Knowledge more
Fixed Income · Module 11 · topic 11

Duration — Macaulay, Modified, Effective

Duration = độ nhạy giá bond với thay đổi lãi suất. Ba loại — Macaulay (time), Modified (% price), Effective (với embedded option) — cùng công thức %ΔP ≈ −Duration × Δy.

LOS 11.a Macaulay duration LOS 11.b Modified duration LOS 11.c Effective duration LOS 11.d Key rate duration LOS 11.e DV01 & PVBP

§1 Macaulay duration · thời gian trung bình

Macaulay = bình quân gia quyền của thời gian nhận cash flows, trọng số theo PV của mỗi cash flow / giá bond.

Định nghĩa
Macaulay duration = weighted average time until cash flows are received, where weights are the present value of each cash flow divided by bond price.
Thời gian bình quân nhận cash flows — đơn vị: năm. Cũng chính là holding period mà tại đó price risk và reinvestment risk triệt tiêu.
MacDur = Σt=1..N [t × PV(CFt) / P] t = thời điểm nhận CF (năm), PV(CFt) = CFt/(1+y)t, P = giá bond
Chart · Macaulay = "trọng tâm" của cash flows
Time (years) PV of CF t=1t=2t=3t=4t=5 Macaulay ≈ 4.3 trọng tâm — cân bằng khối lượng PV về 2 bên
VD: Bond 3 năm, coupon 5% annual, par $1,000, YTM 5% (par bond)
CF: t=1 → $50, t=2 → $50, t=3 → $1,050
PV(CF): 47.62, 45.35, 907.03 ⇒ Price = $1,000
Weighted: (1×47.62 + 2×45.35 + 3×907.03) / 1,000 = (47.62 + 90.70 + 2,721.09)/1,000
MacDur = 2.86 năm (gần 3 vì cash flow tập trung tại năm 3)

§2 Modified duration · độ nhạy %

Modified duration = Macaulay ÷ (1+y). Đọc trực tiếp: % giá bond thay đổi cho mỗi 1% thay đổi yield.

ModDur = MacDur / (1 + y/m) y = YTM annualized, m = số kỳ compound trong năm
%ΔP ≈ −ModDur × Δy Ước lượng % thay đổi giá bond khi yield thay đổi 1 lượng nhỏ Δy
VD: Bond MacDur = 2.86 năm, YTM = 5% annual
ModDur = 2.86 / 1.05 = 2.72
Nếu yield ↑ 50 bps (Δy = +0.005):
%ΔP ≈ −2.72 × 0.005 = −1.36%
⇒ Giá $1,000 giảm còn ~$986.40

2.1 · Approximate modified duration (tính từ 2 giá)

ModDurapprox = (P − P+) / (2 × P0 × Δy) P = giá khi yield ↓ Δy; P+ = giá khi yield ↑ Δy; P0 = giá ban đầu
VD: Bond giá $980 (yield 5%). Δy = 25 bps
Yield → 4.75%: P = $992.50 | Yield → 5.25%: P+ = $967.80
ModDurapprox = (992.50 − 967.80) / (2 × 980 × 0.0025) = 24.70 / 4.90 = 5.04

§3 Effective duration · bond có embedded option

Callable/putable bond ⇒ cash flow phụ thuộc rate ⇒ dùng effective duration (empirical, dựa vào benchmark curve, không phải YTM).

Định nghĩa
Effective duration = measure of price sensitivity to changes in the benchmark yield curve, computed by re-pricing the bond under parallel shifts of the curve.
Đo độ nhạy với đường cong benchmark (thường là Treasury) thay vì YTM. Dùng cho bond có option (callable, putable, MBS).
EffDur = (P − P+) / (2 × P0 × ΔCurve) P, P+: giá sau khi shift benchmark curve xuống/lên; ΔCurve: mức shift
Duration typeDùng choBase rateĐặc điểm
MacaulayOption-free bondYTMĐơn vị năm, ý nghĩa "trung tâm cash flow"
ModifiedOption-free bondYTM% price change per 1% Δyield; công thức đóng
EffectiveBond có option (callable, putable, MBS)Benchmark curveEmpirical; đòi hỏi pricing model để re-price
Key rateBond hoặc portfolioTừng maturity riêng trên curveĐo tác động khi 1 điểm trên curve thay đổi, các điểm khác giữ nguyên

§4 Key rate duration · non-parallel shifts

Curve không phải luôn shift song song. Key rate duration đo tác động khi 1 maturity trên curve thay đổi.

Chart · Parallel shift vs Twist
Parallel shift All maturities shift equally Twist / steepener Short unchanged, long moves
Key rate duration đo tác động của twist — mỗi maturity 1 KRD riêng, tổng ≈ EffDur
Insight

§5 Money Duration & PVBP · $ change per bps

Ngoài % change, còn muốn biết $ change — dùng Money Duration (MDur × Price) hoặc PVBP (per 1 bps).

