Giáo trình điện tử cơ bản Tài liệu giảng dạy

M Ụ C LỤ C CHƯƠNG I: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG I ĐIỆN TRỞ (RESISTOR) KHÁI NIỆM: 1.1 Ký hiệu .1 1.2 Đơn vị tín h .2 1.3 Bội số 2 PHÂN LOẠI:' 2.1 Điện trở than .2 2.2 Điện trở dây quấn .4 2.3 Điện trở xi măng 2.4 Điện trở nhiệt: (Thermistor viết tắt Th) 2.5 Quang trở (LDR Light Dependent Resistor) .5 2.6 Điện trở tùy áp (VDR: Voltage Dependent Resistor) .6 KHUYẾT ĐIẾM CỦA ĐIỆN TRỜ .6 CÁC H HỎNG THƯỜNG GẶP „6 CÁCH GHÉP „6 II TỤ ĐIỆN (CAPACITOR) CÁU TẠO ĐIỆN DUNG CÙA T ự CÁC THÔNG SỐ CỦA TỤ 3.1 Giá trị điện dung 3.2 Điện áp làm việc PHẢN LOẠI 4.1 Tụ điện hóa học(tụ hỏa) 4.2 Tụ điện giấy: 4.3 Tụ điện gốm (tụ sứ): 10 4.4 Tụ mica: 10 4.5 TụTantal: 11 4.6 Tụ màng mỏng: „11 4.7 Tụ điện xoayhTTr.-.-::“ ;-.—: ÌĨIÌẼCỖNGNGHỆ ^n-nrilan _ .11 4.8 Tụ điện không phân cực(Non-polar) 4.9 Tụ điện mạng: ĐẶC TÍNH NẬP XẢ ĐIỆN CỦA TỤ 5.1 Tụ nạp điện: k |;.„ Ị(:.ẳ .ĩ ỈTKCR c 000 00 Ị E5 12 12 12 5.2 Tụ điện xà điện (phóng điện): .13 CÁCH ĐỌC GIÁ TRỊ CỦA TỤ ĐIỆN: 13 GHÉP TỤ : 16 7.1 Ghép nối tiếp :.- .16 7.2 Ghép song song: 16 H HỎNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO KIẾM TRA TỤ : 16 8.1 Hir Hỏng: 16 8.2 Phương pháp đo tụ : .16 ỨNG DỤNG : 16 III CUỘN CẢM - BIẾN THẾ CUỘN CẢM 18 1.1 Cấu tạo: 18 1.2 Ký hiệu: 18 1.3 Đơn vị đo: 18 1.4 Các đại lượng đặc trưng cùa cuộn cảm 19 1.5 Ghép cuộn dây 20 BIẾN TH Ế: 21 2.1 Biến gì? 21 2.2 Cấu tạo 21 2.3 Ký hiệu 21 2.4 Phân loại 21 2.5 Các hệ thức (tỷ số) máy biến áp 21 2.6 Các tổn hao ỏ' máy biến p 22 2.7 Cách tính dây quấn máy biến 23 CHƯƠNG II : LINH KIỆN BÁN DẢN I CHẤT BÁN DẢN KHÁI NIỆM 24 BÁN DẪN TẠP: 25 2.1 Bán dẫn tạp loại P (Positive) 25 2.2 Bán dẫn tạp loại N (Negative) 26 IL DIODE BÁN DẪN CẤU TẠO : 27 PHÂN c ự c : 27 IV TRANSISTOR JFE T - MOSFET TRANSISTOR TRƯỜNG TIẾP GIÁP P-N (JFET : JUNCTION FIELD EFFECT TRANSISTOR) 38 1.1 Cấu tạo: 38 1.2 Ký hiệu: 38 1.3 Đặc tính cùa JFẸT : 39 1.3.1 Đặc tuyến truyền dẫn .39 1.3.2 Đặc tuyến JFET: 40 1.3.4 Sự phân cực cho JFET: 41 TRANSISTOR HIỆU ÚNG TRƯỜNG cực CỔNG CÁCH LY MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 42 2.1 Cấu tạo, ký hiệu cùa MOSFET gián tiếp: 42 2.1.1 Cấu tạo: 42 2.1:2 Ký hiệu : : 43 2.1.3 Đặc tính MOSFET gián tiếp: 43 2.2 Cấu tạo ký hiệu MOSFET kênh liên tục: 45 2.2.1 Cấu tạo: 45 2.2.2 Ký hiệu : 45 2.2.3 Đặc tính MOSFET liên tục: 45 2.2.4 Phân cực cho MOSFET: 46 2.3 Các thông số kỹ thuật transistor hiệu ứng trường: 