R kênh dẫn giảm 
dòng ID tăng, ta nói đèn làm việc ở chế độ giàu.
- Nếu UGS < 0, một số điện tử từ kênh dẫn bị đẩy ra khỏi kênh dẫn làm cho các
hạt dẫn điện của kênh dẫn giảm  R kênh tăng  dòng ID giảm  ta nói đèn làm việc
ở chế độ nghèo.
b. Với kênh n cảm ứng
- Khi UDS > 0; UGS  0  dòng ID qua đèn = 0 vì giữa cực D và cực S tồn tại một
điện trở rất lớn.
- Khi UDS > 0; UGS > 0  các điện tử bị hút về phía cực G tập trung tạo thành
kênh dẫn nối giữa cực D và cực S  xuất hiện dòng ID. Khi UGS càng lớn  R kênh
dẫn càng giảm  dòng ID càng tăng. Nhƣ vậy loại này chỉ làm việc ở chế độ giàu.
2.3. Đặc tuyến V-A
* Nhận xét: Đặc tuyến ra và đặc tuyến truyền đạt của MOSFET tƣơng tự nhƣ JFET,
chỉ khác:
- Với MOSFET kênh n đặt sẵn, điện áp điều khiển UGS có thể âm hoặc dƣơng
tƣơng ứng đèn làm việc ở chế độ giàu và chế độ nghèo.
- Loại MOSFET kênh n cảm ứng chỉ làm việc ở chế độ giàu.
2.4. Đặc điểm của Tranzito trƣờng
- Vì kênh dẫn và cực điều khiển cách ly về điện nên việc điều khiển dòng điện ra
không ảnh hƣởng đến công suất của nguồn tín hiệu vào.
-UGS UGSUDS0
ID (mA)
0
Hình b: Đặc tuyến truyền đạtHình a: Đặc tuyến ra kênh n đặt sẵn
ID (mA)
(V)
UDS
Vùng bão hoà
0
Vùng
gần
gốc UGS = 0V
Uthắt Uđt
A B
UGS < 0
UGS > 0
Chế độ giàu
Chế độ nghèo
Chế độ giàu
Chế độ nghèo

- Điện trở đầu vào lớn (109
 1012
), dòng điện rò đầu vào xấp xỉ không, cho
phép tranzito trƣờng có khả năng khuyếch đại đƣợc những nguồn tín hiệu có công suất
cực kỳ yếu.
- Giữa cực D và cực S có tính chất đối xứng, khi thay đổi vị trí của hai cực này,
tính chất của tranzito hầu nhƣ không thay đổi.
* Ứng dụng: dùng để khuyếch đại tín hiệu, tạo sóng, phối hợp trở kháng và đƣợc
dùng trong các mạch nắn điện có điều khiển
§6. THYRISTO
1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc
1.1. Cấu tạo
Gồm bốn lớp bán dẫn P1, N1, P2, N2 đặt xen kẽ nhau, giữa các lớp bán dẫn hình
thành các tiếp giáp J1, J2, J3.
Điện cực nối với P1 gọi là Anốt (A), điện cực nối với P2 gọi là cực điều khiển G,
điện cực nối với N2 gọi là Katốt (K).
1.2. Nguyên lý làm việc
Để tiện cho quá trình phân tích nguyên lý làm việc của Thyristo, ta coi Thyristo
nhƣ hai tranzito T1, T2 khác loại mắc nối tiếp nhau nhƣ hình vẽ b.
* Trường hợp cực G hở mạch (IG = 0).
- Khi UAK > 0  J1, J3 phân cực thuận, J2 phân cực ngƣợc, khi đó toàn bộ điện áp
UAK đặt lên J2. Khi UAK còn nhỏ trong mạch chỉ có dòng bão hoà ngƣợc của chuyển
tiếp J2 (Ico1).
- Khi UAK > 0 đủ lớn  tăng mức độ phân cực thuận cho tiếp giáp J1, J3, tăng
phân cực ngƣợc cho J2. Khi UAK tăng tới điện áp đánh thủng J2  J2 bị đánh thủng trở
thành dẫn điện. Khi đó J1, J3 coi nhƣ hai điốt phân cực thuận mắc nối tiếp và nối tắt
qua J2  khi đó Thyristo chuyển sang trạng thái mở. Khi Thyristo mở, nội trở của nó
giảm về giá trị rất nhỏ coi nhƣ bằng không. Điện áp rơi trên hai cực A và K sẽ là:
P1
N1
P2
N2
P1
N1
P2
N1
P2
N2
J1
J2
J3
A A
K K
G
G
T1
T2
A
K
G
IB1
Ic2
IB2
Ic01
Ic1
IG
T1
T2
P1
P2
P2
N1
N1
N2
Hình b: Sơ đồ tƣơng đƣơng
A
K
G
Hình c: Kí hiệu

UAK = UEC1 + UBE2  0,2V + 0,7V  0,9V
Nhƣ vậy: Phƣơng pháp tăng điện áp phân cực thuận UAK để Thyristo chuyển từ
khoá sang mở gọi là phƣơng pháp kích mở bằng điện áp thuận (phƣơng pháp kích mở
tự nhiên).
 phƣơng pháp này không dùng trong thực tế
- Khi UAK < 0  J1, J3 phân cực ngƣợc, J2 phân cực thuận, dòng qua Thyristo là
dòng rò ngƣợc (chiều từ K  A) có trị số nhỏ.
- Khi UAK < 0 đến giá trị Ung.max  J1, J3 bị đánh thủng  dòng ngƣợc qua
Thyristo tăng nhanh Thyristo bị hỏng.
* Trường hợp IG  0 (phương pháp kích mở bằng dòng điều khiển).
Khi UAK < Ukích mở tự nhiên ta đặt một điện áp UGK > 0  điện áp UGK tạo ra dòng
(IG + Ico1), nếu dòng này lớn hơn dòng mở của tranzito T2  T2 mở  T1 mở 
Thyristo chuyển sang trạng thái mở hoàn toàn. Khi Thyristo đã mở thì sự có mặt của
dòng IG không còn có ý nghĩa. Nhƣ vậy, ta chỉ cần đƣa một điện áp UGK có giá trị nhỏ
(một xung điện áp dƣơng có biên độ, độ rộng đủ lớn) làm mở Thyristo.
2. Đặc tuyến V-A
Trong đó: UF là điện áp dẫn thuận (điện áp ghim)
- Đặc tuyến V-A của Thyristo chia làm 3 vùng: miền chắn thuận, miền chắn
ngƣợc, miền dẫn thuận.
- Từ đặc tuyến, thực tế đã chứng minh: điện áp thuận đặt lên A và K càng giảm
nếu dòng điều khiển IG càng tăng.
U1> U2> U3…
IG1< IG2< IG3….
IH
U1U2U3
UAK (V)
Đ/áp chọc thủng
thuận
Miền chắn thuận
Miền chắn ngƣợc
Uđánh thủng
Ung
IAK
UF
A K
_ +
A K
+ _
IG1 < IG2 < IG3
Hình d: Đặc tuyến V-A của Thyristor
J1 J3
J2 J2
Miền dẫn thuận
A K
+ _
J2
J1 J3
Uctth
Ing
IG= 0
IG
1
IG2
IG
3
U1 > U2 > U3
0

