Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 15 - CHƯƠNG3 : CÁC MẠCH KHUYẾCH ĐẠI. Các chỉ tiêu cơ bản của mạch khuyếch đại. a) Đònh nghóa: khuyếch đại là quá trình biến đổi một điện lư ợng (dòng điện hoặc điện áp) tư ø biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không thay đổi hình dạng của nó. Khuyếch đại có 2 dạng, tùy theo tín hiệu mà phân ra khuyếch đại 1 chiều và khuyếch đại xoay chiều. Khuyếch đại âm tần( tần sốthấp), và khuyếch đại cao tần (tần số cao). b) Đại lư ợng đặt trư ng : - Điện áp Av = Vout/ Vin ; A: amplefile - dòng điện Ai = I out/ I in ; Hệ số khuyếch đại dòng điện. - Công suất: Ap = Vo.Io/ Vi.Ii ; hệ số khuyếch đa ïi công suất. Hệ số khuyếch đại thay đổi theo tần số của tín hiệu Đáp tuyến tần số. Đối với bộ khuyếch đại lý tư ởng tín hiệu vào là hình sin thì tín hiệu ra là hình sin, tuy nhiên trong thư ïc tế Vvào = Sin -> tín hiệu ra không hòan toàn hình sin, ta gọi là méo phổ tuyến. I. Các khái niệm cơ bản về một tầng khuyếch đại. Xét mạch khuyếch đại EC, như đã biết để BJT có khả năng khuyếch đại tín hiệu JE và Jc phải phân cư ïc thuận. AVf AVo AV(dB) Lg f Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 16 - 0 Rc RB E1 E 2 Vs C1 RB Tín hiệu vào IB và VBE -> đặt tuyến vào. Tín hiệu vào IC và VCE -> đặt tuyến ra. Theo đònh luật Ohm … (?) 1 ta đư ợc: E1 = IBRB + VBE =>IB = - VBE + E1 RB RB đây là phư ơng trình bậc 1 nên có dạng đư ờng thẳng .  Dòng IB và ICE liên hệ nhau theo đặt tuyến vào tónh của BJT -> vẽ nên đư ờng số 1 mặt khác : theo đònh luật Ohm như trên ta có phư ơng trình đư ờng thẳng vào => … (?) tónh Q ngõ vào. Tư ơng tư ï Ic và Vci vẽ nên đặt tuyến ngõ ra(2) của BJT(bài trư ớc). E1/RB VBEQ VBE IB VCE = VCEQ Q E1 IBQ Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 17 - Mặt khác, theo đònh luật Ohm E2 = Ic Rc + VcE => Ic = - 1 VcE + E2 Rc Rc Đư ờng tải có độ dốc là: tg = -1 (vào) RB tg = -1 (ra) Rc II. Đường tải xoay chiều: Dạng sóng xoay chiều đư ợc tổng hợp tư ø 2 thành phần một chiều và tín hiệu. Khi có nguồn điện áp xoay chiều Vs tác động, mỗi cặp giá trò tư ơng ư ùng ec (f) và VcE(t) trên ngõ ra sẽ xác đònh đặt tuyến làm việc động. Khi Vs thay đổi , điểm này xê dòch và vạch nên 1 q đạo gọi là đư ờng tải xoay chiều. Gọi R là điện trở tải đối với tín hiệu xoay chiều mạch ra. R = VcE IcE vậy độ dốc đư ờng tải xoa y chiều là: tg = -1 R Đư ờng tải tónh là tìn hiệu đặt biệt của tải động khi Vs =0 VCEQ Ic(mA) E2/Rc E2 ICQ Q1 Q2 Q VCE(v) IB2 IB IB1 t Ic t ICQ Ic t ICQ Ic Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 18 - * Vậy đư ờng tải đông là đư ờng thẳng đi qua điểm làm việc Q và