DTTT1.ppt

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
Giảng viên: Lê Xuân Thành
Điện thoại/E-mail: 01655.111.888/thanhqn80@gmail.com
Bộ môn: Lý thuyết mạch-Khoa Kỹ thuật điện tử 1
Biên soạn: Học kỳ I năm học 2009-2010

BÀI GIẢNG MÔN
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: LÊ XUÂN THÀNH
BỘ MÔN: LÝ THUYẾT MẠCH - KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1
Trang 2
NỘI DUNG MÔN HỌC
 Chương 1. Mạch khuếch đại bán dẫn
 Chương 2. Mạch khuếch đại thuật toán
 Chương 3. Mạch tạo dao động điều hòa
 Chương 4. Mạch xung
 Chương 5. Mạch biến đổi tần số
 Chương 6. Mạch chuyển đổi A/D và D/A
 Chương 7. Mạch cung cấp nguồn

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 3

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 4
Chương 1. Mạch khuếch đại bán dẫn
 ĐỊNH NGHĨA, CÁC CHỈ TIÊU VÀ CÁC THAM SỐ CƠ BẢN
 PHÂN CỰC VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC MỘT CHIỀU
 HỒI TIẾP TRONG CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠI
 CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN DÙNG TRANZITO LƯỠNG CỰC
 TẦNG KHUẾCH ĐẠI ĐẢO PHA
 CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN DÙNG TRANZITO TRƯỜNG
 CÁC PHƯƠNG PHÁP GHÉP TẦNG TRONG BỘ KHUẾCH ĐẠI
 MỘT SỐ MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÁC
 TẦNG KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 5
1. ĐỊNH NGHĨA, CÁC CHỈ TIÊU VÀ CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1.1. Định nghĩa mạch khuếch đại
 Khuếch đại là một quá trình biến đổi năng lượng có
điều khiển, ở đó năng lượng một chiều của nguồn
cung cấp, không chứa thông tin, được biến đổi thành
năng lượng xoay chiều theo tín hiệu điều khiển đầu
vào, chứa đựng thông tin, làm cho tín hiệu ra lớn lên
nhiều lần và không méo.
Hình 1-1: Sơ đồ tổng quát của mạch khuếch đại.
Iv
Mạch khuyếch
đại
Nguồn cung cấp
(EC)
Uv
Rn
En
Ir
Ur
Rt
Uv
t
Ur
t
~

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 6
1. ĐỊNH NGHĨA, CÁC CHỈ TIÊU VÀ CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1.1. Định nghĩa mạch khuếch đại
 Để đảm bảo công tác cho tầng khuếch đại thì ở mạch ra của nó phải tạo nên
thành phần dòng một chiều I0 và điện áp một chiều U0. Chính vì vậy, ở mạch
vào của tầng, ngoài nguồn tín hiệu cần khuếch đại, người ta cũng phải đặt
thêm điện áp một chiều UV0 (hay dòng điện một chiều IV0). Các thành phần
dòng điện và điện áp một chiều đó xác định chế độ làm việc tĩnh của tầng
khuếch đại. Tham số của chế độ tĩnh theo mạch vào (IV0, UV0) và theo mạch
ra (I0, U0) đặc trưng cho trạng thái ban đầu của sơ đồ khi chưa có tín hiệu
vào.
I0
PĐK
Uv
t
i RC
Ur
Ur
t
+E
C
R
t
C
E
B
Uv
a.
U0
i
ura
0
0
b. t
t

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 7
1. ĐỊNH NGHĨA CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1.2. Các chỉ tiêu và tham số cơ bản của một tầng khuếch đại
1.2.1. Hệ số khuếch đại
 Phần mô đun |K| thể hiện quan hệ về cường độ (biên độ) giữa các đại lượng
đầu ra và đầu vào, phần góc k thể hiện độ dịch pha giữa chúng. Nhìn chung
độ lớn của |K| và k phụ thuộc vào tần số  của tín hiệu vào.
 Nếu biểu diễn |K| = f1() ta nhận được đường cong gọi là đặc tuyến biên độ -
tần số của tầng khuếch đại. Đường biểu diễn k=f2() gọi là đặc tuyến pha -
tần số.
Đại lượng đầu ra
Đại lượng tương ứng đầu vào
K =
K = K exp(j.k)
1.2.2. Trở kháng lối vào và lối ra
V
V
V
I
U
Z 
r
r
r
I
U
Z 

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 8
1. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1.2.3. Méo tần số
 Méo tần số là méo do độ khuếch đại của mạch khuếch đại bị giảm ở vùng hai
đầu giải tần. ở vùng tần số thấp có méo thấp Mt, ở vùng tần số cao có méo
tần số cao MC.
C
0
C
t
0
t
K
K
M
;
K
K
M 

Hình 1-3: a. Đặc tuyến biên độ - tần số
b. Đặc tuyến biên độ (f = 1kHz) của một bộ khuếch đại tần số thấp
0 102
104 2.104 (Hz)
|K|
(a)
K0
Uvào
(mV)
Ura
(V)
(b)
0
K0