* Chú ý: Khi Thyristo đang thông (mở), để duy trì trạng thái mở của nó ta phải
giữ cho dòng IAK lớn hơn một giá trị gọi là dòng điện ghim IH.
Muốn khoá Thyristo:
- Giảm dòng IAK < IH (không dùng)
- Phân cực ngƣợc UAK < 0 (đƣợc dùng trong thực tế).
* Tóm lại: Điều kiện Thyristo mở là: UAK > 0, UGK > 0
3. Một số ứng dụng của Thyristo
3.1. Mạch chỉnh lƣu khống chế kiểu pha xung
Nếu đƣa đến cực khống chế G một chuỗi xung kích thích để Thyristo chỉ mở ở
các thời điểm nhất định thì dòng và áp trên tải chỉ là từng phần của nửa chu kỳ dƣơng.
Giá trị trung bình của điện áp trên tải:
Ví dụ: Cho Uv = 220sint, f = 50Hz, UTB = 40V, xác định góc mở  ?
Giải: Thay các thông số vào công thức trên, ta đƣợc:   820
3.2. Mạch biến đổi điện áp xoay chiều – xoay chiều dùng hai thyristo mắc song
song ngƣợc
 





cos1
2
1
sin.
2
1
  mmTB UttdUU
t
t
Rt
Ut
RG
U
Uđk
I1 IG
IRG
Uđk
U
Ut


0
0
0
Um.sint
t 2
 2
Rt Ut
Ti1
Uv Ti2
It
It
Uđk1
Uđk2
Uđk1
U

0
0
Um.sint
t
t
 2
Ut

0 t
Uđk2

0 t
 2

§7. TRIÁC
Triác có cấu trúc giống nhƣ hai Thyristo mắc song song ngƣợc, có chung cực điều
khiển. Do vậy ta không phân biệt Anốt, Katốt mà A1, A2 vừa đóng vai trò Anốt vừa
đóng vai trò Katốt, tuỳ thuộc vào điện áp phân cực UA1A2.
Ví dụ: UA1A2 > 0  A1 là Anốt, A2 là Katốt.
* Nhận xét: - Triác có khả năng
dẫn điện theo cả hai chiều.
- Cũng nhƣ Thyristo, Triác có
thể đƣợc kích mở bằng hai phƣơng
pháp đó là phƣơng pháp kích mở
bằng điện áp thuận (IG = 0) và
phƣơng pháp kích mở bằng dòng điều
khiển IG  0.
Do có tính dẫn điện theo cả hai chiều nên nó thƣờng đƣợc dùng trong các mạch
biến đổi điện áp xoay chiều thành xoay chiều.
* Đặc tuyếnV-A: gồm hai phần đối xứng nhau qua gốc toạ độ 0.
Hình d: Đặc tuyến V-A của Triác
UA1A2U2U1
U
F
U3
U2U3 U1
UA2A
1
I
I
0
Hình b: Sơ đồ tƣơng đƣơng
T1
T2
T4
T3
A1
A2
G
A1
N1
P1
N2
P2
N3
P3
N4
A2
G
G
A1
A2
Hình c: Kí hiệu

2. Ứng dụng
2.1. Mạch biến đổi xoay chiều – xoay chiều công suất nhỏ
Trong các mạch biến đổi xoay chiều - xoay chiều công suất nhỏ ta có thể dùng
trực tiếp Triác. Sơ đồ nguyên lý và dạng điện áp nhƣ hình vẽ.
* Tóm tắt nguyên lý hoạt động:
- Nửa chu kỳ dƣơng của Uv : D1 mở, D2 khoá  xuất hiện dòng điều khiển qua
D1  R cực G  tải.
- Nửa chu kỳ âm: D1 khoá, D2 mở  dòng điều khiển qua D2  R cực G..
Nhƣ vậy: trên tải nhận đƣợc một phần điện áp xoay chiều. Khi điều chỉnh biến trở R ta
có thể thay đổi đƣợc góc mở , do đó thay đổi đƣợc giá trị trung bình của điện áp trên
tải.
2.2. Mạch biến đổi xoay chiều-xoay chiều công suất lớn.
Trong trƣờng hợp tải lớn mà Triác
không thoả mãn, ta sử dụng 2 Thyristo
mắc song song ngƣợc. Trong đó Triác
đóng vai trò tạo dòng điều khiển IG cho
các Thyristo.
- Nửa chu kỳ dƣơng của điện áp xoay chiều, nếu đồng thời có xung điều khiển đến
cực G của Triác thì Triác dẫn dòng điều khiển qua D1, R, Triác, D4, kích mở Thyristo
T1 (lúc đó D3 khoá).
- Nửa chu kỳ âm: D1 khoá, dòng điều khiển qua D3, Triác, R, D2, kích mở
Thyristo T2. Ta chọn D1, D2, D3, D4 cùng loại để dòng điều khiển vào hai Thyristo có
giá trị bằng nhau do đó góc mở  của hai Thyristo bằng nhau.
D2R
Ti1
Uv
Sơ đồ nguyên lý
D1
D4
D3
Ti2
Uđk
Rt lớn
G
A1
A2
D1
D2
Rt
R
UV
Ur
Uđk
U

0
0
Um.sint
t
t
 2
Ut

0 t
 2

§8. ĐIÁC
Điác có cấu tạo giống nhƣ Triác nhƣng không có cực điều khiển G do đó Điác
cũng có khả năng dẫn điện theo cả hai chiều nhƣng chỉ có thể mở bằng phƣơng pháp
kích mở bằng điện áp thuận.
2. Đặc tuyến V-A
Đặc tuyến V-A của Điác giống nhƣ Triác khi IG = 0
§9.TRANZITO MỘT TIẾP GIÁP (UJT-Unijuntion Tranzito)
(Điốt 2 cực gốc)
1. Cấu tạo
Trên một khối bán dẫn loại n-
có nồng độ tạp chất thấp, ngƣời ta tạo ra một vùng
bán dẫn loại p+
có nồng độ tạp chất cao. Điện cực nối với khối bán dẫn p gọi là cực
phát Emitơ (E). Điện cực dẫn ra từ hai đầu khối bán dẫn n gọi là các cực gốc B1, B2.
Toàn bộ cấu trúc trên coi nhƣ tƣơng đƣơng với một điốt D và hai điện trở RB1 và RB2.
Nhƣ hình vẽ, do cực E lệch về phía cực gốc B1 nên RB1 < RB2. Ta đặt vào B1B2
một điện áp UB1B2 cực tính dƣơng ở B2.
I
IG = 0
IG = 0
UA1A2UA2A1
Hình b: Đặc tuyến V-AHình a: Kí hiệu
A1
A2
0
Hình c: Kí hiệu
E
B2
B1
E
B2
B1
n-
p+
l1
l2
Hình a: Cấu tạo Hình b: Sơ đồ tƣơng đƣơng
E D
RB2
RB1
URB1
UB1B2
+ _
UEB1
IE
IE0
B2
B1

