Transistor là gì ?

Transistor là gì ?

Transistor lưỡng cực là một linh kiện bán dẫn có thể được sử dụng để chuyển mạch hoặc khuếch đại.

Trong các hướng dẫn về diode, chúng ta đã thấy rằng các điốt đơn giản được tạo thành từ hai loại vật liệu bán dẫn để tạo thành một lớp tiếp giáp p-n đơn giản và chúng ta cũng đã tìm hiểu về các tính chất và đặc điểm của chúng.

Nếu bây giờ chúng ta kết hợp hai điốt tín hiệu riêng lẻ lại với nhau, điều này sẽ tạo ra cho chúng ta hai điểm nối P-N lưng đối lưng với nhau. Sự hợp nhất của hai điốt này tạo ra một linh kiện ba lớp, hai đường giao nhau, ba cực tạo thành transistor lưỡng cực , gọi tắt là BJT .

Transistor có 3 cực được làm từ các vật liệu bán dẫn khác nhau có thể hoạt động như một chất cách điện hoặc chất dẫn điện bằng cách sử dụng một điện áp tín hiệu nhỏ. Khả năng thay đổi giữa hai trạng thái này của Transistor cho phép nó có hai chức năng cơ bản: “chuyển mạch” (điện tử kỹ thuật số) hoặc “khuếch đại” (điện tử tương tự). Transistor lưỡng cực có khả năng hoạt động trong ba miền khác nhau:

  • Miền hoạt động    – Transistor hoạt động như một bộ khuếch đại và Ic = β * Ib
  • Miền bão hòa    – Transistor ở trạng thái “BẬT hoàn toàn” hoạt động như một công tắc và Ic = I (bão hòa)
  • Miền Cắt    – Transistor ở trạng thái “TẮT hoàn toàn” hoạt động như một công tắc và Ic = 0

Từ Transistor là sự kết hợp của hai từ Transfer Varistor mô tả chế hoạt động của chúng trong những ngày đầu phát triển điện tử. Có hai loại cấu tạo transistor lưỡng cực cơ bản, PNP và NPN , về cơ bản sự sắp xếp vật lý của vật liệu bán dẫn loại P và loại N mà từ đó chúng được tạo ra.

Nhìn hình dưới các bạn có thể hình dung ra hoạt động nha :

Cấu trúc cơ bản của Transistor lưỡng cực bao gồm hai điểm nối PN tạo ra ba cực kết nối với nhau. 3 cực này là Emitter ( E ), Base ( B ) và Collector ( C ).

Transistor lưỡng cực là thiết bị điều chỉnh dòng điện , kiểm soát lượng dòng điện chạy qua chúng từ cực E đến đầu cực C , tương ứng với lượng điện áp phân cực được đặt vào đầu cực B của chúng, do đó hoạt động giống như một công tắc điều khiển dòng điện. Khi một dòng điện nhỏ chảy vào cực B sẽ điều khiển một dòng điện cực C lớn hơn nhiều tạo thành cơ sở hoạt động của bóng bán dẫn.

Nguyên lý hoạt động của hai loại Transistor PNP và NPN , hoàn toàn giống nhau, chỉ khác là về phân cực của chúng và cực của bộ nguồn cho mỗi loại.

Cấu tạo transistor lưỡng cực

Nhìn hình dưới các bạn sẽ hình dung ra cách hoạt động nha :

Cấu trúc và ký hiệu mạch cho cả Transistor lưỡng cực PNP và NPN được đưa ra ở trên với mũi tên trong ký hiệu mạch luôn hiển thị hướng của “dòng điện thông thường” giữa B và E . Hướng của mũi tên luôn hướng từ vùng loại P dương đến vùng loại N âm đối với cả hai loại bóng bán dẫn, hoàn toàn giống như đối với ký hiệu diode tiêu chuẩn.

Cách mắc Transistor lưỡng cực

Vì Transistor lưỡng cực là một thiết bị có 3 cực, về cơ bản có ba cách có thể để kết nối nó trong một mạch điện tử với một cực chung cho cả tín hiệu đầu vào và đầu ra. Mỗi phương pháp kết nối đáp ứng khác nhau với tín hiệu đầu vào của nó trong mạch vì các đặc tính tĩnh của bóng bán dẫn thay đổi theo từng cách sắp xếp mạch.

  • Transistor mắc theo kiểu B chung    – Độ lợi điện áp.
  • Transistor mắc theo kiểu E chung    – Cả điện áp và Độ lợi dòng điện.
  • Transistor mắc theo kiểu C chung   – Độ lợi dòng điện

Transistor mắc theo kiểu B chung (CB)

Như tên gọi của nó cho thấy, trong cách mắc transistor theo kiểu B chung hoặc cực B sẽ nối đất, kết nối cực B chung cho cả tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra. Tín hiệu đầu vào được áp dụng giữa B và E, trong khi tín hiệu đầu ra tương ứng được lấy từ giữa B và C như hình minh họa. Cực B được nối đất hoặc có thể được kết nối với một số điểm điện áp chuẩn cố định.

Dòng điện đầu vào chảy qua cực E là khá lớn vì nó là tổng của cả dòng điện cực B và dòng điện cực C, do đó, đầu ra dòng điện qua cực C nhỏ hơn đầu vào dòng điện cực qua E dẫn đến độ lợi dòng điện cho loại mạch này là “1” hoặc nhỏ hơn, nói cách khác là cách mắc transistor theo kiểu B chung “làm suy giảm” tín hiệu đầu vào.

Sơ đồ Mạch transistor mắc theo kiểu B chung

Loại cấu hình bộ khuếch đại này là một mạch khuếch đại điện áp không đảo, trong đó điện áp tín hiệu Vin và Vout là “cùng pha”. Cách mắc này này không phổ biến lắm do đặc tính độ lợi điện áp cao bất thường . Các đặc tính đầu vào đại diện cho đặc tính của một diode phân cực thuận trong khi các đặc tính đầu ra đại diện cho một diode quang.

Ngoài ra, cách mắc này có tỷ lệ cao giữa điện trở đầu ra và điện trở đầu vào hoặc quan trọng hơn là điện trở “tải” (  RL  ) với điện trở “đầu vào” (  Rin  ) tạo cho nó một giá trị là “Độ lợi kháng”. Khi đó, độ lợi điện áp (  Av  ) được đưa ra là:

Độ lợi điện áp B chung

Trong đó: Ic / Ie là Độ lợi dòng điện, alpha (  α  ) và RL / Rin là Độ lợi trở kháng.