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 9
1. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1.2.4. Méo không đường thẳng (méo phi tuyến)
 Méo không đường thẳng do tính chất phi tuyến của các phần tử như tranzito
gây ra thể hiện trong tín hiệu đầu ra xuất hiện thành phần tần số mới (không
có ở đầu vào). Khi uvào chỉ có thành phần tần số  thì ura nói chung có các
thành phần n (với n = 0,1,2...) với các biên độ tương ứng là Ûn.
%
U
)
U
...
U
U
( /
n
1
2
1
2
2
3
2
2









1.2.5. Hiệu suất của tầng khuếch đại
0
P
Pr



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 10
2. PHÂN CỰC VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC MỘT CHIỀU
2.1. Nguyên tắc chung phân cực tranzito
 Muốn tranzito làm việc như là một phần tử tích cực thì các tham số của nó
phải thoả mãn điều kiện thích hợp.
 Dù tranzito được mắc theo kiểu nào, muốn nó làm việc ở chế độ khuếch đại
cần có các điều kiện sau: chuyển tiếp gốc-phát luôn phân cực thuận, chuyển
tiếp gốc - góp luôn phân cực ngược.
IB
IC
U
C
U
E
IE
UB
UCE >0
UBE>0
IB
UB
(a)
IC
U
C
U
E
IE
UCE <0
UBE <0
(b)
Hình 1-4: a) Biểu diễn điện áp và dòng điện phân cực tranzito n-p-n.
b) Tranzito p-n-p.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 11
2.2. Mạch cung cấp điện áp phân cực cho tranzito
IP+IB0
CP2
UBE0
UB
(a)
RC
RB
IB0
+EC
CP1
CP2
R2
(b)
RC
R1
IB0
+EC
CP1
IP
Hình 1-5: Mạch cấp điện cho tranzito
B
C
B
R
E
I 
0
IC0 = .IB0; UCE0 = EC-IC0.RC
UBE0 = IP.R2 = EC -(IP+IB0).R1
1
.R
I
E
U p
C
BE 

IP =(0,33).IBmax

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 12
2.2. Mạch cung cấp điện áp phân cực cho tranzito
Hình 1-7: Sơ đồ
cung cấp và ổn định
điểm làm việc nhờ
hồi tiếp âm dòng
điện một chiều qua
RE.
UR2
Cp2
R2
RC
R1
+EC
Cp1
UE RE CE
UBE
+EC
RC
RB
Cp2
Cp1
IB
UCE0
UBE0
Hình 1-6: Mạch
cung cấp và ổn định
điểm làm việc bằng
hồi tiếp âm điện áp
một chiều qua RB.
 Nếu có một nguyên nhân mất ổn định nào đó
làm cho dòng một chiều IC0 trên cực góp tăng
lên thì điện thế UCE0 giảm làm UBE giảm, kéo
theo dòng IB0 giảm làm cho IC0 giảm (vì IC0=
.), nghĩa là dòng IC0 ban đầu được giữ
nguyên.
 Khi IC0 tăng do nhiệt độ tăng hay do độ tạp
tán tham số của tranzito thì điện áp hạ trên RE
(UE0=IE0.RE) tăng. Vì điện áp UR2 lấy trên
điện trở R2 hầu như không đổi nên điện áp
UBE0 = UR2 - UE0 giảm, làm cho IB0 giảm, do
đó IC0 không tăng lên được, tức là IC0 được
giữ ổn định. Nếu nhiệt độ giảm làm IC0 giảm
thì nhờ mạch hồi tiếp âm dòng điện một
chiều, UBE0 lại tăng, làm cho IB0 tăng, IC0 tăng
giữ cho IC0 ổn định.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 13
3. HỒI TIẾP TRONG CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠI
 Hồi tiếp là việc thực hiện truyền tín hiệu từ đầu ra về đầu vào bộ khuếch đại.
 Thực hiện hồi tiếp trong bộ khuếch đại sẽ cải thiện hầu hết các chỉ tiêu chất lượng
của nó và làm cho bộ khuếch đại có một số tính chất đặc biệt.
Đầu ra
Đầu vào
Hình 1-8: Sơ đồ khối bộ khuếch đại có hồi tiếp
K

 Nếu điện áp hồi tiếp tỷ lệ với điện áp ra của bộ khuếch đại ta có hồi tiếp điện áp,
nếu tỷ lệ với dòng điện ra ta có hồi tiếp dòng điện. Có thể hồi tiếp hỗn hợp cả dòng
điện và điện áp.
 Xét ở đầu vào, khi điện áp đưa về hồi tiếp nối tiếp với nguồn tín hiệu vào thì ta có
hồi tiếp nối tiếp. Khi điện áp hồi tiếp đặt tới đầu vào bộ khuếch đại song song với
điện áp nguồn tín hiệu thì có hồi tiếp song song.
 Hai đặc điểm trên xác định một loại mạch hồi tiếp cụ thể: hồi tiếp điện áp nối tiếp
hoặc song song, hồi tiếp dòng điện nối tiếp hoặc song song, hồi tiếp hỗn hợp nối
tiếp hoặc song song.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 14
 Nếu khi hồi tiếp nối tiếp ảnh hưởng đến trị số điện áp vào bản thân bộ khuếch đại uy, thì khi hồi tiếp
song song sẽ ảnh hưởng đến trị số dòng điện vào bộ khuếch đại. Tác dụng của hồi tiếp có thể làm tăng,
khi K +  = 2n, hoặc giảm khi  +  = (2n +1). (n là số nguyên dương) tín hiệu tổng hợp ở đầu
vào bộ khuếch đại được gọi là hồi tiếp dương và tương ứng gọi là hồi tiếp âm.
 Hồi tiếp âm cho phép cải thiện một số chỉ tiêu của bộ khuếch đại, vì thế nó được dùng rất rộng rãi.
Hình 1-9: Một số mạch hồi tiếp thông dụng:
a. Hồi tiếp nối tiếp điện áp
b. Hồi tiếp dòng điện
c. Hồi tiếp song song điện áp
Rn
ur Rt
K
~
Iht Ir