Khi đó: 1
21
21
1 B
BB
BB
RB R
RR
U
U


Ở đầu vào ta đặt điện áp UEB1 một chiều có trị số có thể thay đổi đƣợc.
2. Nguyên lý làm việc
- Khi UEB1 = 0, điốt D bị phân cực ngƣợc bởi điện áp URB1 nên khi đó qua D chỉ
có 1 dòng điện ngƣợc IE0 chảy qua có trị số nhỏ.
- Tăng dần UEB1 từ (0 URB1), khi đó mức độ phân cực ngƣợc của điốt D giảm
dần, cho tới khi UEB1 = URB1 thì điện áp phân cực trên điốt D bằng 0, dòng ngƣợc
IE0 = 0.
- Khi UEB1 > URB1 thì điốt phân cực thuận qua điốt xuất hiện dòng điện thuận IE
có trị số nhỏ.
- Khi tăng UEB1 tới giá trị UEB1.max , UJT mở khi đó các phần tử mang điện đa số
(lỗ trống) từ miền phát sẽ tràn vào thanh bán dẫn và đi về phía cực B1. Lúc đó tại vùng
B1 số hạt dẫn tăng lên đột ngột do đó điện trở của nó cũng giảm đi đột ngột. Khi dòng
IE đủ lớn sẽ làm xuất hiện ở tranzito một tiếp giáp hiệu ứng điện trở âm, đó là: Khi IE
tăng  RB1 giảm  URB1 giảm, vì điốt lý tƣởng hạ áp trên nó coi nhƣ bằng 0 nên UEB1
 URB1, do vậy URB1 giảm thì UEB1 cũng giảm theo khi IE tăng.
- Khi UEB1 giảm tới giá trị UEB1.min thì UJT chuyển từ trạng thái mở sang trạng
thái khoá (trong mạch phát xung dùng UJT).
* Các tham số:
- Điện áp đỉnh (UEB1max): là giá trị điện áp đặt vào cực E và cực B1 để UJT mở.
- Dòng điện đỉnh (IE1): là giá trị cực tiểu của dòng IE khi UJT mở.
- Điện áp đáy (UEB1min) là điện áp đặt vào cực E và cực B1 để UJT chuyển từ khoá
sang mở (trong mạch phát xung dùng UJT).
- Dòng điện đáy (IE2) là giá trị cực đại của dòng IE chảy qua UJT khi nó mở.
- Điện áp nguồn UB1B2
Với:
UEB1max = .UB1B2 + UD , trong đó:
 = RB1/RB1+RB2 : Hệ số cấu tạo
UD : sụt áp trên điốt.
- Điốt đang mở muốn duy trì sự mở của nó ta phải đặt một điện áp UEB1 > UEB1max
hoặc để nó khoá lại ta giảm UEB1 < UEB1min.

* Đặc tuyến V-A
Vùng mà iE > IE2 ; UBE > UBemin
là vùng làm việc bão hòa của UJT.
3. Ứng dụng
Ta xét một ví dụ dùng UJT để tạo các xung nhọn dƣơng.
- Tại t = 0, ta cấp nguồn +UBB cho UJT, tụ C đƣợc nạp điện, điện áp trên tụ tăng
dần và có dạng đƣờng cong tích phân. Xuất hiện dòng nạp cho tụ : +Ucc 
RBTC -Ucc
- Tại t = t1, UC = UEB1max thì UJT mở, tụ điện C phóng điện theo đƣờng:
+CUJTRB1 -C. Ta có điện áp ra: Ura = UC – UEB1 , do khi UJT mở, UEB1 có trị
số nhỏ  Ura = UC. Cùng với quá trình phóng điện, điện áp trên tụ giảm dần tới thời
điểm t2 thì UC = UEB1min  UJT khoá lại  Ura = URB1 =0 (trong đó URB1 là điện áp rơi
trên RB1 khi UJT khoá). Tụ điện C lại tiếp tục đƣợc nạp điện, cứ nhƣ vậy trên RB1 ta
nhận đƣợc dãy xung nhọn chính là sƣờn sau của xung điện áp trên tụ C (xung răng
cƣa).
IE
UEB1
UEB1max
URB
1
UEB1min
IE1
IE2
IE0
+Ucc
RB2
RB1
R
BT
E B2
B1
C
+
_
Ura
UC
UEB1max
UEB1min t
t
Ura
0
0
Tra URB1
t1 t2 t3

§10. CỦNG CỐ KIẾN THỨC
1. Khái niệm về chất bán dẫn.Trình bày về chất bán dẫn tạp loại n và chất bán dẫn tạp
loại p.
2. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tuyến V-A của điốt bán dẫn.
3. Tại sao nói điốt bán dẫn có tính chất van (chỉnh lƣu)? Cho một ví dụ minh họa.
4. Nêu một số ứng dụng cơ bản của điốt bán dẫn. Cho các ví dụ minh họa.
5. Nêu chức năng, nhiệm vụ của các phần tử trong sơ đồ mạch điện sau và qua đó hãy
chứng minh điốt bán dẫn có tính chất van.
6. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tuyến V-A của điốt ổn áp.
7. Nêu những điểm giống và khác nhau cơ bản giữa điốt bán dẫn và điốt ổn áp (điốt
Zener)?
8. Hãy thiết kế mạch điện dùng các linh kiện điện tử bán dẫn thông dụng sao cho nó có
giản đồ thời gian và đặc tuyến truyền đạt nhƣ sau:
a)
b)
9. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc và các tham số cơ bản của Tranzitor Bipolar
(BJT).
10. Hãy nêu ba kiểu mắc BJT và phân biệt các thành phần dòng điện, điện áp cổng vào
và cổng ra trong mỗi kiểu mắc.
Ur
UV
E
Ung0
t
0
Uvµo
E
t
0
Ura
E
Ur
UV
E1
Ung10
Ung2
E2
t
Uvµo
-E2
Ura
t0
-E
+E1
i1
C
D1
Rt
it
i2
u1
u2~
D2
D3
D4
1
2
i1
i1
i2
i2
* *
M
N
M
P
M
Q

9
-6 -4
i( mA)
0
Uvao(V)
3 6
3
0
11. Các đặc tuyến tĩnh của Tranzito? Nêu cách mắc mạch và xây dựng các họ đặc
tuyến cho sơ đồ mắc kiểu EC (Emitơ chung).
12. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tuyến V-A của Thyristo.
13. Tại sao nói Thyristo là van bán dẫn có điều khiển? Cho một ví dụ minh hoạ.
14. Nêu những điểm giống và khác nhau cơ bản giữa điốt bán dẫn và Thyristo.
15. Cho mạch điện nhƣ hình 1 với các tham số sau: Điốt là các van lý tƣởng.
Biết E1 = +2V, E2 = -3V. u1(t) có dạng là một xung
tam giác đối xứng qua gốc 0 với biên độ
±U1m = ±5V, chu kỳ T1 = 20ms. Giả thiết R = 1k;
Rt = 20k >>R.
a) Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ khi có
điện áp u1(t) tác động trong một chu kỳ
b) Vẽ các đồ thị u1(t), u2(t) và u2(u1).
c) Tính các tham số của điện áp u2(t) ở cả hai bán kỳ dƣơng và âm: biên độ, độ rộng
sƣờn trƣớc, sƣờn sau, độ rộng đỉnh.
16. Cho mạch điện nhƣ hình 2, giả thiết các van D1, D2 là
lý tƣởng (Rthuận <<R1, R2 <<Rngƣợc , R1 << R2, điện áp trên
điốt mở bằng 0)
Biết E1 = +3V, E2 = -2V. u1(t) là 1 điện áp tam giác đối
xứng qua gốc 0 với biên độ ±U1m = ±6V, chu kỳ
T1 = 30ms.
a) Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ khi có điện áp
u1(t) tác động trong 1 chu kỳ
b) Vẽ các đồ thị u1(t), u2(t) và u2(u1).
c) Tính các tham số của điện áp u2(t) ở cả hai bán kỳ dƣơng và âm: biên độ, độ rộng
sƣờn trƣớc, sƣờn sau, độ rộng đỉnh.
17. Cho sơ đồ nhƣ hình bên.Biết R=1(KΩ),
uvào =10.sin(2 ft+450
) (vôn), E= -6 (vôn)
Điốt Đ là lý tƣởng.
a) Hãy tính toán và vẽ các đồ thị:
uvào(t),E(t),iR(t),uR(t),uD(t),ura(t).
b) Vẽ Đặc tuyến truyền đạt ura=f(uvào).
18. a) Tìm cấu trúc của mạch gồm các điot lý
tƣởng Đ,các điện trở R,các nguồn một chiều E và
giá trị của chúng để thỏa mãn đặc tuyến Von-
Ampe nhƣ hình bên.
b) Để cho đặc tuyến Von-Ampe là một đƣờng
thẳng chạy từ góc phần tƣ thứ ba qua hai điểm có
tọa độ: O{U v = 0 (V),i=0 (mA)} và
D1 D2
Ru1(t) u2(t)
E1 E2
+
_
_
+
Hình 1
D1
u1(t) u2(t)
E1 E2
+
_
_
+
Hình 2
R1 R2
D2
6V
R= 1k uRa
D
-
+
uR
uvao