Mạch B chung thường chỉ được sử dụng trong các mạch khuếch đại giai đoạn đơn như bộ tiền khuếch đại micrô hoặc bộ khuếch đại tần số vô tuyến (    ) do đáp ứng tần số cao rất tốt của nó.

Ví dụ bộ khuếch đại mắc theo kiểu B chung

Một bộ khuếch đại mắc theo kiểu B chung có điện trở đầu vào là 20 Ω và điện trở đầu ra là 100 kΩ. điện trở tải là 1 kΩ. Nếu một tín hiệu 500 mV được áp dụng giữa E và cực B, hãy tìm độ lợi điện áp ?. Giả sử α ac  gần bằng một.

Ta có dòng điện cực E là :

Giả sử α ac= 1 nên IC= IE= 25mA. Vậy điện áp đầu ra là :

Độ lợi điện áp là :

Tại sao lại sử dụng mạch khuếch đại mắc theo kiểu B chung

Đặc điểm quan trọng của cách mắc này là nó có trở kháng đầu vào thấp và trở kháng đầu ra cao vừa phải. Do đó nó sử dụng để kết hợp trở kháng. Ví dụ: nếu bạn muốn sử dụng loa (trở kháng thấp bốn hoặc tám ohm) với micro, một tầng B chung được sử dụng để khớp trở kháng đầu vào thấp của loa với trở kháng đầu vào cao của bộ khuếch đại âm thanh.

Một ứng dụng phổ biến khác là kết hợp trở kháng của ăng-ten với bộ khuếch đại RF.

Transistor mắc theo kiểu E chung (CE)

Trong Cách mắc theo kiểu E chung hoặc Cực E nối đất, tín hiệu đầu vào được áp dụng giữa B và E, trong khi đầu ra được lấy từ giữa C và E như hình minh họa. Ccahs mắc này được sử dụng rất phổ biến.

Cách mắc theo kiểu E chung tạo ra dòng điện và độ lợi công suất cao nhất trong cả ba cách mắc transistor lưỡng cực. Điều này chủ yếu là do trở kháng đầu vào THẤP vì nó được kết nối với điểm nối PN phân cực thuận, trong khi trở kháng đầu ra CAO vì nó được lấy từ điểm nối PN phân cực ngược.

Sơ đồ mạch khuếch đại E chung

Trong mạch này, dòng điện chạy ra khỏi transistor phải bằng dòng điện đi vào transistor vì dòng phát được cho là Ie = Ic + Ib .

Khi điện trở tải (  L  ) được mắc nối tiếp với cực C, độ lợi dòng điện khá lớn vì nó là tỷ lệ Ic / Ib . Độ lợi dòng điện của transistor được ký hiệu tiếng Hy Lạp là Beta , (  β  ).

Vì dòng cực E  là Ie = Ic + Ib , tỷ lệ Ic / Ie được gọi là Alpha , với ký hiệu tiếng Hy Lạp là α . Lưu ý: giá trị của Alpha sẽ luôn nhỏ hơn 1.

Vì mối quan hệ điện giữa ba dòng điện này, Ib , Ic và Ie được xác định bởi cấu tạo vật lý của chính bóng bán dẫn, bất kỳ thay đổi nhỏ nào trong dòng điện (  Ib  ), sẽ dẫn đến sự thay đổi lớn hơn nhiều trong dòng điện (  Ic  ) .

Khi đó, những thay đổi nhỏ trong dòng điện chạy qua cực B do đó sẽ điều khiển dòng điện Ic. Thông thường, Beta có giá trị từ 20 đến 200 đối với hầu hết với cách mắc theo kiểu E chung. Vì vậy, nếu một transistor có giá trị Beta là 100, thì cứ 100 điện tử sẽ có một điện tử chảy ra từ đầu cực B giữa đầu cực C-E.

Bằng cách kết hợp các biểu thức cho cả Alpha , α và Beta , β , mối quan hệ toán học giữa các tham số này và do đó độ lợi dòng điện của transistor có thể được đưa ra là:

Trong đó: “ Ic ” là dòng điện đi vào cực C, “ Ib ” là dòng điện đi vào cực B và “ Ie ” là dòng điện đi ra từ cực E.

Loại cấu hình bóng bán dẫn lưỡng cực này có trở kháng đầu vào, dòng điện và độ lợi công suất lớn hơn kiểu B chung nhưng độ lợi điện áp của nó thấp hơn nhiều. Cấu hình E chung phổ biến là một mạch khuếch đại đảo. Điều này có nghĩa là tín hiệu đầu ra kết quả có độ lệch pha 180 o so với tín hiệu điện áp đầu vào.

Ví dụ về transistor mắc theo kiểu E chung

Một Transistor được kết nối theo kiểu E chung (CE), trong đó nguồn cung cấp cực C là 8 V và điện áp rơi trên điện trở R C là 0,5 V. Giá trị của R  = 800 Ω. Nếu α = 0,96, hãy xác định: (i) Điện áp C-E (ii) Dòng điện Ib.

Ta có Vce là :

Dòng điện qua điện trở Rc là :

Giá trị β  là :

Dong cực B là :

Tại sao phải sử dụng cách mắc transistor theo kiểu E chung

  • Khả năng của cách mắc này để tăng công suất tín hiệu đầu vào lên 20dB (100 lần) và hơn thế nữa được sử dụng rộng rãi như bộ khuếch đại tín hiệu trong truyền thông. Tín hiệu yếu có thể khôi phục công suất của chúng khi đi qua bộ khuếch đại E chung. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong loa, nơi mà sự độ lợi điện áp có thể làm tăng âm lượng của âm thanh.
  • Cách mắc này cũng có thể được sử dụng làm công tắc trong các hệ thống nhúng. Thông thường, đầu ra của vi điều khiển được giới hạn ở 5V. Với công tắc CE, điện áp có thể tăng lên khoảng 5-20 lần cho phép điều khiển các thiết bị đòi hỏi khắt khe hơn, chẳng hạn như động cơ DC.

Transistor mắc theo kiểu C chung (CC)

Trong cách mắc theo kiểu C chung hoặc cực C nối đất, Cực C được kết nối với đất thông qua nguồn cung cấp, do đó cực C chung cho cả đầu vào và đầu ra. Tín hiệu đầu vào được kết nối trực tiếp với cực B, trong khi tín hiệu đầu ra được lấy từ điện trở tải của cực E như hình minh họa. Cách mắc này là Emitter Follower .