c.
Iv
ur
Rt
K
~
Iv Ir
It
uht

Rn It

K
~ ur
Rt
Iv Ir
It
uht
Rn
a.
b.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 15
 Khi 1 > K. > 0 thì hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại có hồi tiếp Kht lớn hơn hệ số khuếch đại của
bản thân bộ khuếch đại K. Đó chính là hồi tiếp dương, Uht đưa tới đầu vào bộ khuếch đại cùng pha với
điện áp vào Uv, tức là Uy = Uv +Uht. Vậy Ur = K.(Uv + Uht) > K.Uv Kht >K
 Trường hợp K.  1 (khi hồi tiếp dương) đặc trưng cho điều kiện tự kích của bộ khuếch đại. Lúc này
đầu ra của bộ khuếch đại xuất hiện một phổ tần số không phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào. Với trị số
phức K và  bất đẳng thức K.  1 tương ứng với điều kiện tự kích ở một tần số cố định và tín hiệu ở
đầu ra gần với dạng hình sin.
Mạch hồi tiếp nối tiếp điện áp

K
~ ur
Rt
Iv Ir
It
uht
Rn
V
r
ht
U
U
K 
ht
V
Y U
U
U 

r
ht
r
V
r
Y
U
U
U
U
U
U





ht
K
K
1
1
ht
r
u
u
 
K
K
Kht
.
1 



.
1 K
K
Kht



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 16
 Khi K.<0 thì:
 Đây là hồi tiếp âm (Uht ngược pha với Uv) và Uy = Uv - Uht, nghĩa là hệ số khuếch đại của
bộ khuếch đại có hồi tiếp âm Kht nhỏ hơn hệ số khuếch đại khi không có hồi tiếp.

K
~ ur
Rt
Iv Ir
It
uht
Rn
V
r
ht
U
U
K 
ht
V
Y U
U
U 

r
ht
r
V
r
Y
U
U
U
U
U
U





ht
K
K
1
1
ht
r
u
u
 
K
K
Kht
.
1 



.
1 K
K
Kht


K
K
K
Kht 



.
1

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 17
 Sự thay đổi tương đối hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại khi có hồi tiếp âm nhỏ hơn 1 + K. lần so
với khi không hồi tiếp. Độ ổn định hệ số khuếch đại sẽ tăng khi tăng độ sâu hồi tiếp.

K
~ ur
Rt
Iv Ir
It
uht
Rn

1

ht
K
 Nếu hệ số khuếch đại K lớn và hồi tiếp âm sâu thì thực tế có thể loại trừ sự phụ thuộc
của hệ số khuếch đại vào sự thay đổi các tham số trong bộ khuếch đại. Khi đó:
 Ý nghĩa vật lý của việc tăng độ ổn định của hệ số khuếch đại có hồi tiếp âm là ở chỗ khi thay đổi hệ số
khuếch đại K thì điện áp hồi tiếp sẽ bị thay đổi dẫn đến thay đổi điện áp Uy theo hướng bù lại sự thay
đổi điện áp ra của bộ khuếch đại. Giả sử khi giảm K do sự thay đổi tham số bộ khuếch đại sẽ làm cho
Uht giảm và Ur giảm, điện áp Uy = Uv - Uht tăng dẫn đến Ur tăng, chính là ngăn cản sự giảm của hệ số
khuếch đại K.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 18
 Tăng độ ổn định của hệ số khuếch đại bằng hồi tiếp âm được dùng rộng rãi để cải thiện đặc
tuyến biên độ, tần số của bộ khuếch đại nhiều tầng ghép điện dung. Vì ở miền tần số thấp
và cao hệ số khuếch đại bị giảm. Tác dụng hồi tiếp âm ở miền tần số kể trên sẽ yếu vì hệ số
khuếch đại K nhỏ và sẽ dẫn đến tăng độ khuếch đại ở giải biên tần và mở rộng giải thông f
của bộ khuếch đại.
 Hồi tiếp âm cũng làm giảm méo không đường thẳng của tín hiệu ra và giảm nhiễu (tạp âm)
trong bộ khuếch đại.
f
Ku
Kuht
K
f
fht
0
Hình 1-10: ảnh hưởng của hồi
tiếp âm đến đặc tuyến biên độ -
tần số