302010
0
0
uvµo(V)
ura
6
-6
t(ms)
t(ms)
t(ms)iR
0
uvao
A{Uv =3 (V),i=3(mA)} thì cấu trúc và tham số của
mạch thế nào? Hãy vẽ mạch và chỉ ra tham số của
các linh kiện.
19. Cho mạch điện nhƣ hình vẽ.Biết Điốt Đ là lý
tƣởng, điện áp vào và nguồn một chiều E đƣợc cho
trên đồ thị.
a) Hãy tính toán và vẽ các đồ thị:
iR(t),uR(t),uD(t),ura(t)
b) Vẽ đặc tuyến truyền đạt ura=f(uvào)
6V
R= 1k uRa
D
-
+
uR
uvao

CHƢƠNG II. KHUẾCH ĐẠI
1 - Nội dung :
- Khái niệm về bộ khuếch đại
- Các tham số cơ bản của một tầng khuếch đại
- Phân loại
- Sử dụng các linh kiện điện tử để thiết kế một bộ khuếch đại
2 – Mục đích :
- Giúp sinh viên nắm đƣợc khái niệm về thực chất của một bộ khuếch đại
- Các yêu cầu cơ bản để xây dựng một tầng khuếch đại
- Từ lý thuyết về các linh kiện bán dẫn đã học ở chƣơng 1, ứng dụng vào để thiết
kế một tầng khuếch đại theo yêu cầu cho trƣớc.
- Ngoài các mục đích của bài học là cung cấp các kiến thức cho sinh viên trên
lớp, còn có mục đích đó là tăng khả năng đọc sách, tài liệu và khai thác các kiến
thức trên mạng Internet qua phần tự nghiên cứu ở nhà.
3 – Các tài liệu tham khảo
[1] PGS. TS Đỗ Xuân Thụ, Đặng Văn Chuyết, Nguyễn Viết Nguyên, Kỹ thuật điện tử,
NXB Giáo Dục, 2008.
[2] PGS. TS Đỗ Xuân Thụ, Bài tập Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Giáo dục, 2008.
[3] Bộ môn Kỹ thuật điện tử, Giáo trình Kỹ thuật điện tử, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công
Nghiệp.
[4] TS. Nguyễn Viết Nguyên, Giáo trình linh kiện điện tử và ứng dụng, Nhà xuất bản
Giáo dục, 2005.
[5] TS Nguyễn Viết Nguyên, Kỹ thuật mạch điện tử, Nhà xuất bản Giáo dục, 2005.
[6] Các nguồn tài liệu mở (Internet và các nguồn tài liệu khác).
4 – Nội dung chƣơng trình
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
1. Nguyên lý chung xây dựng một tầng khuếch đại (dạy trên lớp).
2. Các tham số cơ bản của tầng khuếch đại (dạy trên lớp).
3. Các chế độ làm việc của tầng khuếch đại (dạy trên lớp).
3.1. Chế độ A
3.2. Chế độ B
3.3. Chế độ AB

4. Hồi tiếp (phản hồi) trong khuếch đại. (tự nghiên cứu)
4.1. Định nghĩa
4.2. Phân loại
4.3. Ảnh hưởng của phản hồi đến hệ số khuếch đại của mạch
§2. PHÂN CỰC VÀ ỔN ĐỊNH ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA TRANZITO
1. Nguyên tắc chung phân cực cho Tranzito (dạy trên lớp).
2. Đƣờng tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh (dạy trên lớp).
3. Ổn định điểm làm việc tĩnh khi nhiệt độ thay đổi (dạy trên lớp).
4. Các phƣơng pháp phân cực cho tranzito
4.1. Phân cực tranzito bằng dòng không đổi (dạy trên lớp).
4.2. Phân cực Tranzito bằng điện áp phản hồi (tự nghiên cứu).
4.3. Phân cực bằng dòng Emitơ (tự phân cực) (dạy trên lớp).
§3. TẦNG KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANZITO BIPOLAR
1. Tầng khuếch đại Emitơ chung (EC) (dạy trên lớp).
1.1. Sơ đồ nguyên lý
1.2. Nguyên lý hoạt động của tầng khuếch đại
1.3. Đặc điểm
2. Tầng khuếch đại Colectơ chung (CC) (tự nghiên cứu).
2.2. Đặc điểm
3. Mạch khuếch đại Bazơ chung (BC) (tự nghiên cứu).
3.2. Đặc điểm
§4. GHÉP GIỮA CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠI (tự nghiên cứu).
1. Ghép tầng bằng điện trở và tụ điện (R-C)
2. Ghép tầng bằng máy biến áp và tụ điện
§5. TẦNG KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT (dạy trên lớp).
1. Tầng khuếch đại công suất đơn
2. Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo làm việc ở chế độ A (hoặc AB)
§6. KHUẾCH ĐẠI MỘT CHIỀU (tự nghiên cứu).
1. Khái niệm chung
2. Khuếch đại một chiều ghép trực tiếp

3. Tầng khuếch đại vi sai (khuếch đại tín hiệu có sai lệch nhỏ)
3.1. Trường hợp khi chưa có tín hiệu vào
3.2. Khi có tín hiệu vào
§7. KHUẾCH ĐẠI DÙNG VI MẠCH THUẬT TOÁN (OA)
1. Khái niệm chung (dạy trên lớp).
2. Đặc tuyến truyền đạt: ura = f(uvào) (dạy trên lớp).
3. Các giả thiết lý tƣởng (dạy trên lớp).
4. Các hệ quả (dạy trên lớp).
5. Một số ứng dụng của KĐTT
5.1. Mạch khuếch đại đảo (dạy trên lớp).
5.2. Mạch khuếch đại không đảo (dạy trên lớp).
5.3. Mạch khuếch đại cộng đảo (tự nghiên cứu).
5.4. Mạch khuếch đại cộng không đảo (tự nghiên cứu).
5.5. Mạch khuếch đại trừ (tự nghiên cứu).
5.6. Mạch tích phân (dạy trên lớp).
5.7. Mạch vi phân (dạy trên lớp).
§8. CỦNG CỐ KIẾN THỨC (thảo luận trên lớp và tự nghiên cứu)