Cách mắc này hữu ích cho các ứng dụng kết hợp trở kháng vì trở kháng đầu vào rất cao,  hàng trăm nghìn Ohms trong khi có trở kháng đầu ra tương đối thấp.

Sơ đồ mạch transistor theo kiểu C chung

Cách mắc này có độ lợi dòng điện xấp xỉ bằng giá trị β của chính transistor. Tuy nhiên trong trong cách mắc theo kiểu C chung, điện trở tải được mắc nối tiếp với cực E nên dòng điện của nó bằng dòng điện cực E.

Vì dòng điện cực E là sự kết hợp của dòng điện cực C và dòng điện cực B , nên điện trở tải cũng có cả dòng điện cực C và dòng điện đầu vào của B chạy qua nó. Khi đó độ lợi của mạch được cho là:

Cách mắc này là một mạch không đảo trong đó điện áp tín hiệu của Vin và Vout là “cùng pha” . Cấu hình C chung có độ lợi điện áp khoảng “1” . Vì vậy, nó có thể được coi là một bộ đệm điện áp vì độ lợi điện áp là 1.

Điện trở tải của transistor cực C chung nhận được cả dòng điện cực B và dòng điện cực C tạo ra độ lợi dòng điện lớn (như với cấu hình E chung), do đó, cung cấp khả năng khuếch đại dòng điện tốt với độ lợi điện áp nhỏ.

Sau khi xem xét ba loại cấu hình trasistor lưỡng cực khác nhau, bây giờ chúng ta có thể tóm tắt các mối quan hệ khác nhau giữa các dòng điện một chiều riêng lẻ của transistor chạy qua mỗi chân và độ lợi dòng điện một chiều của nó được đưa ra ở trên trong bảng sau.

Mối quan hệ giữa Dòng điện DC và độ lợi

Lưu ý rằng mặc dù chúng ta đã xem xét các cấu hình Transistor lưỡng cực NPN ở đây, các bóng bán dẫn PNP cũng hợp lệ để sử dụng trong mỗi cấu hình vì các phép tính sẽ giống nhau, như đối với tín hiệu khuếch đại không đảo. Sự khác biệt duy nhất sẽ là ở các cực điện áp và hướng dòng điện.

Tóm tắt transistor lưỡng cực

Hoạt động của transistor lưỡng cực trong mỗi một trong các cấu hình mạch ở trên là rất khác nhau và tạo ra các đặc tính mạch khác nhau liên quan đến trở kháng đầu vào, trở kháng đầu ra và cho dù đây là độ lợi điện áp, độ lợi dòng điện hay độ lợi công suất và đây là tóm tắt trong bảng dưới đây.

Cấu hình transistor lưỡng cực

với các đặc điểm tổng quát của các cấu hình bóng bán dẫn khác nhau được đưa ra trong bảng sau:

Đặc tính B chung E chung C chung
Trở kháng đầu vào Thấp Vừa phải Cao
Trở kháng đầu ra Rất cao Cao Thấp
Lệch pha o 180 o o
Tăng điện áp Cao Vừa phải Thấp
Độ lợi dòng điện Thấp Vừa phải Cao
Độ lợi công suất Thấp Rất cao Vừa phải

Transistor NPN

Transistor NPN là thiết bị có 3 cực có thể hoạt động như bộ khuếch đại hoặc công tắc điện tử.

Cấu tạo transistor lưỡng cực NPN

(Lưu ý: Mũi tên xác định dòng điện cực E và dòng điện thông thường đối với Transistor lưỡng cực NPN.)

Cấu tạo và điện áp của NPN lưỡng cực được thể hiện ở trên. Điện áp giữa B và E ( BE ), là cực dương ở  cực B và  cực âm ở E vì đối với transistor NPN, cực B luôn dương đối với cực E. Ngoài ra, điện áp cung cấp tại cực C dương đối với Emitter ( CE ). Vì vậy, đối với một transistor NPN lưỡng cực để có thể dẫn  thì cực C luôn dương hơn đối với cả B và E.

Các nguồn điện áp được kết nối với một bóng bán dẫn NPN như hình vẽ. Collector được kết nối với điện áp cung cấp CC thông qua điện trở tải, RL , điện trở này cũng có tác dụng hạn chế dòng điện tối đa chạy qua thiết bị. Điện áp nguồn  B được kết nối với Điện trở  B , điện trở này lại được sử dụng để giới hạn dòng điện .

Vì vậy, trong Transistor NPN, chuyển động của các hạt tải điện âm (electron) qua vùng B tạo nên hoạt động của transistor, vì các electron này cung cấp liên kết giữa C và E. Liên kết này giữa các mạch đầu vào và đầu ra là đặc điểm chính của hoạt động của transistor vì các đặc tính khuếch đại khi điều khiển cực B nó tác động lên dòng điện từ C đến E.

Chúng ta có thể thấy rằng transistor là một thiết bị hoạt động bởi dòng điện (Beta) và một dòng điện lớn ( Ic ) chảy tự do qua thiết bị giữa cực C và cực E khi transistor được chuyển sang trạng thái “BẬT hoàn toàn”. Tuy nhiên, điều này chỉ xảy ra khi một dòng điện phân cực nhỏ ( Ib ) chạy vào cực B của transistor cùng lúc.

Dòng điện trong transistor NPN lưỡng cực là tỷ số của hai dòng điện này ( Ic / Ib ), được gọi là Độ lợi dòng điện một chiều của thiết bị và được ký hiệu là hfe hay là Beta , ( β ).

Giá trị của β có thể lớn đến 200 đối với transistor tiêu chuẩn, và chính tỷ lệ lớn giữa Ic và Ib làm cho transistor lưỡng cực NPN trở thành một thiết bị khuếch đại hữu ích khi được sử dụng trong vùng hoạt động vì Ib cung cấp đầu vào và Ic cung cấp đầu ra . Lưu ý rằng Beta không có đơn vị vì nó là một tỷ lệ.

Ngoài ra, mức khuếch đại dòng điện của transistor từ C đến E, Ic / Ie , được gọi là Alpha , ( α ), và là một chức năng của chính transistor (các điện tử khuếch tán qua lớp tiếp giáp). Vì dòng điện cực E tức là tổng của dòng điện cực B rất nhỏ cộng với dòng điện cực C rất lớn, giá trị của alpha ( α ), rất gần với 1 và đối với transistor tín hiệu công suất thấp điển hình, giá trị này nằm trong khoảng 0,950 đến 0,999

Mối quan hệ α và β trong Transistor NPN

Bằng cách kết hợp hai tham số α và β, chúng ta có thể tạo ra hai biểu thức toán học đưa ra mối quan hệ giữa các dòng điện khác nhau chạy trong bóng bán dẫn.