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 19
 Thực hiện hồi tiếp âm nối tiếp làm tăng điện trở vào của bộ khuếch đại lên (1+K.) lần.
Điều này rất cần thiết khi bộ khuếch đại nhận tín hiệu từ bộ cảm biến có điện trở trong lớn
hoặc bộ khuếch đại dùng tranzito lưỡng cực.
 Điện trở ra giảm đi (1+K.) lần đảm bảo điện áp ra của bộ khuếch đại ít phụ thuộc vào sự
thay đổi điện trở tải Rt.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 20
 Mọi loại hồi tiếp âm đều làm giảm tín hiệu trên đầu vào bộ khuếch đại (Uy hay Iy) và do đó
làm giảm hệ số khuếch đại Kht, làm tăng độ ổn định của hệ số khuếch đại của bộ khuếch
đại.
 Hồi tiếp âm nối tiếp làm tăng điện trở vào.
 Hồi tiếp điện áp nối tiếp làm ổn định điện áp ra, giảm điện trở ra Rrht. Còn hồi tiếp dòng
điện nối tiếp làm ổn định dòng điện ra It, tăng điện trở ra Rrht.
 Hồi tiếp âm song song làm tăng dòng điện vào, làm giảm điện trở vào Rvht, cũng như điện
trở ra Rrht.
T1
~
CP2
RC1
R1
R2 RE1
Rn
En
Uv
CP1
Ur
+E
C
b)
RC2
RE2
R3
R4
CP3
T2
R
C
~
CP2
R
C
R1
R2 R
E
Rn
En
Uv
CP1
Ur
+E
C
a)

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 21
4. CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN DÙNG TRANZITO LƯỠNG CỰC (BJT)
4.1. Tầng khuếch đại phát chung (EC)
 Khi đưa điện áp xoay chiều tới đầu vào xuất hiện dòng xoay chiều cực gốc của tranzito và
do đó xuất hiện dòng xoay chiều cực góp ở mạch ra của tầng. Dòng này gây hạ áp xoay
chiều trên điện trở RC. Điện áp đó qua tụ CP2 đưa đến đầu ra của tầng tức là tới Rt.
 Có thể thực hiện phân tích mạch bằng hai phương pháp cơ bản là phương pháp đồ thị đối
với chế độ một chiều và phương pháp giải tích dùng sơ đồ tương đương đối với chế độ
xoay chiều tín hiệu nhỏ.
Hình 1-12: Tầng
khuếch đại E chung
IV CP1
UBE
T
~
R1
R2
Rn
En UV
CP2
RC
RE
CE
U CE0
I B0 IC
It Rt Ur
UE0
IE0
+EC
IP

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 22
Hình 1-13: Xác định chế độ tĩnh của tầng EC
a) Trên đặc tuyến ra
b) Trên đặc tuyến vào
IB2
IB1
IB=0
uC
IC
C
PCCP
D
B
P
A
IC0
UC0
IB=IB0
a)
IC0(E)
uB
E
uC
0
u
BE
I
B
b)
P
uB
0
0
I
B
0
0
0
0
0
0
0
0 )
(
)
1
.(
)
(
)
(
).
1
( C
C
C
C
C
B
E I
E
I
E
I
I
E
I
I
I 






 



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 23
Hình 1-12: Tầng
khuếch đại E chung
IV CP1
UBE
T
~
R1
R2
Rn
En UV
CP2
RC
RE
CE
U CE0
I B0 IC
It Rt Ur
UE0
IE0
+EC
IP

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 24
~
<<
IV B rB
IB
IC
It
C
Ut
Rt
RC
rC
CC
rE
E
En
Rn
UV
IB
IE
R1 R2
Hình 1-14: Sơ đồ thay thế tầng khuếch đại EC bằng tham số vật lý.

V
B V
V
R
I I
r
=
( )// // ( )// //
. . . . .
C C t V C C t
t B V
t V t
r E R R R r E R R
I I I
R r R
β β
= =
( ) // // //
. . .
V C C t C t
i
V t t
R r E R R R R
K
r R R
β β
= 
. //
. .
.( )
t t t C t
r
u i
n V n V n V n V
I R R R R
U
K K
E I R R R R R R
β
-
= = = - = -
+ + + i
u
V
r
P K
K
P
P
K .

 // ( )
r C C
R R r E


BÀI GIẢNG MÔN
Trang 25
4.2. Tầng khuếch đại góp chung (CC)
Hình 1-15: a. Sơ đồ tầng khuếch đại CC; b. Sơ đồ thay thế
UBE
+ EC
IB
En
IB IE
E
Rt
It
IV
Ibo
Rn
R2

IC0
Uv
IE
T
CP2
Ur
RE
It Rt
a.
R1
CP1

<<
B
IV rB C
rC
Ur
RE
rE
R1//R2
UV
Rn
En
D
b.
IC
RV=R1//R2//rV
[ (1 ).( // )]
V B B E E
U I r r R Rt
β
= + + +
).
Rt
//
R
r
).(
1
(
r
r E
E
B
V 