§1. KHÁI NIỆM CHUNG
1. Nguyên lý chung xây dựng một tầng khuếch đại
Bộ khuếch đại là thiết bị dùng để làm tăng các tham số tín hiệu điện (U,I,P), gồm
mạch vào nối với nguồn tín hiệu cần khuếch đại, mạch ra đƣợc nối với tải. Nó là thiết
bị cho phép biến đổi tín hiệu nhỏ bé ở đầu vào thành tín hiệu đầu ra có công suất lớn.
Một trong những ứng dụng của Tranzito là khuếch đại.
Thực chất khuếch đại là một quá trình biến đổi năng lƣợng có điều khiển, trong
đó năng lƣợng của nguồn một chiều (không chứa đựng thông tin) đƣợc biến đổi thành
năng lƣợng xoay chiều (mang thông tin) và là quá trình xử lý thông tin dạng tƣơng tự.
Phần tử cơ bản tạo nên tầng khuếch đại là phần tử điều khiển PKĐ và điện trở tải
R, trong đó PKĐ có nội trở trong thay đổi phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển đƣa tới
đầu vào do đó điều khiển đƣợc quy luật biến đổi của dòng điện, điện áp mạch ra theo
quy luật biến đổi biến đổi của dòng điện, điện áp vào nhƣng với biên độ lớn hơn nhiều
lần.
- Xét tầng khuếch đại có phần tử điều khiển là Tranzito Bipolar.
ra phải đƣợc coi là tổng của thành phần xoay chiều đƣợc xây dựng dựa trên nền thành
phần một chiều, tức là thoả mãn điều kiện: Irm  Ir0 và Urm  Ur0 (*)
Trong đó: Irm , Urm là biên độ cực đại của thành phần xoay chiều đầu ra.
Ir0 , Ur0 là thành phần một chiều, đặc trƣng cho chế độ tĩnh.
Nếu điều kiện (*) không thoã mãn thì dòng điện, điện áp mạch ra trong một
khoảng thời gian nào đó sẽ bằng 0, tín hiệu ra bị méo dạng. Nhƣ vậy để đảm bảo chế
độ công tác cho tầng khuếch đại khi có tín hiệu vào thì ở mạch ra của nó phải có thành
Tín hiệu vào đặt lên cực B và cực E, tín hiệu ra đặt lên
cực C và cực E. Khi tín hiệu vào là hình sin thì tín hiệu ra
cũng là hình sin mang đầy đủ quy luật của tín hiệu vào
nhƣng với biên độ lớn hơn nhiều lần. Dòng điện, điện áp
mạch
ura
uvào
+EC
RI
PKĐ
ura
uvào
+Ec
RCIC
IE
Rt
IB
t0
ira
Ir0
Irm
0
ura
Ur0
Urm
t

phần một chiều Ir0 , Ur0 do đó ở mạch vào của tầng khuếch đại phải có thêm thành
phần một chiều Iv0 , Uv0 .
Các thành phần dòng, áp một chiều xác định chế độ tĩnh của tầng KĐ. Các tham
số theo chế độ tĩnh ở mạch vào Iv0 , Uv0 và mạch ra Ir0 , Ur0 đặc trƣng cho trạng thái
ban đầu của sơ đồ khi chƣa có tín hiệu vào.
2. Các tham số cơ bản của tầng khuếch đại
* Hệ số khuếch đại K:
K=
- Hệ số khuếch đại dòng điện: KI = Ira / Ivào
- Hệ số khuếch đại điện áp: KU = Ura / Uvào
- Hệ số khuếch đại công suất: KP = Pra / Pvào
* Trở kháng vào : Zvào = Uvào / Ivào . Trở kháng ra : Zra = Ura / Ira
* Méo không đƣờng thẳng : là méo do tính chất phi tuyến của Tranzito (đặc
tuyến vào -ra của tranzito không tuyến tính) gây ra, méo không đƣờng thẳng đƣợc
đánh giá bởi hệ số méo:
Với: U1m là biên độ sóng hài cơ bản (bậc 1) có tần số 
U2m , U3m ...Unm là biên độ các sóng hài bậc cao có tần số 2, 3,...n.
3. Các chế độ làm việc của tầng khuếch đại
Để Tranzito làm việc ở chế độ khuyếch đại, cần thoã mãn hai điều kiện sau:
- Tiếp giáp JE luôn phân cực thuận.
- Tiếp giáp JC luôn phân cực ngƣợc
- Khi điều kiện phân cực đƣợc thoã mãn cần ổn định chế độ tĩnh đã đƣợc xác lập
để trong quá trình làm việc, chế độ làm việc của phần tử khuếch đại chỉ phụ thuộc vào
dòng điện và điện áp điều khiển đƣa tới đầu vào. Khi đã đảm bảo các điều kiện phân
cực và ổn định điểm làm việc cho phần tử khuếch đại thì điểm làm việc tĩnh của tầng
khuếch đại sẽ cố định ở một vị trí trên họ đặc tuyến ra.
- Tuỳ theo vị trí điểm làm việc tĩnh P, ta có các chế độ làm việc nhƣ sau:
 =
U2
2m + U2
3m +...+U2
nm
U1m
()
Đại lƣợng điện đầu ra
Đại lƣợng điện tƣơng ứng ở đầu vào

iC
uCEUC0
IB=0
IBmax
IB0P
IC0
iC~
uC~
M
N
0
Xét một mạch khuếch đại nhƣ hình vẽ (sơ đồ mắc theo kiểu EC):
- Khi Uvào = 0: phƣơng trình đƣờng tải tĩnh (đƣờng tải một chiều)
UCE0 = EC - IC0RC
Phƣơng trình đƣờng tải tĩnh đi qua các điểm A(Ec; 0); B(0; EC/RC);
- Khi Uvào ≠ 0: phƣơng trình đƣờng tải động (đƣờng tải xoay chiều)
uCE = EC - iC .(RC//Rt)
trong đó iC là tổng của thành phần một chiều IC0 và thành phần xoay chiều đƣa đến đầu
vào.
Điểm làm việc tĩnh P khi đó đƣợc xác định bởi tọa độ (UCE0, IC0) hoặc (UCE0, IB0).
Tùy theo vị trí của điểm điểm làm việc tĩnh trên đƣờng tải tĩnh, ngƣời ta phân ra các
chế độ làm việc khác nhau của một tầng khuếch đại.
3.1. Chế độ A:
- Điểm làm việc tĩnh P nằm giữa
điểm M và N, với M, N là giao điểm của
đƣờng tải tĩnh với các đƣờng đặc tuyến ra
tĩnh ứng với các chế độ tới hạn của
tranzito UBEmax (hay IBmax) và UBE = 0
(hay IB = 0).
- Đặc điểm:
+ Tín hiệu ra tồn tại trong cả chu kỳ của
tín hiệu vào
+ Méo không đƣờng thẳng A nhỏ.
+ Hiệu suất làm việc A thấp do dòng điện một chiều IC0 lớn
- Ứng dụng: là chế độ làm việc cơ bản của các tầng khuyếch đại điện áp và tầng
khuếch đại công suất đơn.
Uv
+EC
UrRt
RC
C
IB
IC
IE
Đƣờng tải một chiều
EC/RC
EC
IC
UCEUCE0
IC0
IB=0
IBmax
IB0
P
0
M
N
A
B

3.2. Chế độ B: Điểm làm việc tĩnh P đƣợc chọn ở vị trí thấp nhất của đƣờng
thẳng phụ tải (trùng với điểm N).
- Đặc điểm:
+ Tín hiệu ra chỉ tồn tại trong một nửa chu kỳ của tín hiệu vào
+ Méo không đƣờng thẳng B lớn.
+ Hiệu suất làm việc B khá cao do dòng IC0 nhỏ (chế độ một chiều không tiêu thụ
năng lƣợng).
- Ứng dụng: đƣợc dùng trong tầng khuếch đại công suất đẩy-kéo.
3.3. Chế độ AB: là chế độ làm việc trung gian giữa chế độ A và chế độ B, điểm
làm việc nằm trên đoạn PN. Vì nó là chế độ trung gian giữa chế độ A và chế B nên:
A  AB  B; A  AB  B
- Khi điểm làm việc nằm ngoài điểm M và N, tranzito làm việc ở chế độ giới hạn,
nếu điểm làm việc nằm ngoài M tranzito làm việc ở chế độ mở bão hoà. Nếu nằm
ngoài điểm N, tranzito làm việc ở chế độ cắt dòng (làm việc trong chế độ “xung”- xét
phần sau).
4. Hồi tiếp (phản hồi) trong khuếch đại.
4.1. Định nghĩa
Hồi tiếp (hay còn gọi là phản hồi) là quá trình đƣa một phần tín hiệu từ đầu ra
quay về đầu vào với mục đích thay đổi các tham số cũng nhƣ chế độ làm việc cho bộ
khuếch đại. Phản hồi cho phép cải thiện các tính chất của bộ khuếch đại, nâng cao về
chất lƣợng.
Sơ đồ khối của một bộ khuếch đại có phản hồi.
Trong đó:
K: hệ số khuếch đại khi chƣa có phản hồi.
: hệ số phản hồi;
Uv : tín hiệu vào; Ura : tín hiệu ra;
U : tín hiệu sai lệch; Uph : tín hiệu phản hồi.
4.2. Phân loại
- Tuỳ theo cách mắc mạch phản hồi, ta có:
+ Phản hồi nối tiếp
+ Phản hồi song song
+ Phản hồi nối tiếp - nối tiếp; song song - song song
K

