Mạch phân cực BJT ổn định phát

Một cấu hình trong đó bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực hoặc BJT được tăng cường bằng điện trở cực phát để tăng cường tính ổn định của nó liên quan đến việc thay đổi nhiệt độ môi trường, được gọi là mạch phân cực ổn định cực phát cho BJT.

Chúng tôi đã nghiên cứu những gì là Xu hướng DC trong bóng bán dẫn , bây giờ chúng ta hãy tiếp tục và tìm hiểu cách một điện trở cực phát có thể được sử dụng để cải thiện sự ổn định của mạng phân cực DC BJT.

Áp dụng mạch phân cực ổn định máy phát

Việc đưa điện trở phát vào phân cực một chiều của BJT mang lại sự ổn định vượt trội, có nghĩa là dòng điện và điện áp phân cực một chiều tiếp tục gần hơn với nơi chúng đã được cố định bởi mạch xem xét các thông số bên ngoài, chẳng hạn như sự thay đổi về nhiệt độ, và bóng bán dẫn beta (đạt được),

Hình dưới đây cho thấy một mạng phân cực DC của bóng bán dẫn có một điện trở phát để thực thi xu hướng ổn định phát trên cấu hình phân cực cố định hiện có của BJT.

Hình 4.17 Mạch phân cực BJT với điện trở phát

Trong các cuộc thảo luận của chúng ta, chúng ta sẽ bắt đầu phân tích thiết kế bằng cách kiểm tra vòng lặp xung quanh vùng cực phát của mạch, sau đó sử dụng kết quả để nghiên cứu sâu hơn về vòng lặp xung quanh phía thu-phát của mạch.

Vòng lặp phát điện cơ sở

Chúng ta có thể vẽ lại vòng lặp base-emitter ở trên theo cách được hiển thị bên dưới trong Hình 4.18 và nếu chúng ta áp dụng Định luật điện áp Kirchhoff trên vòng lặp này theo chiều kim đồng hồ, giúp chúng ta có được phương trình sau:

+ Vcc = IBRB - VBE - IERE = 0 ------- (4,15)

Từ các cuộc thảo luận trước đây của chúng tôi, chúng tôi biết rằng: IE = (β + 1) B ------- (4,16)

Thay thế giá trị của IE trong phương trình (4.15) cho kết quả sau:

Vcc = IBRB - VBE - (β + 1) IBRE = 0

Đặt các thuật ngữ trong các nhóm tương ứng của chúng sẽ mang lại kết quả sau:

Nếu bạn nhớ lại từ các chương trước của chúng tôi, phương trình thiên vị cố định được suy ra ở dạng sau:

Nếu chúng ta so sánh phương trình thiên vị cố định này với phương trình (4.17), chúng ta thấy sự khác biệt duy nhất giữa hai phương trình cho IB hiện tại là số hạng (β + 1) RE.

Khi phương trình 4.17 được sử dụng để vẽ một cấu hình dựa trên chuỗi, chúng ta có thể rút ra một kết quả thú vị, thực tế là tương tự như phương trình 4.17.

Lấy ví dụ về mạng sau trong Hình 4.19:

Nếu chúng ta giải hệ cho IB hiện tại, kết quả là cùng một phương trình thu được trong phương trình. 4.17. Quan sát rằng bên cạnh điện áp từ cơ sở đến bộ phát VBE, điện trở RE có thể được nhìn thấy một lần nữa xuất hiện ở đầu vào của mạch cơ sở một mức (β + 1).

Có nghĩa là, điện trở phát tạo thành một phần của vòng lặp thu-phát xuất hiện như (β + 1) RE trong vòng lặp base-emitter.

Giả sử rằng β có thể chủ yếu là trên 50 đối với hầu hết các BJT, điện trở tại bộ phát của các bóng bán dẫn có thể lớn hơn đáng kể trong mạch cơ sở. Do đó, chúng ta có thể suy ra phương trình tổng quát sau cho Hình.4.20:

Ri = (β + 1) RE ------ (4,18)

Bạn sẽ thấy phương trình này khá tiện dụng trong khi giải nhiều mạng trong tương lai. Trên thực tế, phương trình này tạo điều kiện cho việc ghi nhớ phương trình 4.17 một cách dễ dàng hơn.

Theo định luật Ôm, chúng ta biết rằng cường độ dòng điện qua mạng là hiệu điện thế chia cho điện trở của mạch.
Điện áp cho thiết kế bộ phát gốc là = Vcc - VBE

Các điện trở được thấy trong 4,17 là RB + RE , được phản ánh là (β + 1), và kết quả là những gì chúng ta có trong Phương trình 4.17.

Vòng lặp Collector – Emitter

Hình trên cho thấy vòng lặp thu-phát, áp dụng Định luật Kirchhoff đến vòng lặp được chỉ định theo chiều kim đồng hồ, chúng tôi nhận được phương trình sau:

+ YESTERDAY + BẠN LÀ + ICRC - VCC = 0

Giải một ví dụ thực tế cho mạch phân cực ổn định bộ phát như được cho dưới đây:



Đối với mạng thiên vị bộ phát như được cho trong hình 4.22 ở trên, hãy đánh giá như sau:

1. IB
2. Vi mạch
3. BẠN LÀ
4. U
5. VÀ
6. VÂN VÂN
7. VBC

Xác định mức độ bão hòa

Dòng điện cực đại trở thành bộ thu mức độ bão hòa đối với mạng thiên vị emitter có thể được tính toán bằng cách sử dụng chiến lược giống hệt đã được áp dụng cho mạch thiên vị cố định .

Nó có thể được thực hiện bằng cách tạo ra một mạch ngắn qua bộ thu và bộ phát của BJT, như được chỉ ra trong sơ đồ 4.23 ở trên, và sau đó chúng ta có thể đánh giá dòng điện thu kết quả bằng công thức sau:

Bài toán ví dụ để giải quyết dòng điện bão hòa trong mạch BJT ổn định cực phát:

Phân tích dòng tải

Phân tích dòng tải của mạch BJT phân cực phát khá giống với cấu hình phân cực cố định đã thảo luận trước đó của chúng tôi.

Sự khác biệt duy nhất là cấp độ IB [như được suy ra trong phương trình (4.17)] của chúng tôi xác định cấp độ IB dựa trên các đặc điểm như thể hiện trong Hình 4.24 sau đây (được biểu thị là IBQ).