Chế độ tín hiệu bé transistor

1. Chế độ tín hiệu bé

Hình 5-7 chỉ ra giản đồ dòng thế của diode base emitter. Khi nguồn thế ac được nối tới cực base của transistor, một thế ac sẽ xuất hiện trên diode base. Điều này tạo ra sự biến thiên tuần hoàn trên VBE như hình 5-7.

1.1.Điểm làm việc tức thời

Khi thế vào thay đổi, điểm làm việc tức thời di chuyển từ vị trí Q ban đầu lên phía trên hoặc xuống phía dưới. Thế base emitter tổng cộng gồm thế ac và thành phần dc. Biên độ của thế ac quy định biên độ thay đổi của Q. Thế base ac lớn tạo ra sự biến động lớn của Q, thế base bé tạo ra sự biến động bé của Q.

1.2.Sự sái dạng

Thế base tạo ra dòng emitter cùng tần số như hình 5-7. Nếu nguồn thế base ac là điều hoà, dòng emitter cũng điều hoà. Nhưng dòng emitter không là điều hoà lý tưởng vì quan hệ dòng emitter thế base không hoàn toàn là đường thẳng. Điều này tạo ra sự sái dạng (méo) tín hiệu mà chúng ta không mong muốn trong các hệ thống Hi-Fi (High Fidelity).
Để giảm thiểu sự sái dạng người ta dùng các cách sau:

  • Giữ thế base bé. Khi đó quan hệ base- emitter của transistor là tuyến tính.
  •  Qui tắc 10:1.

Tổng dòng emitter bằng: IE= IEQ+ ie
Trong đó IEQ là dòng emitter phân cực còn ie là dòng emitter ac. Để giảm thiểu sự sái dạng, giá trị đỉnh của dòng ie phải bé hơn dòng emitter tĩnh 10 lần theo qui tắc 10:1 sau đây.
Tín hiệu bé: iepp<0.1 IEQ (5-4)
Các bộ khuyếch đại thỏa điều kiện (5-4) là bộ khuyếch đại tín hiệu bé. Chúng thường được dùng trong các mạch tiền khuyếch đại của các mạch xử lý tín hiệu.

2.Hệ số Beta AC và điện trở AC của Diode Emitter

Hệ số khuyếch đại mà chúng ta sử dụng từ trước đến nay là hệ số khuyếch đại dòng một chiều.
dc = IC / IB (5-5)  dc phụ thuộc vị trí điểm Q do sự cong của đặc tuyến IC, IB.

Người ta định nghĩa hệ số beta xoay chiều là = ic / ib (5-6).Theo (5-6), hệ số khuyếch đại dòng ac bằng tỷ số giữa dòng collector ac chia cho dòng base ac.Trên hình 5-8, tín hiệu ac thay đổi quanh điểm Q, do đó giá trị của dc và có khác nhau. Về mặt đồ thị, chính là độ dốc của đường cong IC, IB tại điểm Q.

Trong bảng số liệu của nhà sản xuất, dc được ký hiệu là hFE còn được ký hiệu là hfe. Chúng ta lưu ý rằng các ký hiệu về dòng và thế, nếu viết hoa là dc, còn viết thường là ac.

Hình 5-9 cho thấy quan hệ dòng thế của diode emitter.

Ta có: IE=IEQ+ie

VBE= VBEQ + vbe

2.1.Điện trở AC của Diode Emitter

Trên hình 5-9 sự thay đổi điều hòa của VBE tạo ra sự thay đổi điều hoà của IE. Giá trị đỉnh – đỉnh của ie phụ thuộc điểm Q. Do quan hệ dòng thế emitter là đường cong nên với vbe cố định, dòng ie lớn hơn nếu điểm phân cực Q nằm ở phía cao hơn. Nói cách khác, điện trở ac của emitter giảm khi dòng emitter dc tăng.
Điện trở emitter ac được định nghĩa như sau: r’e = vbe / ie (5-7)
Theo vật lý chất rắn, điện trở ac của emitter có thể tính qua công thức đơn giản sau: r’e = 25mV / IE (5-8)
Sau này sẽ thấy, giá trị của r’e có ảnh hưởng đến hệ số khuếch đại thế của mạch transistor.