).
R
//
R
).(
1
//(
R
//
R
R t
E
2
1
V 


// //
(1 ). . .(1 ). .
E t V E t
t B V
t V t
R R R R R
I I I
R r R
β β
= + = +
// //
(1 ). . (1 ).
V E t E t
i
V t t
R R R R R
K
r R R
β β
= + +

V
n
t
E
u
R
R
R
//
R
).
1
(
K




E
E
2
1
n
B
E
E
r r
//
R
)
1
R
//
R
//
R
r
r
//(
R
R 






BÀI GIẢNG MÔN
Trang 26
4.3. Tầng khuếch đại gốc chung (BC)
IE
IV
CP2
CB
IB
rE

Ur
CP1
IC
+EC
R1
RC
Rn
En
uV
RE
Rt
R2
IB
T
a.
<<

IV
b.
.IE
IC
rC
RE
Rn
RC
rB Rt
Ur
I1
En
B
C
E
UV
Hình 1-16: a. Sơ đồ khuyếch đại BC b. Sơ đồ thay thế
t
t
C
i
R
R
//
R
.
K 

V
n
t
C
u
R
R
R
//
R
.
K



C
C
C
r R
E
r
R
R 
 )
(
//

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 27
5. TẦNG KHUẾCH ĐẠI ĐẢO PHA
 Tầng đảo pha dùng để khuếch đại tín hiệu và cho ra hai tín hiệu có biên độ bằng
nhau nhưng pha lệch nhau 1800.
UC0
CP2
a)
UV
t
0
Hình 1-17: a) Sơ đồ tầng đảo pha
b) c) d) Biểu đồ thời gian
R1 RC
Rn
R2
RE
Rt2
Rt1
CP3
CP1
En
+EC
Ur1
Ur2
UV
T
_

Ur2
0
t
Ur
t
0
UC0
c)
d)
b)
V
n
1
t
C
u
R
R
)
R
//
R
(
.
K 1



V
n
2
t
E
u
R
R
)
R
//
R
(
).
1
(
K 2




Hình 1-18: Sơ đồ tầng đảo pha dùng biến áp
CP T
R1
L1
Rn
R2
RE CE
En
+EC
UV
_

Ur1
Ura2
L2

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 28
6. CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN DÙNG TRANZITO TRƯỜNG(FET)
6.1. Tầng khuếch đại cực nguồn chung (SC)
a)
Hình 1-19: a) Sơ đồ tầng khuyếch đại SC kênh n
UV
ID0
UGS0
UG0
+ED
En
ID
IS0
R1
RD
Rt
RS
RG
Rn
US0
UDS
Ur
CS
CP1
T

CP2
 Tải RD được mắc vào cực máng D, các
điện trở R1, RG, RS dùng để xác lập
UGS0 ở chế độ tĩnh.
 Điện trở RS sẽ tạo ra hồi tiếp âm dòng
điện một chiều để ổn định chế độ tĩnh
khi thay đổi nhiệt độ và do tính tản
mạn của tham số tranzito.
 Tụ CS dùng để khử hồi tiếp âm dòng
xoay chiều.
 Tụ CP1 để ghép tầng với nguồn tín hiệu
vào.
DS
r
0
DS U
U
U 



D
0
D I
I



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 29
 Điểm làm việc tĩnh P dịch chuyển theo đường
tải một chiều sẽ qua điểm A và B.
 Đối với điểm A: IDS = 0, UDS = +ED
 Đối với điểm B: UDS=0, ID = ED/(RD+RS)
 Điện trở tải xoay chiều: Rt= RD//Rt
 Trong bộ khuếch đại nhiều tầng thì tải của
tầng trước chính là mạch vào của tầng sau có
điện trở vào RV đủ lớn. Trong những trường
hợp như vậy thì tải xoay chiều của tầng xác
định chủ yếu bằng điện trở RD được chọn tối
thiểu cũng nhỏ hơn RV một bậc nữa. Chính vì
vậy đối với tầng tiền khuếch đại thì độ dốc
của đường tải xoay chiều (đường C-D) không
khác lắm so với đường tải một chiều và trong
nhiều trường hợp người ta coi chúng như là
một đường.
b)
ID
UDS0
UPMax
UDS
C A
PDMax
D
B
P
US0+URD
UDS
ID0
U0S
I1
i0
I1
IDMax
Ur
UGS
Hình 1-19: b) Đồ thị xác định chế độ tĩnh

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 30
 Khảo sát trường hợp:
 Trị số và cực tính của điện áp trên điện trở RS
là do dòng điện IS0=ID0 chảy qua nó quyết
định:
 Điện trở RG để dẫn điện áp UGS0 lấy trên RS
lên cực cửa G của FET. Điện trở RG phải
chọn nhỏ hơn điện trở vào. Điều này rất cần
thiết để loại trừ ảnh hưởng của tính không ổn
định theo nhiệt độ và tính tản mạn của các
tham số mạch vào đến điện trở vào của tầng.
Trị số RS thường chọn từ (15)M.
 Điện trở RS còn tạo ra hồi tiếp âm dòng điện
một chiều trong tầng, ngăn cản sự thay đổi
dòng ID0 nên ổn định chế độ tĩnh của tầng.
)
R
R
(
I
E
U S
D
0
D
D
0
DS 