Money Duration = ModDur × Price
PVBP (DV01) = ModDur × Price × 0.0001 PVBP = price value of a basis point = giá thay đổi $ khi yield ↑ 1 bps
ΔP$ ≈ −MoneyDur × Δy = −PVBP × Δy (bps) Δy tính theo decimal; ΔBps × PVBP cho ước lượng $
VD: Bond ModDur = 6.5, Price = $980, holding $10M face value
Money Duration = 6.5 × 980 = $6,370 per $1,000 face
PVBP = 6.5 × 980 × 0.0001 = $0.637 per bond per bps
Portfolio PVBP = 0.637 × 10,000 = $6,370 per bps
Yield ↑ 25 bps ⇒ portfolio value giảm 25 × 6,370 = $159,250

§6 Callable & Putable duration · nonlinear

Bond có embedded option có duration thay đổi theo mức yield — không constant như option-free bond.

Chart · Price-yield curve của callable, putable, option-free
Yield Price Option-free Callable ceiling → negative convexity Putable floor
Callable capped ở low yield (issuer call) | Putable floored ở high yield (investor put)

Callable · EffDur < Option-free Dur

Ở yield thấp, giá bị "trần" bởi call price ⇒ ít nhạy với yield ↓.

  • EffDur nhỏ hơn khi call gần in-the-money.
  • Negative convexity ở vùng yield thấp.

Putable · EffDur < Option-free Dur

Ở yield cao, giá bị "sàn" bởi put price ⇒ ít nhạy với yield ↑.

  • EffDur nhỏ hơn khi put gần in-the-money.
  • Positive convexity mạnh hơn.

§7 Portfolio duration · weighted average

Duration portfolio = market-value-weighted duration các bond trong portfolio.

Portfolio Duration = Σ wi × Duri wi = MV bond i / MV tổng portfolio
VD: Portfolio 2 bond
Bond A: $6M MV, ModDur = 3.5
Bond B: $4M MV, ModDur = 8.0
Weights: 60%, 40%
Portfolio Dur = 0.6 × 3.5 + 0.4 × 8.0 = 2.10 + 3.20 = 5.30
Yield ↑ 100 bps ⇒ %ΔPortfolio ≈ −5.30 × 0.01 = −5.30%

§8 Traps · 10 điểm dễ nhầm

Duration là chủ đề gộp nhiều loại — bảng chống bẫy phân biệt rõ ràng.

#Cặp khái niệmĐiểm dễ nhầmNhớ đúng
1Macaulay vs ModifiedĐơn vị và ý nghĩa.Mac = năm (thời gian). Mod = % change per 1% Δy. Mod = Mac/(1+y).
2Modified vs EffectiveKhi nào dùng cái nào?Mod: option-free bond, base = YTM. Eff: có option, base = benchmark curve.
3%ΔP signCó dấu trừ?%ΔP ≈ Dur × Δy — dấu trừ vì yield ↑ ⇒ price ↓.
4Zero-coupon MacaulayBằng bao nhiêu?Bằng maturity. Không có coupon ⇒ chỉ có 1 CF tại T.
5Perpetuity MacaulayBằng bao nhiêu?Bằng (1+y)/y — hữu hạn dù bond vô hạn!
6Callable EffDur vs option-freeLớn hơn hay nhỏ hơn?Callable EffDur < option-free (trần giá làm giá kém nhạy khi yield ↓).
7Portfolio durationCó phải trung bình cộng?Weighted by market value, không phải par.
8DV01 vs PVBPKhác nhau?Cùng khái niệm — $ change per 1 bps yield change.
9Money Duration unitsBao nhiêu $?Money Dur = ModDur × Price. $ change = Money Dur × Δy (decimal).
10Key rate duration ΣCộng lại được gì?Σ KRD ≈ Effective Duration (parallel shift full curve).

§9 Keyword → chọn gì · exam lookup

Từ khóa trong đề → chọn khái niệm nào → vì sao.

Đề nói...ChọnVì sao / bẫy
"Weighted average time to receive cash flows"Macaulay durationĐơn vị: năm. Trọng tâm cash flows.
"% price change per 1% Δyield"Modified durationMod = Mac/(1+y).
"Bond with embedded option (callable)"Effective durationBase: benchmark curve, không phải YTM.
"$ change per basis point"PVBP hoặc DV01= ModDur × Price × 0.0001.
"Zero-coupon bond Macaulay"= MaturityChỉ có 1 cash flow duy nhất.
"Perpetuity Macaulay"(1+y)/yKết quả hữu hạn dù bond vô hạn.
"Portfolio 2 bond, weighted"Σ wi × DuriWeighted by market value.
"Non-parallel shift, twist"Key rate durationĐo tác động 1 maturity riêng.
"Callable at low yields"EffDur giảm, negative convexityGiá capped bởi call price.
"Putable at high yields"EffDur giảm, positive convexity mạnhGiá floor bởi put price.
"Ước lượng ΔP từ Δy 50 bps"%ΔP ≈ −ModDur × 0.005Δy decimal.
"Bond nào có Mac cao nhất?"Long maturity + low coupon + low YTM3 yếu tố tối đa hóa duration.
"Immunize 5-year liability"Bond MacDur = 5Classical immunization.
"Approximate ModDur từ P, P+"(P − P+)/(2 × P0 × Δy)Central difference method.
"Σ KRD = ?"≈ Effective durationParallel shift = tổng key rates.

§10 Practice · 7 câu hỏi ôn tập

Q 1 / 7Score: 0