46 2.4 Phương pháp đo thử FET: 47 CHƯƠNG 3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ I MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRANSISTOR BJT ĐẠI CƯƠNG: 50 TÍNH TRẠNG THÁI MỘT CHIỀU CỦA TRANSISTOR: 50 2.1 Dùng phương pháp toán học: 50 2.2 Dùng phương pháp đồ thị: 2.3 Thiết kế mạch khuếch đại tuyến tính: 52 PHÂN TÍCH MẠCH KHUẾCH ĐẠI BẰNG MẠCH TU ONG ĐƯƠNG 56 3.1 Mạch tương đưong transistor: 56 3.2 Mạch tương đương kiểu E chung: 58 TỈNH CÁC THÔNG SỐ CỦA MẠCH Ở TRANG THÁI XOAY CHIỀU: 61 4.1 Trường hợp cỏ tụ điện Ce: 61 4.2 Trường họp tự điện Ce: 62 II MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÓ HÒI TIÉP 64 ĐẶC TÍNH .64 PHÂN LOẠI MẠCH HÔI TIẾP: 65 2.1 Theo tác dụng khuếch đại V 65 2.2Theo dạng tín hiệu hồi tiếp 65 2.3 Theo cách ghép với tín hiệu vào 65 CÁCH XÁC ĐỊNH LOẠI HỒI TIẾP 66 3.1 Công thức tổng quát 66 3.2 Trường họp F = 1-b.Avo * 66 3.3 Trường họp F = 1+b.Avo 67 3.4 Bảng tóm tắt phân loại hồi thừa số hồi tiếp F .68 CÁC DẠNG MẠCH HỒI TIẾP 69 4.1 Hồi tiếp âm dòng điện ghép nối tiếp 69 4.2 Hồi tiếp âm điện áp ghép nối tiếp 70 4.3 Hồi tiếp âm điện áp song song 71 4.4 Hồi tiếp âm dòng điện ghép song song 72 CHƯƠNG IV: MẠCH KHUÉCH ĐẠI THUẬT TOÁN I MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI KHÁỈN1ỆM: 74 1.1 Mạch khuếch đại vi sai bàn: 74 1.2 Mạch Vi Sai Có Điện Trở Re 76 CÁC DẠNG MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI THÔNG DỤNG 76 2.1 Mạch khuếch đại vi sai có ngõ vào cân 76 2.2) Mạch khuếch đại vi sai có ngõ vào cân bằng, ngõ khơng cân 77 2.3) Mạch khuếch đại vi sai có ngõ vào khơng cân bằng, ngõ cân 78 2.4) Mạch khuếch đại vi sai có ngõ vào ngõ khơng cân bằng: 79 II MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN GIỚI THIỆU 80 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA OP AMP 741 81 MẠCH TÍCH HỢP CỦA OP AMP 741 81 3.1 Sơ đồ mạch tích họp OP AMP 741 81 3.2 Hình dạng .82 3.3 Các phương pháp cân điểm (chinh OFF SET) 82 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG: .84 4.1 Mạch khuếch đại không đảo 84 4.2 Mạch khuếch đại đảo 85 4.3 Mạch lặp hay mạch đệm .86 CÁC PHÉP TOÁN CO BAN 87 5.1 Mạch cộng 87 5.2 Mạch trù:(hay gọi mạch khuếch đại vi sai) .89 Khoa Điện-Điện Tư Trường Cao Đăng Công Nghệ Thủ Đức CHƯƠNG I: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG I ĐIỆN T R Ỏ (RESISTO R) Mục tiêu: - Trình bày ký hiệu, đơn vị tính điện trở - Đọc giá trị vòng màu điện trở - Nhận dạng loại điện trở