có độ dốc xác đònh tg = -1 R  : làgóc hợp bởi đư ờng tải xoay chiều với trục hoành III. Các chế độ làm việc của phần tử khuyếch đại IV. Các chế độ họat động của Transistor 1. Chế độ A(lớp A) Là chế độ mà điểm làm việc nằm giư õa đoạn MN trên đư ờng tải xoay chiều. M = đư ờng tải xoay chiều X đặc tuyến ra ư ùng với dòng cư ïc đại. N = đư ờng tải xoay chiều X đặc tuyến ra dòng cư ïc tiểu. * Đặt điểm : Khuyếch đại trung thư ïc, ít méo phi tuyến. Dòng và áp tónh luôn > 0 nên ta àng khuyếch đại tiêu hao 1 năng lư ợng đáng kể-> hiệu suất thấp, thư ờng  max = 25% Chế độ A thư ờng khuyếch đại tín hiệu nhỏ. 2. Chế độ B(lớp B) là chế độ mà điểm làm việc vò trí N (hình vẽ) vì I CQ = 0 => ít tiêu hao -> hiệu suất cao.  max = 78,5% => Thư ờng dùng để khuyếch đại công suất, gọi là mạch đẩy kéo. Icmin Ic(mA ) Icmax VCE Q ICQ N M Q VCE(v) icmax iB= iBQ icmin Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 19 - 3. Chế độ khoá( chế độ D) Là chế độ mà điểm làm việc hoặc chư ùa N hoặc là trên điểm M => hoạt đông với tín hiệu xung. V. Các mạch phân cực BJT a. Phân cư ïc kiểu đònh dòng Base(I B), không có RE 0 Vs Vcc C2 C1 RB Rs Rc Vcc = IBRB + VBE => IB = Vcc- VcE RB Vcc = Vce + IcRc =>Ic = -1 VcE + Vcc Rc Rc Ic  IB Ví dụ: cho mạch điện như hình vẽtrên Vcc = 6V; Rc = 3K ; Rb = 530K ; BJT loại NPN; V BE = 0.7V,  = 100. Xác đònh điểm làm việc tónh Q. IBQ = Vcc – VBE = 6 – 0.7 = 0.01mA RB 530 ICQ =  IB = 100.0.01 = 1 mA VCE Q = Vcc – IcRc = 6 -1.3 = 3V => Q (3,1). b. Phân cư ïc kiểu đònh dòng IB có RE Vcc = IBRB + VBE + IERE IE = IB + IC = (+ 1)IB => IB = Vcc – VBE RB + (+ 1)RE Ic(mA) E2/Rc E2 ICQ Q1 Q2 Q VCE(v) IB2 IB IB1 Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 20 - VCE = Vcc – Ic.Rc – IE.RE  Vcc – Ic (Rc + RE) Ví dụ: cho mạch khuyếch đại như hình vẽ: 0 Vs RcRB Rs C1 C2 VccRL REC3 Vcc= 9V ,  = 509 . Xác đònh R biết rằng trạng thái tónh. Ic = 1mA , VcE = 5V Giải: Để ổn đònh điểm làm việc theo nhiệt độ chọn Rc theo điều kiện: VE = IE . RE = (1/5 * 1/10)Vcc Chọn VE = 1V RE = VE = 1V = 1K IE 1mA IB = Ic = 1 = 0.02 mA  50 VBE = 0.7 V VB = VE + VBE = 1+0.7 =1.7 V RB = Vcc – VB = 9 -1.7 = 365 K IB 0.02 Rc = Vcc – VcE – VE = 9 – 5 -1 = 3 K Ic 1 Bài tập về nhà: 1.Cho mạch điện như hình vẽ sau, cho RE cụ thể => tính RB , Rc. 2. Cho đầy đủ, tìm điểm làm việc Q. c. Phân cư ïc kiểu phân áp. Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 21 - 0 Vs RcRB1 Rs C1 C2 VccRL RE RB2 0 RBB Rc Vcc EBB RE p dụng đònh lý Thevermin ta đư ợc: RBB = RB1 . RB2 RB1+ RB2 EBB = Vcc RB2 RB1+RB2 => IB = EBB – VBE RBB + (+ 1)RE => Ic = IB =  EBB – VBE RBB + (+ 1)RE VcE = Vcc – Ic(Rc - RE) hay Ic = -1 VcE + Vcc Rc+RE Rc + R E VCE(v) Ic(mA) Vc c ICQ Q1 Q2 Q IB2 IB IB1 Vcc RC+RE Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 22 - 0 Vs RcRB1 Rs C1 C2 VccRL RE RB2 d) Phân cư ïc hồi lớp nhờ Colector 0 RB Rc Vcc C1 Rs Vs C2 VBE = VCE – IBRB = VCE – (IB + IC )RC – IBRB IB = Vcc - VBE = Vcc RB + (+ 1)Rc RB + (+ 1)Rc Ic = IB VCI = Vcc – IE Rc hay VcE = IBRB + VBE = IBRB Bài tập 0 R1 R3 Vcc C1 Rs Vs C2 R2 Bài tập 2 : Cho mạch phân áp như h ình vẽ:  = 100, IcE = 0 , Vcc = 15V, RB1 = 32K , RB2 = 6.8K , RE = 1.5K , Rc = 3K Xác đònh điểm làm việc tónh và vẽ đẵt tuyến ra . R1 = 220K, R2 = 300, R3 = 1.5K,  = 50, Vcc = 12V Xác đònh điểm làm việc tónh Q. Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 23 - VI. Phân cực cho JFET a) Phân cư ïc JFET kiểu tư ï cấp các JFET thư ờng đư ợc tư ï phân cư ïc nhờ Rs (giư õa nguồn và đất ) làm phân cư ïc nghòch chuyển tiếp P -N giư õa cư ïc và kênh dẫn. 0 Rs RL Vs Vcc RG C2 C1 RD RS 2 3 1 cs b) Phân cư ïc kiểu phân áp. 0 Rs RL Vs Vcc RG2 C2 C1 RG1 RD RS 2 3 1 0 240k 2.2k 12Vdc C1 Rs Vs C2  Kiểu đònh dòng ib p hân cư ïc a) tìm điểm phân cư ïc của mạch điện sau:  = 50 Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 24 - 0 430k 2k 20Vdc C1 Rs Vs C2 1k 0 10k39k Rs C1 C2 22Vdc RL 1.5k 3.3k Vs 0 250k 4.7k 10Vdc C1 Rs Vs C2 1.2k Một số bài toán ngư ợc: - Kiểu đònh dòng ib: cho mạch như hình vẽ(hình), biết: IcQ = 1 Icsat , Vc = 18V ,  = 110 I. 2 Icsat = 8mA Xác đònh Rc , và RE , RB b) Xác đònh điểm làm việc Q IR ; IC ; VCE ; Vc ; VE ; VB ; VBC 4. Phân cư ïc kiểu phân áp: 5. Hồi tiếp tư ø cư ïc C [...]...Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bàgiả g kỹ i n thuậ đ n tư û t iệ Ic = Vcc - Vc = 2.5 K IcQ Icsat = Vcc = > Rc+RE = Vcc Rc + RE Icsat => RE = 1K IB = IcQ = Vcc – VBE RB + ( + 1)RE => RB = Vcc – VBE - ( + 1)RE = 639 .8K IBQ chọ Rc = 2.4K , RE = 1K , RB = 620K n (Bàtậ vềnhà i p ) cho mạh như hình vẽ c R1 Rc C2 Xá đ nh R1 , R2 , RE , RC , biế ICQ c ò t = 10mA , VCEQ = 8v C1 20Vdc Rs RL R2 RE Vs 0 - 25 - . Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 15 - CHƯƠNG3 : CÁC MẠCH KHUYẾCH ĐẠI. Các chỉ tiêu cơ bản của mạch khuyếch đại. a) Đònh nghóa: khuyếch đại là quá trình biến đổi một điện. 50 Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 24 - 0 430 k 2k 20Vdc C1 Rs Vs C2 1k 0 10k39k Rs C1 C2 22Vdc RL 1.5k 3. 3k Vs 0 250k 4.7k 10Vdc C1 Rs Vs C2 1.2k Một số bài toán ngư ợc: -. VCEQ Q E1 IBQ Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û - 17 - Mặt khác, theo đònh luật Ohm E2 = Ic Rc + VcE => Ic = - 1 VcE + E2 Rc Rc Đư ờng tải có độ dốc là: tg = -1 (vào) RB tg = -1