Uv
Uph
 U
Ura

+ Phản hồi nối tiếp - song song ; song song - nối tiếp
- Tuỳ thuộc vào đại lƣợng phản hồi về đầu vào, ta có:
+ Phản hồi dòng điện
+ Phản hồi điện áp
+ Phản hồi hỗn hợp
- Phụ thuộc vào pha của tín hiệu phản hồi, ta có hai loại phản hồi cơ bản:
+ Phản hồi âm: là phản hồi mà tín hiệu phản hồi ngƣợc pha (ngƣợc dấu) so với
tín hiệu vào bộ khuếch đại nên làm yếu tín hiệu vào, giảm hệ số khuếch đại của mạch
nhƣng các tính chất khác đƣợc cải thiện nhƣ nâng cao độ ổn định, mở rộng dải thông,
giảm độ méo ...
+ Phản hồi dƣơng: là phản hồi mà tín hiệu phản hồi cùng pha (cùng dấu) so với
tín hiệu vào, cho nên làm tăng tín hiệu vào, tăng hệ số khuếch đại nhƣng lại làm cho
mạch làm việc không ổn định có thể gây nên hiện tƣợng tự kích (tự dao động).
Ngoài ra, phụ thuộc vào loại dòng điện đƣợc truyền từ đầu ra trở lại đầu vào bộ
khuếch đại ta có các loại phản hồi theo dòng một chiều và phản hồi theo dòng xoay
chiều, trong đó phản hồi âm dòng một chiều dùng để ổn định chế độ làm việc cho
tranzito khi chịu ảnh hƣởng của nhiệt độ, còn phản hồi âm dòng xoay chiều để ổn định
các tham số cho mạch khuếch đại.
4.3. Ảnh hưởng của phản hồi đến hệ số khuếch đại của mạch
Từ sơ đồ khối ta có: U = Uv  Uph  Uv = U  Uph (*) Chia hai vế của (*) cho Ura
ta có: .
r
ph
rr
V
U
U
U
U
U
U


Trong đó: Kph = Ura / Uv : hệ số khuếch đại khi có phản hồi
K = Ura / U : hệ số khuếch đại khi chƣa có phản hồi.
 = Uph / Ura : hệ số truyền đạt của khâu phản hồi.
 Kph = K / (1 K.). Dấu (-) là hồi tiếp dƣơng, dấu (+) là hồi tiếp âm.
* Nếu là phản hồi âm: Kph = K / (1 + K.)  K. Tức là hệ số khuếch đại khi có
phản hồi âm bị giảm, tuy nhiên độ ổn định của mạch sẽ tăng, khi tăng độ sâu hồi tiếp
độ ổn định của mạch càng tăng, vì vậy hồi tiếp âm hay đƣợc dùng trong khuếch đại.
* Nếu là phản hồi dƣơng: Kph = K / (1 - K.) > K. Tức là hệ số khuếch đại của
mạch tăng, độ ổn định của mạch bị giảm. Trƣờng hợp đặc biệt, khi K.  = 1 thì Kph =
. Khi đó sơ đồ làm việc ở chế độ tự kích thích, khi đó nhận đƣợc tín hiệu ra ngay cả
khi không có tín hiệu vào nên hồi tiếp dƣơng ít đƣợc sử dụng trong khuếch đại.

§2. PHÂN CỰC VÀ ỔN ĐỊNH ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA TRANZITO
1. Nguyên tắc chung phân cực cho tranzito
Muốn tranzito làm việc nhƣ một phần tử tích cực thì các tham số của tranzito
phải thoả mãn các điều kiện thích hợp, các tham số này phụ thuộc rất nhiều vào điện
áp phân cực của các tiếp giáp JE và JC. Có nghĩa là các tham số này phụ thuộc vào vị
trí điểm làm việc của tranzito.
Muốn Tranzito làm việc ở chế độ khuyếch đại cần thoả mãn các điều kiện sau:
- Tiếp giáp JE phân cực thuận
- Tiếp giáp JC phân cực ngƣợc
2. Đƣờng tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh
* Đƣờng tải tĩnh đƣợc vẽ trên họ đặc tuyến ra tĩnh để nghiên cứu mối quan hệ
giữa dòng điện và điện áp trên các cực của tranzito khi mắc nó trong một mạch cụ thể
nào đó.
* Điểm làm việc tĩnh (hay còn gọi là điểm phân cực) là giao điểm của đƣờng tải
tĩnh với đƣờng đặc tuyến ra tĩnh xác định dòng điện và điện áp trên tranzito khi không
có tín hiệu vào hay xác định điều kiện phân cực cho tranzito.
- Xét mạch mắc chung EC.
Ta có:
Phƣơng trình của đƣờng tải một chiều: UCE = EC – IC.RC , đây là phƣơng trình
đƣờng thẳng nên chỉ cần xác định 2 điểm đặc biệt:
+ Điểm không tải: A (EC, 0).
+ Điểm ngắn mạch: B (0, EC / RC).
Ta có phƣơng trình mạch vào: IB.RB + UBE = EC  IB = IB0 = (Ec – UBE) / RB.
Thƣờng UBE  (0,3  0,7) V.
UCE
UBE
+Ec
RCRB IB IC
IE
Rt
IC (mA)
UCE (V)
Đặc tuyến ra
IB = 0
IB1
IB2 = IB0
IB3
IB4
UCE0
IC0
A
B
EC/R
C
EC
P
0

- Giao điểm của đƣờng tải tĩnh AB với đặc tuyến ra tĩnh tại giá trị IB = IB0 gọi là
điểm làm việc tĩnh P. Từ P gióng xuống các trục toạ độ tìm đƣợc IC0, UCE0. Các giá trị
IB0, IC0, UCE0 xác định chế độ tĩnh của tranzito khi chƣa có tín hiệu vào.
3. Ổn định điểm làm việc tĩnh khi nhiệt độ thay đổi
Tranzito là linh kiện phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, hai đại lƣợng phụ thuộc rõ rệt
nhất vào nhiệt độ là điện áp UBE và dòng điện ngƣợc ICB0. Nhƣng ảnh hƣởng của nhiệt
độ tới dòng ICB0 lớn hơn nhiều so với ảnh hƣởng của nhiệt độ tới điện áp UBE. Do đó,
khi nói tới ổn định nhiệt cho tranzito là nói tới ổn định nhiệt cho dòng ICB0.
4. Các phƣơng pháp phân cực cho tranzito
4.1. Phân cực tranzito bằng dòng không đổi
Phân cực bằng dòng không đổi là phƣơng pháp tạo ra dòng điện không đổi trong
suốt quá trình làm việc của tranzito.
Giả sử ta có sơ đồ phân cực nhƣ hình bên:
dòng IB đƣợc cố định bằng nguồn EC và điện trở RB.
Ta có:
B
BEC
B
R
UE
I