0
U 0
GS 
0
0
D
GS
S
I
U
R 
a)
UV
ID0
UGS0
UG0
+ED
En
ID
IS0
R1
RD
Rt
RS
RG
Rn
US0
UDS
Ur
CS
CP1
T

CP2

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 31
 Trị số RD có ảnh hưởng đến đặc tính tần số
của tầng, nó được tính theo tần số trên của
giải tần. Với quan điểm mở rộng dải tần thì
phải giảm RD. Sau khi đã chọn điện trở trong
của tranzito ri, thì ta có thể chọn
RD=(0,050,15).ri.
 Việc chọn điện áp cũng theo những điều kiện
giống như điện áp UE0 trong tầng EC, nghĩa
là tăng điện áp sẽ làm tăng độ ổn định của
điểm làm việc tĩnh do RS tăng, tuy nhiên khi
đó cần tăng ED. Vì thế thường chọn trong
khoảng (0,10,3)ED: a)
UV
ID0
UGS0
UG0
+ED
En
ID
IS0
R1
RD
Rt
RS
RG
Rn
US0
UDS
Ur
CS
CP1
T

CP2
1
0
0
0
0 .
.
R
R
R
E
R
I
U
U
U
G
G
D
S
D
G
S
GS




 G
GS
S
G
D
R
U
U
R
E
R 


0
0
1
.
D
D
S
DS
D R
I
U
U
E .
0
0
0 


9
,
0
7
,
0
R
.
I
U
E D
0
D
0
D
D




BÀI GIẢNG MÔN
Trang 32
 Sơ đồ thay thế dựa trên cơ sở sử dụng nguồn
dòng ở mạch ra.
 Điện trở RD, Rt mắc song song ở mạch ra xác
định tải xoay chiều Rt~=RD//Rt.
 Điện trở R1, RG cũng được mắc song song.
 Vì điện trở vào thường lớn hơn điện trở nhiều,
nên điện áp vào của tầng coi như bằng E
Hình 1-20: Sơ đồ tương đương thay thế tầng S chung
CG
D
a)

CG
D
CGS CDS
Rt
RD
ri
SU
V
R1 // RG
UV
Ur
b)

CGS CDS
Rt
RD
ri
UV
R1// RG
UV
Ur
 Tụ nối tầng CP1 và CP2, và tụ CS khá lớn nên điện trở xoay chiều coi như bằng không.Vì
thế trong sơ đồ thay thế không vẽ những tụ đó.
 Hệ số khuyếch đại điện áp ở tầng tần số trung bình:
 Có thể vẽ sơ đồ thay thế tầng SC với nguồn điện áp (hình b).
~ ~ ~
~
~ ~
. .( // ) . . .
.( // )
t V i t i t t
u i t
V V i t i t
U S U r R S r R R
K S r R
U U r R r R
μ
= = - = - = - = -
+ +

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 33
 Trong trường hợp nếu tầng SC là tầng
khuyếch đại trong bộ khuyếch đại nhiều
tầng:
Hình 1-20: Sơ đồ tương đương thay thế tầng S chung
CGD
a)

CGD
CGS CDS
Rt
RD
ri
SUV
R1 // RG
UV
Ur
b)

CGS CDS
Rt
RD
ri
UV
R1// RG
UV
Ur
 Khi chuyển sang miền tần số cao thì phải chú ý đến điện dung vào và ra của tầng, nghĩa
là cần chú ý đến điện dung giữa các điện cực CGS và CGD của tranzito, cũng như điện
dung lắp ráp mạch vào CL (Điện dung của linh kiện và dây dẫn mạch vào đối với cực âm
của nguồn cung cấp).
D
V
D
~
t R
R
//
R
R 

D
U R
.
S
K 

G
1
V R
//
R
R 
D
i
D
r R
r
//
R
R 


BÀI GIẢNG MÔN
Trang 34
6.2. Tầng khuếch đại cực máng chung (DC)
 Tải một chiều của tầng là RS, còn tải xoay chiều là: Rt=RS//Rt
 Đối với tầng DC điện áp ra tải trùng pha với điện áp vào:
 Hệ số khuếch đại Ku phụ thuộc vào độ hỗ dẫn của tranzito và tải xoay chiều Rt~ của tầng.
Hệ số khuếch đại tiến tới 1 khi tăng S và Rt~. Vì vậy đối với tầng DC nên dùng tranzito
có độ hỗ dẫn lớn.
UGS
RG
CGD
b)

CGS
Ri // RG
UV
Rt
RS Ur
Rn
+ ED
En
CP1
CP2
UV
UG
US0
Rt
RS

a)
R1
_
Hình 1-21: Tầng khuếch đại cực máng chung
a) Sơ đồ nguyên lý; b) Sơ đồ tương đương.
Ur
GS
V
t U
U
U 