Các giá trị của Beta thay đổi từ khoảng 20 đối với transistor công suất cao  đến hơn 1000 đối với transistor lưỡng cực loại công suất thấp tần số cao. Giá trị của Beta đối với hầu hết các transistor NPN tiêu chuẩn có thể được tìm thấy trong datasheet của nhà sản xuất nhưng thường nằm trong khoảng từ 50 – 200.

Ví dụ về Transistor NPN No1

Một transistor NPN lưỡng cực có độ lợi dòng điện, giá trị ( Beta ) là 200. Tính dòng điện cơ bản Ib cần thiết để chuyển tải điện trở 4mA.

Do đó, β = 200, Ic = 4mA và Ib = 20µA .

Một điểm khác cần nhớ về transistor lưỡng cực NPN . Điện áp ( Vc ) phải lớn hơn và dương đối với điện áp ( Ve ) để cho phép dòng điện chạy qua transistor giữa các điểm nối C – E. Ngoài ra, có sự sụt giảm điện áp giữa B và E khoảng 0,7V đối với các thiết bị silicon vì đặc tính đầu vào của Transistor NPN là của một diode phân cực thuận.

Điện áp  ( Vbe ) của một transistor NPN phải lớn hơn 0,7V này nếu không bóng bán dẫn sẽ không dẫn với dòng điện cực B được cho là.

Trong đó:    Ib là dòng điện cực B, Vb là điện áp phân cực B, Vbe là điện áp giảm volt cực phát (0,7v) và Rb là điện trở đầu vào cực B. Ib tăng thì Vbe từ từ tăng lên 0,7V nhưng Ic tăng theo cấp số nhân.

Ví dụ về Transistor NPN No2

Một bóng bán dẫn NPN có điện áp phân cực  Vb là 10v và một điện  đầu vào, Rb là 100kΩ. Giá trị của dòng điện cực B vào bóng bán dẫn sẽ là bao nhiêu.

Do đó, Ib = 93µA .

Cấu tạo mạch E chung.

Cũng như được sử dụng như một công tắc bán dẫn để chuyển dòng tải “BẬT” hoặc “TẮT” bằng cách điều khiển tín hiệu B đến transistor trong vùng bão hòa hoặc vùng cắt của nó, transistor NPN lưỡng cực cũng có thể được sử dụng trong vùng hoạt động của nó để tạo ra một mạch sẽ khuếch đại bất kỳ tín hiệu AC nhỏ nào được áp dụng cho cực B của nó với cực E được nối đất.

Nếu điện áp “phân cực” DC phù hợp trước tiên được áp dụng cho các transistor cực B, do đó cho phép nó luôn hoạt động trong vùng dương tuyến tính của nó, một mạch khuếch đại đảo được gọi là bộ khuếch đại E chung một tầng được.

Cách mắc Bộ khuếch đại E chung như vậy của transistor NPN được gọi là Bộ khuếch đại loại A. Hoạt động “Bộ khuếch đại loại A” là hoạt động trong đó các transistor cực B được phân cực Cận lớp tiếp giáp B-E.

Kết quả là transistor luôn hoạt động ở một nửa giữa vùng cắt và vùng bão hòa của nó, do đó cho phép bộ khuếch đại transistor tái tạo chính xác nửa âm và dương của bất kỳ tín hiệu đầu vào AC nào được chồng lên trên điện áp phân cực DC này.

Nếu không có “Điện áp phân cực” này, chỉ một nửa của dạng sóng đầu vào sẽ được khuếch đại. Cách mắc bộ khuếch đại cực E phổ biến này sử dụng transistor NPN có nhiều ứng dụng nhưng thường được sử dụng trong các mạch âm thanh như giai đoạn tiền khuếch đại và khuếch đại công suất.

Xem hình bên dưới một họ các đường cong được gọi là Đường đặc tuyến đầu ra , liên quan giữa dòng điện cực C đầu ra, (  Ic  ) với điện áp cực C, (  Vce  ) khi các giá trị khác nhau của dòng điện cực B, (  Ib  ). Các đường cong đặc tuyến đầu ra được áp dụng cho transistor đối với các transistor có cùng giá trị β .

Một “Dòng tải” DC cũng có thể được vẽ trên các đường đặc tuyến đầu ra để hiển thị tất cả các điểm hoạt động có thể có khi các giá trị khác nhau của dòng điện cực B được áp dụng. Cần phải thiết lập giá trị ban đầu của Vce một cách chính xác để cho phép điện áp đầu ra thay đổi cả lên và xuống khi khuếch đại tín hiệu đầu vào AC và điều này được gọi là thiết lập điểm hoạt động hay điểm Q , viết tắt là Q-point và điều này được hiển thị bên dưới.

Mạch khuếch đại E chung một giai đoạn

Đặc tính đầu ra Đường cong của một bóng bán dẫn lưỡng cực điển hình

Yếu tố quan trọng nhất cần lưu ý là ảnh hưởng của Vce đối với Ic khi Vce lớn hơn khoảng 1,0 volt. Chúng ta có thể thấy rằng Ic phần lớn không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong Vce trên giá trị này và thay vào đó nó gần như được điều khiển hoàn toàn bởi dòng Ib . Khi điều này xảy ra, chúng ta có thể nói rằng mạch đầu ra đại diện cho “Nguồn dòng điện không đổi”.

Cũng có thể thấy từ mạch Et chung ở trên rằng dòng cực E tức là tổng của dòng Ic và dòng Ib , được cộng lại với nhau nên chúng ta cũng có thể nói rằng Ie = Ic + Ib đối với cực E chung ( CE).