Khi làm việc UBE  (0,3  0,7) V, rất nhỏ có thể bỏ qua
 IB  EC / RB = không đổi.
* Nhận xét: - Độ ổn định nhiệt khá lớn và nó phụ thuộc vào hệ số khuyếch đại dòng
điện của tranzito.
- Phƣơng pháp phân cực này đƣợc sử dụng khi yêu cầu về độ ổn định nhiệt không
cao.
4.2. Phân cực tranzito bằng điện áp phản hồi
Một phần điện áp ra UCE đƣợc đƣa về đầu vào qua RB tạo nên dòng IB điều khiển cho
sơ đồ.
Ở cách mắc này, lợi dụng sự tăng của dòng IC làm giảm dòng IB dẫn tới dòng IC giảm,
đƣa dòng IC quay trở về giá trị ban đầu.
Ta có phƣơng trình điện áp ở mạch ra:
EC = (IB + IC). RC + UCE (1)
Phƣơng trình điện áp ở mạch vào:
EC = (IB + IC). RC + IB. RB + UBE (2)
Vì UBE nhỏ nên có thể bỏ qua. Từ (1) và (2) suy ra:
UCE
UBE
+Ec
RCRB IB IC
IE
Rt
UCE
UBE
+EC
RC
RB IB
(IB+IC)
IE
Rt
IC

IB. RB  UCE (3)
- Nếu t0
tăng  ICB0 tăng  IC tăng  UCE giảm  IB giảm  IC giảm.
- Nếu t0
giảm  ICB0 giảm  IC giảm  UCE tăng  IB tăng  IC tăng.
Nhƣ vậy với cơ cấu hồi tiếp này dòng IC đƣợc giữ tƣơng đối ổn định.
* Sơ đồ này có độ ổn định nhiệt tốt hơn mạch phân cực bằng dòng không đổi, tuy
nhiên cả hai mạch phân cực này không thể tăng độ ổn định nhiệt lên cao vì điểm làm
việc tĩnh và độ ổn định nhiệt của mạch phụ thuộc lẫn nhau nên chất lƣợng ổn định
không cao.
4.3. Phương pháp tự phân cực
Ở sơ đồ này, điện trở R1, R2 tạo thành bộ phân áp tạo điện áp UB đặt vào cực gốc
của tranzito.
Vì:
E
BEB
E
E
E
R
UU
R
U
I


Vì dòng IB nhỏ nên dòng qua R1 bằng dòng qua R2
 2
21
.R
RR
E
U C
B

 . Nếu UBE rất nhỏ so với UB , thì:
IE  UB/RE = const
- Nếu t0
tăng  ICB0 tăng  IC tăng  IE tăng UE tăng UBE giảm 
Tranzito khoá bớt lại làm giảm dòng IB  giảm dòng IE IC giảm.
- Nếu t0
giảm  ICB0 giảm  IC giảm  IE giảm UE giảm UBE tăng 
Tranzito mở thêm làm tăng dòng IB  tăng dòng IE IC tăng.
* Nhận xét: Sơ đồ có độ ổn định nhiệt cao, đây là sơ đồ phân cực cơ bản đƣợc sử
dụng nhiều trong thực tế..
§3. TẦNG KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANZITO BIPOLAR
1. Tầng khuếch đại Emitơ chung (EC)
- Trên sơ đồ, các tụ C1, C2 là các tụ nối tầng.
+ Tụ C1 ngăn ảnh hƣởng của nguồn tín hiệu đến
chế độ làm việc tĩnh của tầng khuếch đại theo
dòng một chiều đồng thời dẫn tín hiệu xoay chiều
đến cực gốc của Trazitor.
UCE
+Ec
RCR1 IR1 IC
IE
R2 IR2
IB
UERE
ura
uvào
Rt
C2
CE
C1
RE
R2
C
E
B
Rc
+Ec
IB
IC
IE
R1 IR1
IR1

+ Tụ C2 để ngăn thành phần một chiều không cho qua tải và dẫn tín hiệu xoay chiều
từ cực góp ra tải.
- Bộ phân áp R1 , R2 để xác định chế độ tĩnh của tầng (xác định UB0).
- Điện trở RE để tạo phản hồi âm theo thành phần dòng một chiều IE để ổn định điểm
làm việc tĩnh của tầng khuếch đại khi nhiệt độ thay đổi.
- Tụ CE để ngăn phản hồi âm theo thành phần dòng xoay chiều iE, là phản hồi làm
giảm hệ số khuếch đại của tầng khuếch đại.
- Dòng điện tĩnh của phần tử điều khiển IC0 đƣợc tạo thành do dòng điện tĩnh IE0 thông
qua sự điều khiển của RE và dòng IB0.
1.2. Nguyên lý hoạt động của tầng khuếch đại
Việc tính toán chế độ một chiều của tầng khuếch đại là giải quyết nhiệm vụ lựa
chọn một cách hợp lý các phần tử trên sơ đồ để nhận đƣợc các tham số cần thiết. Có
thể xác định các tham số đầu ra Irm và Urm khi biết tín hiệu vào bằng phƣơng pháp đồ
thị.
- Khi chƣa có tín hiệu vào (uv = 0) thì tầng khuếch đại làm việc ở chế độ tĩnh với
phụ tải tĩnh. Khi đó dòng điện trong tầng khuếch đại và điện áp giữa các điểm là dòng
điện và điện áp một chiều, ura = 0. Khi đó phƣơng trình đƣờng tải tĩnh là:
1);(0000  ECCCEECCCCE RRIERIRIEU
Phƣơng trình đƣờng tải tĩnh đi qua 2 điểm A (EC, 0) và B (0, EC/(RC+RE), điện
trở phụ tải tĩnh là ECt RRR 
.
a)
iB~
uB~
uC~
iC~
iC
EC uC
IB=0
IBmax
Ec/
(Rc+RE)
IC0
Irm
Urm∆UC0
ICE0
iB
uB
P μA
IBm
UBm
IB0
b)
Xác định chế độ tĩnh của tầng EC
a. Trên họ đặc tuyến ra; b. Trên đặc tuyến vào
UBE0
UC0
P
t
tt
t

- Khi có tín hiệu xoay chiều đƣa đến đầu vào của tầng khuếch đại thì nó sẽ chuyển
sang làm việc ở chế độ động với phụ tải động. Điện áp xoay chiều của tín hiệu sẽ làm
xuất hiện dòng điện xoay chiều cực gốc iB~ , ở mạch ra xuất hiện dòng iC~ xoay chiều ,
hạ áp trên RC tạo nên điện áp xoay chiều trên Colectơ. Điện áp này thông qua tụ CP2 sẽ
đƣợc đƣa tới phụ tải.
Khi có tín hiệu vào (uvào ≠ 0) thì dòng iB thay đổi, iB đƣợc coi là tổng của thành
phần một chiều IB0 (xác lập trong chế độ tĩnh) và thành phần xoay chiều do uvào tạo ra:
iB = IB0 + iB~. Kết quả là iC thay đổi theo với hệ số β lần dòng iB. Dòng iC tạo trên điện
trở RC một lƣợng điện áp biến thiên, chính điện áp biến thiên này đƣợc đƣa tới đầu ra.
Do đó đƣờng tải động phải đi qua điểm làm việc tĩnh.
Đƣờng tải động biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp cực góp với thành phần xoay
chiều của dòng điện cực góp.
iIi
RRiUu
CCC
tCCCEC





