ứng dụng của điện tử công suất, chương 6

Mạch phân cực bằng cầu chia điện 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 đây thông qua các bài tập áp dụng. 2.5.1. Xác định VC, VB của mạch hình 2.6 2.5.2. Xác định VCE, IE của mạch hình 2.7 2.5.3. Xác ñịnh VC, VB, VE của mạch hình 2.8Khi thiết kế mạch phân cực, người ta thường dùng các định luật căn bản về mạch ñiện như ñịnh luật Ohm, ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ứng dụng của điện tử công suất, chương 6 Chương 6: PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP ÐIỆN THẾ(Dc Bias With Voltage Feedback) Ðây cũng là cách phân cực cải thiện ñộ ổn ñịnh cho hoạt ñộng của BJT2.5. MỘT SỐ DẠNG MẠCH PHÂN CỰC KHÁC Mạch phân cực bằng cầu chia ñiện thế và hồi tiếp ñiện thế rấtthông dụng. Ngoài ra tùy trường hợp người ta còn có thể phân cựcBJT theo các dạng sau ñây thông qua các bài tập áp dụng. 2.5.1. Xác ñịnh VC, VB của mạch hình 2.6 2.5.2. Xác ñịnh VCE, IE của mạch hình 2.7 2.5.3. Xác ñịnh VC, VB, VE của mạch hình 2.82.6. THIẾT KẾ MẠCH PHÂN CỰC Khi thiết kế mạch phân cực, người ta thường dùng các ñịnh luậtcăn bản về mạch ñiện như ñịnh luật Ohm, ñịnh luật Kirchoff, ñịnhlý Thevenin..., ñể từ các thông số ñã biết tìm ra các thông số chưabiết của mạch ñiện. Phần sau là một vài thí dụ mô tả công việc thiếtkế. 2.6.1. Thí dụ 1: Cho mạch phân cực với ñặc tuyến ngõ ra củaBJT như hình 2.9. Xác ñịnh VCC, RC, RB.Từ ñường thẳng lấy ñiện: VCE=VCC-RCIC ta suy ra VCC=20V Ðể có các ñiện trở tiêu chuẩn ta chọn: RB=470KΩ; RC=2.4KΩ.Chọn RB=1,2MΩ2.6.3. Thiết kế mạch phân cực có dạng như hình 2.11 Ðiện trở R1, R2 không thể tính trực tiếp từ ñiện thếchân B và ñiện thế nguồn. Ðể mạch hoạt ñộng tốt, ta phải chọn R1,R2 sao cho có VB mong muốn và sao cho dòng qua R1, R2 gầnnhư bằng nhau và rất lớn ñối với IB. Lúc ñó2.7. BJT HOẠT ÐỘNG NHƯ MỘT CHUYỂN MẠCH BJT không những chỉ ñược sử dụng trong các mạch ñiện tửthông thường như khuếch ñại tín hiệu, dao ñộng... mà còn có thểñược dùng như một ngắt ñiện (Switch). Hình 2.12 là mô hình căn bảncủa một mạch ñảo (inverter). Ta thấy ñiện thế ngõ ra của VC là ñảo ñối với ñiện thế tín hiệu ápvào cực nền (ngõ vào). Lưu ý là ở ñây không có ñiện áp 1 chiều phâncực cho cực nền mà chỉ có ñiện thế1 chiều nối vào cực thu. Mạch ñảo phải ñược thiết kế sao cho ñiểm ñiều hành Q di chuyểntừ trạng thái ngưng dẫn sang trạng thái bảo hòa và ngược lại khi hiệuthế tín hiệu vào ñổi trạng thái. Ðiều này có nghĩa là IC=ICEO ≈0mA khi IB=0mA và VCE=VCEsat=0V khi IC=ICsat (thật raVCEsat thay ñổi từ 0,1V ñến 0,3V) - Ở hình 2.12, Khi Vi=5V, BJT dẫn và phải thiết kế sao cho BJT dẫn bảo hòa. Ở mạch trên, khi vi=5V thì trị số của IB là: Thử ñiều kiện trên ta thấy: nên thỏa mãn ñể BJT hoạt ñộng trong vùng bảo hòa. - Khi vi=0V, IB=0µA, BJT ngưng và IC=ICEO=0mA; ñiện thế giảm qua RC lúc này là 0V, do ñó: VC=VCC- RCIC=5V - Khi BJT bảo hòa, ñiện trở tương ñương giữa 2 cực thu-phát là: Nếu coi VCEsat có trị trung bình khoảng 0,15V ta có:Như vậy ta có thể coi Rsat#0Ω khi nó ñược mắc nối tiếp với ñiệntrở hàng KΩ. - Khi vi=0V, BJT ngưng, ñiện trở tương ñương giữa 2 cực thu-phát ñược ký hiệu là Rcut-off Kết qủa là giữa hai cực C và E tương ñương với mạch hở Thí dụ: Xác ñịnh RC và RB của mạch ñiện hình 2.15 nếu ICsat=10mA Khi bảo hòa: Ta chọn IB=60µA ñể ñảm bảo BJT hoạt ñộng trong vùng bảo hòa Vậy ta thiết kế: RC=1KΩ RB=150KΩ Trong thực tế, BJT không thể chuyển tức thời từ trạng tháingưng sang trạng thái dẫn hay ngược lại mà phải mất một thời gian.Ðiều này là do tác dụng của ñiện dung ở2 mối nối của BJT. Ta xem hoạt ñộng của BJT trong một chu kỳ của tín hiệu (hình2.16)- Khi chuyển từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn, BJT phải mất một thời gian là: ton=td+tr ( 2.14) td: Thời gian từ khi có tín hiệu vào ñến khi IC tăng ñược 10% giá trị cực ñại tr: 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: toff=ts+tf (2.15) ts: Thời gian từ khi mất tín hiệu vào ñến khi IC còn 90% so với trị cực ñại tf: Thời gian từ khi IC 90% ñến khi giảm còn 10% trị cực ñại. Thông thường toff > ton Thí dụ ở 1 BJT bình thường: ts=120ns ; tr=13ns tf=132ns ; td=25ns Vậy: ton=38ns ; toff=132ns So sánh với 1 BJT ñặc biệt có chuyển mạch nhanh như BSV 52L ta thấy:ton=12ns; toff=18ns. Các BJT này ñược gọi là transistorchuyển mạch (switching transistor) ...