Bằng cách sử dụng các đường cong đặc tuyến đầu ra trong ví dụ của chúng ta ở trên và cả Định luật Ôm, dòng điện chạy qua điện trở tải, (  R L  ), bằng với dòng điện Ic đi vào transistor tương ứng với điện áp cung cấp, (  Vcc  ) trừ đi điện áp rơi giữa cực C và cực E, (  Vce  ) và được cho là:

Ngoài ra, một đường thẳng đại diện cho Dòng tải động của transistor có thể được vẽ trực tiếp lên đồ thị của các đường cong ở trên từ điểm “Bão hòa” ( A ) khi Vce = 0 đến điểm “Cắt” ( B ) khi Ic = 0 do đó cho điểm “Hoạt động” hoặc Q của transitor. Hai điểm này được nối với nhau bằng một đường thẳng và bất kỳ vị trí nào dọc theo đường thẳng này đại diện cho “Vùng hoạt động” của transistor. Vị trí thực của đường tải trên các đường đặc tính có thể được tính như sau:

Các đường cong đặc tính của C  hoặc đầu ra cho các transistor NPN của mạch E chung có thể được sử dụng để dự đoán dòng Ic , khi ta biết được Vce và dòng Ib . Một Đường tải cũng có thể được xây dựng trên các đường cong để xác định điểm hoạt động hoặc điểm Q phù hợp có thể được thiết lập bằng cách điều chỉnh dòng điện cực B. Độ dốc của đường tải này bằng nghịch đảo của điện trở tải được cho là: -1 / R L

Transistor NPN dẫn điện khi Vc lớn hơn nhiều so với Ve .

Chế độ hoạt động của transistor

Tùy thuộc vào các điều kiện phân cực như thuận hoặc nghịch, transistor có ba chế độ hoạt động chính là vùng cắt, vùng hoạt động và vùng bão hòa.

Chế độ hoạt động

Trong chế độ này, transistor thường được sử dụng như một bộ khuếch đại dòng điện. Trong chế độ hoạt động, hai lớp tiếp giáp có phân cực khác nhau có nghĩa là tiếp giáp B-E được phân cực thuận trong khi B-C được phân cực ngược. Trong chế độ này, dòng điện chạy giữa cực E và cực C và lượng dòng điện tỷ lệ với dòng điện cực B.

Chế độ cắt hay ngắt

Trong chế độ này, tiếp giáp B-C và B-E đều được phân cực ngược. Vì cả hai Tiếp giáp PN đều được phân cực ngược nên hầu như không có dòng điện nào ngoại trừ dòng rò nhỏ (vài nano amps hoặc pico amps). BJT ở chế độ này được chuyển sang TẮT và về cơ bản là một mạch hở.

Vùng Cut Off được sử dụng chủ yếu trong các mạch chuyển mạch và logic kỹ thuật số.

Chế độ bão hòa

Trong chế độ hoạt động này, cả hai tiếp giáp B-C và B-E  đều được phân cực thuận. Dòng điện chạy tự do từ cực C đến Cực E với điện trở gần như bằng không. Trong chế độ này, transistor được chuyển sang BẬT hoàn toàn và về cơ bản là một mạch đóng.

Vùng bão hòa cũng được sử dụng chủ yếu trong các mạch chuyển mạch và logic kỹ thuật số.

Hình dưới đây cho thấy các đặc tính đầu ra của BJT. Trong hình dưới đây, vùng cắt có các điều kiện hoạt động khi dòng điện cực C đầu ra bằng 0, dòng điện đầu vào Ib bằng không và điện áp cực đại tại cực C. Các thông số này gây ra một lớp suy giảm lớn, hơn nữa không cho phép dòng điện chạy qua transistor. Do đó, transistor hoàn toàn ở trạng thái TẮT.

Tương tự, trong vùng bão hòa, một transistor được phân cực theo cách mà dòng điện Ib tối đa được áp dụng dẫn đến dòng điện cực C lớn nhất và điện áp C-E nhỏ nhất. Điều này làm cho lớp suy giảm trở nên nhỏ và cho phép dòng điện cực đại chạy qua transistor. Do đó, transistor hoàn toàn ở trạng thái ON.

Chúng ta có thể nói rằng các transistor có thể được thực hiện để hoạt động như công tắc trạng thái rắn BẬT / TẮT bằng cách vận hành transistor trong các vùng cắt và bão hòa. Loại ứng dụng chuyển mạch này được sử dụng để điều khiển đèn LED, động cơ, đèn chiếu sáng, ống dẫn điện, v.v.

Transistor như một công tắc

Một transistor có thể được sử dụng để chuyển đổi hoạt động mở hoặc đóng một mạch. Loại chuyển mạch trạng thái rắn này mang lại độ tin cậy và chi phí thấp hơn so với các loại rơ le thông thường.

Cả hai transistor NPN và PNP đều có thể được sử dụng làm công tắc. Một số ứng dụng sử dụng transistor công suất làm thiết bị chuyển mạch, lúc đó có thể cần sử dụng transistor mức tín hiệu khác để điều khiển transistor công suất cao.

Transistor NPN như một công tắc

Dựa trên điện áp được đặt tại cực B ta sẽ có một transistor hoạt động. Khi một điện áp đủ (VIN > 0,7 V) được đặt giữa cực B và cực E, điện áp C-E xấp xỉ bằng 0. Do đó, transistor dẫn. Dòng Ic = VCC / RC chạy qua transistor.

Tương tự, khi không có điện áp hoặc điện áp bằng không được đặt ở đầu vào, transistor hoạt động trong vùng cắt và hoạt động như một mạch hở. Trong kiểu kết nối chuyển mạch này, tải (ở đây đèn LED được sử dụng làm tải) được kết nối với đầu ra chuyển mạch có điểm tham chiếu. Do đó, khi transistor được BẬT, dòng điện sẽ chạy từ nguồn xuống đất qua tải.

Ví dụ về Transistor NPN làm công tắc

Hãy xem xét ví dụ dưới đây, trong đó điện trở cực B RB = 50 KΩ, điện trở cực C RC = 0,7 KΩ, V CC là 5V và giá trị beta là 125. Tại cực B, một tín hiệu đầu vào thay đổi giữa 0V và 5V. Chúng ta sẽ thấy đầu ra tại cực C , bằng cách thay đổi V in ở hai trạng thái là 0 và 5V như trong hình.

 IC = VCC / R C , khi V CE = 0 

 IC = 5V / 0,7 KΩ 

 IC = 7,1 mA 

 Dòng IB = IC / β 

 IB = 7,1 mA / 125 

 IB = 56,8 µA 

Từ các tính toán trên, giá trị cực đại của dòng điện cực C trong mạch là 7,1mA khi V CE bằng không. Và dòng cực B tương ứng cho dòng Ic này là 56,8 µA.

Vì vậy, rõ ràng là khi dòng điện cực B được tăng lên vượt quá 56,8 micro ampe, thì transistor đi vào chế độ bão hòa.

Hãy xem xét trường hợp khi điện áp 0V được áp dụng ở đầu vào. Điều này làm cho dòng cực B bằng 0 và vì cực E được nối đất, lớp tiếp giáp B-E không được phân cực thuận. Do đó, transistor ở trạng thái TẮT và điện áp đầu ra cực C bằng 5V.