)
//
(
. ~
t
i
GS
t R
r
U
S
U 
)
//
.( ~
t
i
t
GS
R
r
S
U
U  ~ ~
~ ~
.( // ) .
1 .( // ) 1 .
t i t t
u
V i t t
U S r R S R
K
U S r R S R
= =
+ +

r
U
1 




1
ri

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 35
6.2. Tầng khuếch đại cực máng chung (DC)
 Thay S=/ri:
 Mạch vào của sơ đồ thay thế hình 1-21b gồm ba phần tử giống nhau.
 Điện trở ra của tầng DC nhỏ hơn tầng SC, và vào khoảng (1003000):
UGS
RG
CGD
b)

CGS
Ri // RG
UV
Rt
RS Ur
Rn
+ ED
En
CP1
CP2
UV
UG
US0
Rt
RS

a)
R1
_
Hình 1-21: Tầng khuếch đại cực máng chung
a) Sơ đồ nguyên lý; b) Sơ đồ tương đương.
Ur
~
~
).
1
(
.
t
i
t
u
R
r
R
K





~
~
)
1
/(
.
.
1 t
i
t
V
t
R
r
R
U
U









1
ri
r
U
1 



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 36
7. CÁC PHƯƠNG PHÁP GHÉP TẦNG TRONG BỘ KHUẾCH ĐẠI
Hình 1-22: Sơ đồ khối bộ khuếch đại nhiều tầng
UV(N-1)
Ur2
Ur1=UV2
UrN
Rn
Rt
1 2 N-1 N

UV1
En
)
(
...
)
(
)
(
...
.
...
.
1
2
1
2
2
1
dB
K
dB
K
dB
K
K
K
K
U
U
U
U
E
U
E
U
K
N
N
u
u
u
u
u
u
VN
rN
V
r
n
ra
n
t
u







BÀI GIẢNG MÔN
Trang 37
7.1. Ghép tầng bằng tụ điện
R2
R1 R3 R5 R7 R9 R11
Rn
R2 R4 R6 R8
R10
R12
CP1
CP2 CP3
CE1
CE2
CE3
T1 T2 T3
C2
+EC
Ur
UV
En ~
Hình 1-23: Sơ đồ bộ khuếch đại nhiều tầng ghép điện dung.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 38
7.2. Ghép bằng biến áp
W2
Hình 1-27: Tầng khuếch đại ghépbiến áp
R1 R3 RC
R2 RE
R4
T2
T1
W1
CP1 CP2
CE
Rn
En

+EC
Ur

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 39
7.3. Mạch ghép trực tiếp
R1
R2
R4 R6
R3 R5
T2
T1
+EC
ur
uV
Hình 1-28: Mạch khuếch đại ghép trực tiếp

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 40
8. MỘT SỐ MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÁC
8.1. Mạch khuếch đại Đarlingtơn
IE1=IB2
IC1
IC
IC2
IE2
T1
IB1
T2
Hình 1-29: Mạch Đarlingtơn
2
1.



2
V
1
1
V
1
B
2
BE
V r
).
1
(
r
I
U
r 





BÀI GIẢNG MÔN
Trang 41
8.2. Mạch Cascốt (Kaskode)
R1 R2 RC
R3
CP2
CP1
CB
T1
T2
UV
Ura1
Ura2
Hình 1-30: Mạch khuếch đại Cascốt.
1
K 1
u 

2
V
C
2
u
r
R
.
K 2


2
V
C
2
u
u
r
R
.
K
.
K
K 2
1





BÀI GIẢNG MÔN
Trang 42
8.3. Mạch khuếch đại giải rộng
a)
R1
R3
R2
R4
CP1
CP2
C2
+EC
uV
ura
b)
K/K0
1
1
2
ft ftb fC
f
Hình 1-31: a) Tầng khuếch đại giải rộng
b) Đặc tuyến biên độ tần số.
RE
L

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 43
8.4. Mạch khuếch đại cộng hưởng (chọn lọc)
Hình 1-32: Tầng khuếch đại cộng hưởng dùng Tranzito trường
+EC
L1 C4
C2
L2 L3
C3
CP
R
ur
uv
V
0
3
2
2
1
f
C
L
1
C
L
1



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 44
9. TẦNG KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
9.1. Đặc điểm chung và yêu cầu của tầng khuếch đại công suất
 Tầng khuếch đại công suất là tầng khuếch đại cuối cùng của bộ khuếch đại, có tín
hiệu vào lớn. Nó có nhiệm vụ khuếch đại cho ra tải một công suất lớn nhất có thể
được. Với độ méo cho phép vào bảo đảm hiệu suất cao.
 Do khuếch đại tín hiệu lớn, tranzito làm việc trong miền không tuyến tính nên
không thể dùng sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ để nghiên cứu mà phải dùng
phương pháp đồ thị.
 Các tham số cơ bản của tầng khuếch đại công suất là:
V
r
p
P
P
K 
0
r
P
P