~0
0 )//(
Vì điện trở phụ tải của thành phần xoay chiều nhỏ hơn điện trở phụ tải đối với
thành phần một chiều do đó đƣờng tải xoay chiều dốc hơn đƣờng tải một chiều.
Với cách xây dựng nhƣ vậy, đƣờng tải xoay chiều đặc trƣng cho sự thay đổi giá
trị tức thời của dòng điện và điện áp trên cực góp của tranzito (uCE) khi giá trị tức thời
của tín hiệu vào thay đổi. Hay nói cách khác nếu tín hiệu vào có dạng hình sin thì
điểm làm việc sẽ dao động xung quanh điểm làm việc tĩnh. Từ đó ta thấy nếu muốn tín
hiệu ra không bị méo so với tín hiệu vào thì điểm làm việc trong chế độ động (ứng với
tín hiệu vào là lớn nhất hoặc bé nhất) không đƣợc rơi vào vùng bão hòa cũng nhƣ vùng
cắt dòng trên đặc tuyến). Tức là:





00
00
CErmC
CErmC
III
UUU
trong đó: ∆UCE0 là điện áp colectơ ứng với đoạn đầu của đặc tuyến ra (UCE bão
hòa hay khi đó dòng điện cực góp không phụ thuộc dòng điện cực gốc), ICE0 là dòng
điện cực góp ban đầu, Urm, Irm là biên độ điện áp và dòng điện đầu ra. Urm, Irm có mối
quan hệ:
~
// t
rm
tC
rm
rm
R
U
RR
U
I 

Lựa chọn giá trị của các linh kiện
- Tính chọn RC.
Để tăng hệ số khuếch đại thƣờng chọn giá trị của điện trở RC lớn hơn Rt từ 3 ÷ 5 lần.
- Dựa vào dòng IC0 đã chọn ta tính dòng bazơ, emitơ tĩnh:
00
000
0 ; CE
CCEC
B II
III
I 



- Từ đó chỉ số nguồn EC đƣợc chọn theo:
)(00000 ECCCEEECCCEC RRIURIRIUE 
- Điện trở của khâu ổn định nhiệt RE càng lớn thì khả năng ổn định nhiệt cho
điểm làm việc tĩnh càng cao, tuy nhiên nếu chọn RE lớn thì hiệu suất giảm, do đó
thƣờng chọn sao cho sụt áp rơi trên RE bằng (0.1 † 0.3) điện áp nguồn.
0
)3.01.0(
C
C
E
I
E
R


- Khi tính đến khâu phân áp đầu vào: để ổn định nhiệt cho điểm làm việc tĩnh thì
phải đảm bảo sao cho sự thay đổi của dòng IB0 ít ảnh hƣởng đến UB0, muốn vậy thì
dòng IP >> IB0 (IP là dòng điện chạy qua điện trở R2) muốn IP lớn thì R1R2 phải nhỏ.
Mặt khác trong chế độ xoay chiều thì R1 nối song song với R2 và song song với mạch
vào của tranzito gây ra tác dụng rẽ mạch ảnh hƣởng xấu đến đầu vào của bộ khuếch
đại, do đó thƣờng chọn
vrRR )52(// 21 
uvào
uBE UBE0
t
IB0
uE UE0
iC IC0
UC0
ura
uvào
t
t
t
t
t
t
t
Đồ thị thời gian minh họa sự hoạt động của tầng khuếch đại EC

với rv là điện trở đầu vào của tranzito đối với thành phần xoay chiều.
0)52( BP II 
P
EBE
P
B
I
UU
I
U
R 000
2


0
0
1
BP
BC
II
UE
R



* Phƣơng pháp giải tích để tính chế độ xoay chiều tín hiệu bé:
Các tham số quan trọng của tầng khuếch đại nhƣ hệ số khuếch đại dòng KI, hệ số
khuếch đại áp KU, hệ số khuếch đại công suất KP, tổng trở đầu vào đầu ra Rv, Rr đƣợc
xác định khi tính toán cho tầng khuếch đại ở chế độ xoay chiều. Phƣơng pháp tính dựa
trên cơ sở thay thế tranzito tƣơng đƣơng bằng sơ đồ hình T trong chế độ tín hiệu bé.
Các tụ điện CE, CC là các tụ điện ký sinh của các tiếp giáp trên tranzito, CE là điện
dung của tiếp giáp phát, CC là điện dung của tiếp giáp góp, CP là điện dung ký sinh của
phụ tải. Ở những tần số thấp và trung bình thì trở kháng của các tụ điện ký sinh CE, CC
có giá trị lớn.
Khi tầng khuếch đại làm việc với tín hiệu hình sin với tần số trung bình thì trở
kháng các tụ C1, C2 nhỏ CE, CC, CP lớn, do đó có thể bỏ qua ảnh hƣởng của các tụ này
trong sơ đồ thay thế.
+ Rv = R1//R2//rV với rV là điện trở đầu vào của tranzito.
EB
B
EEBB
B
BE
V rr
I
rIrI
I
U
r )1( 


thƣờng chọn R1//R2 khá lớn nên
Rv  rB + (1+β).rE
+ CCCr RrRR  // vì rC >> RC
+
tC
C
t
tC
t
tC
B
C
B
t
v
t
I
RR
R
R
RR
R
RR
I
I
I
I
I
I
K

 
////
.
+
)(
.
).(
.
Vn
t
I
VnV
tt
U
RR
R
K
RRI
RI
K




Rn
en
R1//R2
rB rC
rE RC Rt
B C
E
Sơ đồ tương đương của tầng khuếch đại phát chung
CC
βiB
C1 C2
CPC
E

+ IUP KKK  ; thƣờng khoảng (0.2 ÷ 5).103
→ Tầng khuếch đại có hệ số khuếch đại dòng và áp khá lớn, nếu chọn RC đủ lớn
thì IK do đó hệ số khuếch đại công suất lớn. Đây là tầng khuếch đại đảo pha, tín
hiệu ra ngƣợc pha so với tín hiệu vào.
1.3. Đặc điểm
- Điện áp ra ngƣợc pha so với điện áp vào. Giả sử việc tăng điện áp vào theo
chiều dƣơng sẽ làm tăng dòng bazơ iB  dòng colectơ iC tăng , hạ áp trên RC tăng 
làm giảm điện áp trên Colectơ (tức là làm giảm điện áp có cực tính dƣơng trên cực
Colectơ) hay là xuất hiện ở đầu ra nửa chu kỳ âm điện áp
- Hệ số khuếch đại dòng : Ki >>1
- Hệ số khuếch đại điện áp : Ku >>1
- Hệ số khuếch đại công suất : KP >>1
Đây là tầng khuếch đại cơ bản hay dùng trong thực tế.
2. Tầng khuếch đại Colectơ chung (CC)
- Phân áp R1 , R2 làm nhiệm vụ chọn điểm làm việc tĩnh.
- Các tụ C1 , C2 là các tụ nối tầng. Điện trở RE dùng để tạo điện áp rơi xoay chiều từ đó
dẫn qua tụ CP2 sang phụ tải.
Việc tính toán chế độ một chiều của tầng khuếch đại góp chung giống nhƣ tính
toán trong tầng khuếch đại phát chung. Việc tính toán chế độ xoay chiều trong chế độ
tín hiệu bé đƣợc dựa trên sơ đồ thay thế tƣơng đƣơng. Để đơn giản, giả thiết tầng
khuếch đại làm việc ở tần số trung bình, khi đó bỏ qua sự ảnh hƣởng của các tụ điện.
+ Rv = R1//R2//rV
)//)(1(
)//(
tEEB
B
tEEEBB
B
BE
V RRrr
I
RRrIrI
I
U
r 

 
ura
+Ec
R1 IR1
IE
R2 IR2
IB
uvào
RE
B
C
Rt
C1
C2
IC
CE
CPRt
C1
C2
CC
βiB
Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tƣơng đƣơng của
tầng khuêch đại góp chung (CC)
Rn
en
R1//R2
RE
rCrB
rE

Dien tu-tuong-tu

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (8)

Similar to Dien tu-tuong-tu

Similar to Dien tu-tuong-tu (20)

Dien tu-tuong-tu