 Khi VIn = 0V, IB  = 0 và IC  = 0, 

 VC = V CC – (IC * RC

 = 5V – 0 

 = 5V 

Coi rằng điện áp đầu vào được áp dụng là 5V, sau đó dòng điện cực B có thể được xác định bằng cách áp dụng định luật điện áp Kirchhoff.

 Khi V In = 5V, 

 I B = (V In – V BE ) / R B 

Đối với transistor silicon, V BE = 0,7 V

 Do đó, I B = (5V – 0,7V) / 50 KΩ 

                 = 86 µA, lớn hơn 56,8 µA 

Do đó, khi dòng điện cực B lớn hơn dòng điện 56,8 micro ampe, transistor sẽ được chuyển sang trạng thái bão hòa, tức là nó được BẬT hoàn toàn, khi 5V được áp dụng ở đầu vào. Do đó, đầu ra tại cực C xấp xỉ bằng không.

Transistor PNP như một công tắc

Transistor PNP hoạt động giống như NPN đối với hoạt động chuyển mạch, nhưng tại cực B luôn phân cực âm đối với cực E.

Dòng điện Ib chạy khi điện áp cực B âm. Đơn giản, một điện áp thấp hoặc điện áp âm làm cho transistor ngắn hoặc hở mạch

Trong kết nối này, tải được kết nối với đầu ra chuyển mạch transistor với một điểm tham chiếu. Khi transistor được BẬT, dòng điện chạy từ nguồn qua transistor đến tải và cuối cùng xuống đất.

Ví dụ về Transistor PNP làm công tắc

Tương tự như mạch NPN, đầu vào mạch PNP cũng là cực B, nhưng cực E được nối với điện áp không đổi và cực C được nối với đất thông qua tải như trong hình.

Trong hình này,Cực B luôn được phân cực âm đối với cực E bằng cách kết nối cực B ở cực âm và cực E ở cực dương của nguồn cung cấp đầu vào. Vì vậy, điện áp V BE  là âm và điện áp V CE dương.

Để tính toán dòng điện I C I B được sử dụng các biểu thức sau.

 I C = IE – IB 

 IC = β * IB 

 IB = IC / β 

Hãy xem xét ví dụ trên, tải yêu cầu dòng điện 100 mili ampe và transistor có giá trị beta là 100. Khi đó dòng điện cần thiết cho sự bão hòa của transistor là

 Dòng IB tối thiểu =  IC / β 

 = 100 mA / 100 

 = 1mA 

Do đó, khi dòng điện IB là 1 mA, transistor sẽ hoàn toàn BẬT. Nhưng trên thực tế, cần có thêm 30% dòng điện để đảm bảo độ bão hòa của transistor. Vì vậy, trong ví dụ này, dòng điện IB yêu cầu là 1,3mA.

Ví dụ thực tế về Transistor như một công tắc

Transistor để chuyển đổi đèn LED

Như đã thảo luận trước đó, transistor có thể được sử dụng như một công tắc. Sơ đồ dưới đây cho thấy cách sử dụng transistor để bật tắt Diode phát quang (LED).

  • Khi không có dòng điện chạy qua cực B nên transistor ở trạng thái cắt. Do đó, transistor hoạt động như một mạch hở và đèn LED TẮT.
  • Khi công tắc đóng, dòng điện Ib bắt đầu chạy qua transistor và sau đó chuyển sang trạng thái bão hòa, dẫn đến đèn LED BẬT.
  • Các điện trở được đặt để hạn chế dòng điện qua cực B và đèn LED. Cũng có thể thay đổi cường độ của đèn LED bằng cách thay đổi điện trở ở cực B.

Transistor để điều khiển rơ le

Cũng có thể điều khiển hoạt động của rơle bằng transistor. Với một sự bố trí của một transistor có thể cung cấp năng lượng cho cuộn dây của rơle để tải bên ngoài kết nối với nó được điều khiển.

  • Hãy xem xét mạch dưới đây để biết hoạt động của một transistor để cung cấp năng lượng cho cuộn dây rơle. Đầu vào được áp dụng tại cực B để điều khiển transistor vào vùng bão hòa . Vì vậy, cuộn dây rơle được cung cấp năng lượng và các tiếp điểm rơle sẽ hoạt động.
  • Trong tải cảm ứng, đặc biệt là điều khiển động cơ và cuộn cảm, việc ngắt điện đột ngột có thể giữ điện thế cao trên cuộn dây. Điện áp cao này có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho phần mạch còn lại. Do đó, ta phải sử dụng diode song song với tải cảm để bảo vệ mạch khỏi các điện áp cảm ứng của tải cảm.

Transistor để điều khiển động cơ

  • Một transistor cũng có thể được sử dụng để điều khiển và điều chỉnh tốc độ của động cơ DC bằng cách chuyển đổi transistor trong những khoảng thời gian đều đặn như thể hiện trong hình bên dưới.
  • Như đã đề cập ở trên, động cơ DC cũng là một tải cảm ứng nên chúng ta phải đặt một diode để bảo vệ mạch.
  • Bằng cách chuyển transistor trong các vùng cắt và bão hòa, chúng ta có thể BẬT và TẮT động cơ nhiều lần.
  • Cũng có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ từ trạng thái dừng đến tốc độ tối đa bằng cách chuyển đổi transistor ở tần số thay đổi. Chúng ta có thể lấy tần số chuyển mạch từ thiết bị điều khiển hoặc IC như vi điều khiển.

Transistor Darlington (Cặp Darlington)

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Darlington Transistor . Chúng ta sẽ xem công dụng của một cặp Darlington là gì, một vài mạch ví dụ, một số ứng dụng phổ biến và ưu nhược điểm.

Giới thiệu về Transistor Darlington

Transistor Darlington hoặc đơn giản là cặp Darlington chủ yếu được sử dụng để cung cấp độ lợi dòng điện rất cao ngay cả khi với dòng điện cực B thấp. Cấu hình Darlington được Sidney Darlington phát minh vào năm 1953.

Trên thị trường ngày nay, có rất nhiều loại Transistor Darlington khác nhau theo cực tính, dòng Ic, công suất tiêu tán, điện áp CE tối đa, v.v.

Các Transistor này được tìm thấy trong các loại ứng dụng khác nhau như bộ điều chỉnh công suất, bộ điều khiển động cơ, bộ khuếch đại âm thanh, vv Nhiều mạch quang cách ly được chế tạo với Transistor Darlington để có công suất dòng điện cao ở giai đoạn đầu ra. Cùng tìm hiểu sơ lược về Transistor này với các ứng dụng.