BÀI GIẢNG MÔN
Trang 45
 Chế độ A là chế độ tầng khuếch đại cả tín hiệu hình sin vào. ở chế độ này góc cắt  =1800,
dòng tĩnh luôn lớn hơn biên độ dòng điện ra nên méo nhỏ nhưng hiệu suất rất thấp - chỉ
dùng khi yêu cầu công suất ra nhỏ.
 Chế độ AB tầng khuếch đại hơn nửa hình sin của tín hiệu vào, góc cắt 900<  <1800. Lúc
này dòng tĩnh bé hơn chế độ A nên hiệu suất cao hơn. Điểm làm việc của chế độ AB gần
khu vực tắt của tranzito.
 Chế độ B tầng khuếch đại nửa tín hiệu hình sin vào, có góc cắt  = 900. ở chế độ này dòng
tĩnh bằng không nên hiệu suất cao.
 Chế độ AB và B có hiệu suất cao nhưng gây méo lớn. Để giảm méo phải dùng mạch
khuếch đại kiểu đẩy kéo mà ta sẽ xét sau đây.
 Chế độ C tầng khuếch đại tín hiệu ra bé hơn nửa hình sin, góc cắt  < 900. Nó được dùng
trong các mạch khuếch đại cao tần có tải là khung cộng hưởng để chọn lọc sóng hài mong
muốn và để có hiệu suất cao.
 Chế độ D tranzito làm nhiệm vụ như một khoá điện tử đóng mở. Dưới tác dụng của tín hiệu
vào điều khiển khi tranzito thông bão hoà là khoá đóng, dòng IC đạt cực đại, còn khoá mở
khi tranzito tắt, dòng IC = 0.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 46
Hình 1-33: Minh họa chế độ công tác của tầng khuếch đại công suất
a) Đặc tuyến truyền đạt của Tranzito
b) Đặc tuyến ra của Tranzito
c) Dòng điện ra ứng với các chế độ khi điện áp vào là sin
t
IC
2
0
a)
UBE
UBE
IC
0
0
t
Khu vực tắt
IC
EC UCE
IB=
0
A
AB
B
0
PCm
ax
Khu vực
bão hoà
b)
0 t
IC
IC
0
(A)
IC
t
IC
0
(AB)
t
IC
(B)
t
(C)
IC
c)
0 0 0

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 47
9.2. Tầng khuếch đại công suất chế độ A
Hình 1-34: Tầng khuếch đại công suất chế độ A mắc phát chung
a) Sơ đồ b) Minh hoạ dạng tín hiệu trên họ đặc tuyến ra
IC
EC UCE
IB0
O
Q P
0
IC0
t
UCE
UC0
IB=0
+EC
ur=uCE
uV
RC
RB
CB
UC + IC.RC = EC

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 48
9.3. Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo chế độ B hay AB có biến áp
- +
T1
R
1
iC
1
R2
Hình 1-35: Tầng đẩy kéo ghép biến áp
T2
Rt
EC
UV WV
W11
W12
W21
W22
Wt
IC
iC
IC0 UCE
UCE
EC
UCE
Hình 1-36: Đồ thị tính tầng công suất
0

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 49
IC
iC
IC0 UCE
UCE
EC
UCE
Hình 1-36: Đồ thị tính tầng công suất
0

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 50
 Để tránh méo do tính không đường thẳng đoạn đầu đặc tuyến vào tranzito khi dòng cực gốc
bé ta cho tầng làm việc ở chế độ AB. Khi đó cần có điện áp UBE và IB0 ban đầu (nhờ có R1,
R2). ở chế độ này UBE0, IB0, IC0 bé nên các công thức dùng cho chế độ B vẫn đúng.
UBE
IB
ib1
ib2
0
T2
T1
Hình 1-37: ảnh hưởng độ không đường thẳng
của đặc tuyến vào Tranzito đến méo dạng tín
hiệu trong chế độ B
t
IB
T1
T2
ib1
ib2
IB0
IB0
UB
0
UB
0
Hình 1-38: Giảm méo không đường
thẳng trong chế độ AB

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 51
9.4. Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo không biến áp
9.4.1. Mạch dùng tranzito cùng loại:
T1
_
R1 R3
R2 R4
Rt
CP1
CP2
UV2
UV1
+EC
_
+
a)
iC2
iC1
R1 R3
R2 R4
Rt
CP1
CP2
UV2
UV1
+EC
C
b)
iC2
iC1
T1
T2
Hình 1-39: Mạch đẩy kéo không biến áp dùng tranzito cùng loại.
T2

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 52
9.4.2. Mạch dùng tranzito khác loại:
T1
T2
Rt
R1
R2
CP
_
+

EC2
EC1
T1
T2
Rt
R1
R2
CP
+
C
-EC
Hình 1-40: Mạch đẩy kéo không biến áp ra dùng tranzito khác loại
UV UV
UV

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 53
9.4.2. Mạch dùng tranzito khác loại:
D1
D2
T2
R1
R3
R2
Rt
T1
-EC
+EC
CP1
a)
T3
R1
R3
R2
D1
D2
D3
D4
T1
-EC
+EC
CP1
b)
Rt
T2
Hình 1-41: Tầng khuyếch đại đẩy kéo nối tiếp và tầng kích
a) Dùng tranzito khác loại; b) Dùng tranzito Đarlington khác loại.

BÀI GIẢNG MÔN
Trang 54

DTTT1.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to DTTT1.ppt

Similar to DTTT1.ppt (20)

DTTT1.ppt