Transistor Darlington

Tại sao lại sử dụng Transistor Darlington?

Như chúng ta biết rằng để điều khiển Transistor sang chế độ dẫn, cần có một dòng điện Ib nhỏ, cực B đóng vai trò như đầu vào, Cực E chúng hay nối đất và đầu ra lấy ở cực C.

Tuy nhiên, khi chúng ta xem xét tải ở cực E, dòng điện Ib nhỏ này có thể không đủ để làm Transistor hoạt động. Hệ số khuếch đại dòng điện của Transistor là tỷ số giữa dòng điện cực C và dòng điện Ib.

Độ lợi Transistor hoặc Độ lợi dòng điện (β) = tải hoặc dòng Ic / Ib dòng cực B

Dòng tải = Độ lợi dòng điện (β) × dòng cực B

Đối với một Transistor bình thường giá trị β là 100.

Quan hệ trên cho biết rằng dòng điện có sẵn để điều khiển tải gấp 100 lần dòng điện đầu vào của Transistor.

Hãy xem xét hình dưới đây, nơi Transistor NPN được sử dụng để điều khiển bóng đèn với chiết áp được kết nối giữa nguồn và cực B. Ở đây, trong mạch này, dòng điện Ib là yếu tố duy nhất quyết định dòng điện chạy qua cực C và cực E để đèn sẽ phát sáng từ mờ đến rất sáng bằng cách thay đổi điện trở của biến trở.

Nếu giá trị điện trở của biến trở lớn hơn, thì dòng điện Ib sẽ giảm nên Transistor trở nên TẮT. Khi điện trở nhỏ, một lượng dòng điện đủ lớn sẽ chạy qua cực B dẫn đến dòng điện chạy qua đèn rất lớn nên đèn trở nên sáng hơn. Đây là sự khuếch đại dòng điện trong Transistor.

Trong ví dụ trên, chúng ta đã thấy việc điều khiển tải (Đèn) bằng cách sử dụng Transistor đơn. Nhưng trong một số ứng dụng, dòng Ib từ nguồn có thể không đủ để truyền tải. Chúng ta biết rằng dòng tải trong Transistor là sản phẩm của dòng điện đầu vào và độ lợi của Transistor. 

Vì không thể tăng dòng cực B do nguồn cung cấp, nên cách duy nhất để tăng khả năng dòng tải là tăng độ lợi của Transistor. Nhưng nó cũng được cố định cho mỗi Transistor. Tuy nhiên, chúng ta có thể tăng độ lợi bằng cách sử dụng kết hợp hai Transistor. Cấu hình này được gọi là cấu hình Transistor Darlington.

Transistor Darlington hoặc Cặp Darlington

Transistor Darlington là sự kết nối lưng đối lưng của hai Transistor. Cặp Transistor lưỡng cực cung cấp độ lợi dòng điện rất cao so với Transistor tiêu chuẩn đơn như đã đề cập ở trên.

Một cặp Transistor này có thể là PNP hoặc NPN tùy thuộc vào ứng dụng được sử dụng. Hình dưới đây cho thấy cấu hình cặp Darlington với Transistor NPN cũng như PNP.

Cấu hình Transistor Darlington

Hãy xem xét cấu hình NPN của Transistor Darlington. Trong trường hợp này, một dòng điện Ib rất nhỏ tạo ra một dòng điện cực lớn chạy qua, sau đó được áp dụng cho cực B của Transistor tiếp theo.

Dòng điện khuếch đại trong Transistor thứ nhất lại được khuếch đại bởi độ lợi dòng điện của Transistor thứ hai. Do đó, dòng Ic của Transistor thứ hai là rất lớn, đủ cao để truyền tải cao.

Giả sử nếu độ lợi dòng của Transistor đầu tiên là β1 và của Transistor tiếp theo là β2, thì động lợi dòng điện tổng thể của Transistor sẽ là tích của β1 và β2. Đối với một Transistor tiêu chuẩn, β là 100. Vì vậy, độ lợi dòng điện tổng thể là 10000. Giá trị này rất cao so với một Transistor đơn vì vậy độ lợi dòng điện cao này tạo ra dòng tải cao.

Nói chung, để BẬT Transistor, điện áp đầu vào cực B phải lớn hơn 0,7V. Vì hai Transistor được sử dụng trong cấu hình này do đó điện áp cực B phải lớn hơn 1,4V. 

Từ hình vẽ, Độ lợi dòng của Transistor đầu tiên

β 1 = I C1 / I B1,

do đó I C1  = β 1 I B1

Tương tự, độ lợi dòng của Transistor tiếp theo,

β 2 = I C2 / I B2, thì I C2  = β 2  I B2

Tổng dòng điện tại bộ thu là I C = I C1 + I C2

I C = β 1 I B1 + β 2  I B2

Nhưng dòng điện Ib của Transistor thứ hai,

I B2 = I B + I C1

I B2 = β 1 I B + I B

I B2 = I B (1 + β 1 )

Thay vào phương trình trên,

I C = β 1 I B + β 2 I B (1 + β 1 )

I C = I B1 + β 2 + β 1 β 2 )

Trong mối quan hệ trên, tổng phương trình được tính gần đúng như

I C = I B1 β 2 )

β = (β 1 β 2 )

Và cả V BE  = V BE1 + V BE2.

Ví dụ về mạch Transistor Darlington

Hãy xem xét mạch sau đây trong đó cặp Darlington được sử dụng để chuyển đổi tải là 12V và 80W. Độ lợi dòng của Transistor thứ nhất và thứ hai lần lượt là 50 và 60. Vì vậy, dòng điện Ib cần thiết để làm cho đèn BẬT hoàn toàn được tính như sau.

Mạch Transistor Darlington

Dòng Ic bằng dòng tải,

I C = 80/12 = 6,67 A

Dòng điện đầu ra của Transistor Darlington được cho là Ic = I B1 + β 2  + β 1 β 2 ),

I B = I C  / (β 1 + β 2  + β 1 β 2 )

Lợi nhuận hiện tại, β 1 = 50 và β 2  = 60

Vì vậy, I B = 6,67 / (50 + 60 + (60 × 50))

I B = 2,2 mA

Từ tính toán trên, rõ ràng là với dòng điện Ib nhỏ, chúng ta có thể điều khiển các tải lớn hơn. Điện áp đầu vào cực B nhỏ này có thể được áp dụng từ bất kỳ đầu ra vi điều khiển nào hoặc bất kỳ mạch logic kỹ thuật số nào.

Các ứng dụng của Transistor Darlington

Transistor Darlington chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch và khuếch đại để cung cấp độ lợi dòng điện một chiều rất cao. Một số ứng dụng chính là công tắc bên cao và thấp, bộ khuếch đại cảm biến và bộ khuếch đại âm thanh. Đối với các ứng dụng nhạy cảm với ánh sáng, photodarlingtons được sử dụng. Chúng ta hãy xem xét hoạt động của transistor Darlington cho một ứng dụng cụ thể.

Transistor NPN Darlington làm công tắc

Hình dưới đây cho thấy cách điều khiển đèn LED sử dụng transistor Darlington.Công tắc ở đầu cực B cũng có thể được thay thế bằng cảm biến cảm ứng để đèn LED cảm ứng BẬT. Một điện trở 100k ohm hoạt động như một điện trở bảo vệ cho cặp transistor.

transistor Darlington dưới dạng Công tắc

  • Khi công tắc đóng, một điện áp xác định lớn hơn 1,4V được đặt qua transistor Darlington. Điều này làm cho cặp Darlington trở nên hoạt động và điều khiển dòng điện chạy qua tải. Điều này dẫn đến đèn LED phát sáng rất sáng, ngay cả khi có sự thay đổi về điện trở ở cực B.
  • Khi công tắc được mở, cả hai transistor lưỡng cực đều ở chế độ cắt và dòng điện qua tải bằng không. Vì vậy, đèn LED trở nên TẮT.
  • Cũng có thể sử dụng cặp Darlington để điều khiển cho các tải cảm ứng như rơ le, động cơ. So với transistor đơn, việc điều khiển tải cảm ứng với cặp Darlington hiệu quả hơn vì nó cung cấp dòng tải cao với dòng đầu vào Ib nhỏ.
  • Hình dưới đây cho thấy một cặp Darlington điều khiển cuộn dây rơ le. Như chúng ta biết rằng đối với tải cảm ứng, cần có một diode song song để bảo vệ mạch khỏi dòng điện cảm ứng. Tương tự như hoạt động của mạch đèn LED ở trên, cuộn dây rơ le được cấp điện khi ta đặt một dòng điện Ib. Chúng ta cũng có thể sử dụng động cơ DC làm tải cảm ứng thay cho cuộn dây rơle.

Transistor Darlington điều khiển rơ le

Transistor PNP Darlington làm công tắc

  • Chúng ta có thể sử dụng transistor PNP như cặp Darlington, nhưng transistor NPN phổ biến nhất được sử dụng. Không có nhiều khác biệt trong mạch sử dụng NPN hoặc PNP. Hình dưới đây cho thấy một mạch cảm biến đơn giản đưa ra cảnh báo với chức năng của cặp Darlington.
  • Mạch này là một chỉ báo mực nước đơn giản, trong đó cặp Darlington được sử dụng làm công tắc. Chúng ta biết rằng cấu hình transistor này cung cấp dòng điện cực C lớn để nó có thể điều khiển còi ở đầu ra.
  • Khi mực nước không đủ để đóng cảm biến, transistor Darlington ở trạng thái TẮT. Do đó, mạch hở và không có dòng điện chạy qua nó.
  • Khi mực nước tăng lên, cảm biến sẽ hoạt động và cung cấp dòng điện Ib cần thiết cho cặp Darlington. Do đó, mạch điện trở nên ngắn và dòng điện tải chạy qua để còi báo động .

Transistor PNP Darlington làm công tắc

Darlington Transistor làm Bộ khuếch đại

Trong trường hợp bộ khuếch đại công suất hoặc điện áp, điện trở tải ở đầu ra rất thấp để có dòng điện cao. Dòng điện này chạy qua cực C của transistor nếu transistor được sử dụng để khuếch đại. Để có khả năng phù hợp với bộ khuếch đại công suất, các transistor phải điều khiển dòng tải cao.

Yêu cầu này có thể không thực hiện được với transistor đơn chạy bằng dòng điện Ib nhỏ. Để đáp ứng yêu cầu dòng tải cao, cặp Darlington được sử dụng để cung cấp độ lợi dòng điện cao.

Darlington Transistor làm Bộ khuếch đại

Hình trên cho thấy một mạch khuếch đại lớp A sử dụng cấu hình transistor Darlington để có dòng Ic cao. transistor Darlington cung cấp độ lợi bằng tích của hai độ lợi riêng lẻ.

Do đó, với dòng Ib nhỏ, dòng ra ở cực C là rất cao. Vì vậy, với sự sắp xếp của transistor Darlington, bộ khuếch đại này cung cấp đủ dòng điện khuếch đại cho tải.

Ưu điểm của Cặp Darlington

Cặp Darlington có một số ưu điểm so với transistor đơn tiêu chuẩn. Một số trong số đólà

  • Nó tạo ra độ lợi dòng rất cao so với transistor đơn tiêu chuẩn
  • Nó cung cấp một trở kháng đầu vào Rất cao hoặc biến đổi trở kháng tốt mà nó có thể thay đổi một đầu vào trở kháng cao hoặc nguồn thành tải trở kháng thấp.
  • Cấu tạo mạch dễ dàng và thuận tiện vì sử dụng ít linh kiện.
  • Trong trường hợp cặp quang-Darlington,  nhiễu được đưa vào là rất ít so với phototransistor có bộ khuếch đại bên ngoài.

Nhược điểm của transistor Darlington

  • Tốc độ chuyển mạch thấp
  • Bandwidth bị giới hạn
  • Ở các tần số nhất định trong mạch phản hồi âm, cấu hình này có một sự dịch chuyển pha.
  • Điện áp cực C yêu cầu cao và gấp hai lần so với transistor tiêu chuẩn đơn.
  • Công suất tiêu tán cao do điện áp bão hòa cao.
  • Dòng rò tổng thể cao vì dòng rò của transistor đầu tiên được khuếch đại bởi transistor tiếp theo. 
  • Do đó, cặp Darlington rất hữu ích trong hầu hết các ứng dụng vì nó cung cấp độ lợi dòng điện cao ở dòng điện Ib thấp. Mặc dù nó có một số hạn chế, các cặp này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng không cần đáp ứng tần số cao và yêu cầu mức dòng khuếch đại cao.

Trong trường hợp mạch khuếch đại công suất âm thanh, cấu hình này cung cấp đầu ra tốt hơn. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button