thône dụng KHÁI NIỆM: Điện trở linh kiện điện tử thụ động có tính cản trở dịng điện 1.1 Ký hiệu : -vvv I R R Trong đó: R: Điện trở (Ohm) L: Chiều dài dây dẫn(m) S: tiết diện dây dẫn (m2) p : điện trở suất đặc trimg cho sức cản điện vật liệu dùng làm vật dẫn ( Q r a ) _ Vật liệu Điện trở suất Bạc 0.016 Đồng 0.017 Vàng 0.020 Nhơm 0.026 Kẽm 0.06 Thép 0.1 Chì 0.21 Niken 0.42 Khi nhiệt độ thay đổi điện trở suất vật dẫn thay đổi theo công thức: p=po(l+at) Trong đó: Giáo trình Điện Tử Cơ Bản T rang: Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đăng Công Nghệ Thù Đức Đô x io Cam x io Vàng x io Lục x io Lơ x io Tím Xám Trắng Vàng kim xlO '1 ±5% Bạc xlO'2 ±10% Thân điện trở ±20% 2.1.4 Cách đọc giá trị điện trỏ' vịng màu: * Điện trở có vòng màu: — r n m ABC D — 1st Color Multiplier Band Color Band Vòng màu A,B : ghi giá trị màu Vòng màu c : hệ số nhân Vòng màu D : sai số VD: Nâu Lục Nâu Vàng kim : 15 X lo' ± 5%=150 Q ± 5% * Điện trở có vịng màu : — in Ị I A Bc D — E Vòng màu A,B,C : ghi giá trị màu Giáo trình Điện Tử Cơ Bàn Trang: Khoa Điện-Điện Từ Trường Cao Đăng Cơng Nghệ Thù Đức Vịng màu D : Hệ số nhân Vòng màu E ; Sai số VD: Đọc giá trị điện trở sau: Cam Trắng Nâu Đen Nâu : 391 X 100 ± 1% - 39 in ± 1% 2.1.5 Các giá trị điện trỏ' thông dụng thị trường : 1.2 2.2 2.7 3.3 3.9 1.5 1.8 4.7 5.1 5.6 6.8 7.5 8.2 * 9.1 2.2 Điện trỏ- dây quấn: 2.2.1 Cấu tạo : dùng dây hợp kim Niken, Crôm, quấn thân cách điện băng sứ hay nhựa tông hợp đê tạo điện trở có giá trị điện trở nhỏ chịu công suất tiêu tán lớn 2.2.2 Đặc điểm: - Giá trị ghi trực tiếp số thân điện trở, có độ xác cao - Thường giá trị điện trở nhỏ khoảng vài chục KQ trở xuống - Công suất lớn 2.3 Điện trử xi măng: 2.3.1 Cấu tạo: Vật liệu chủ yếu xi măng 2.3.2 Chức năng: sử dụng chủ yếu mạch cấp nguồn điện công suât cao làm việc trường họp tải lâu dài không bị bốc cháy 2.3.3 Đặc điểm: Giáo trình Điện Tử Cơ Bán Trang: Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thù Đức - Giá trị ghi trực tiếp lên thân điện trở - Công suất lớn từ 1W đến 20W 2.3.4 Hình dạng: 560Q 5W 2.4 Điện trỏ' nhiệt: (Thermistor viết tắt Th) 2.4.1 Cấu tạo: Bằng chất bán dẫn có điện trở thay dổi theo nhiệt độ 2.4.2 Ký hiệu : RtIi 2.4.3 Phân loại: Gồm loại: - Điện trở nhiệt âm (NTC : Negative Temperature Coefficient) điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm Khi nhiệt độ tăng giá trị điện trở giảm - Điện trở nhiệt dương(PTC : Positive Temperature Coefficient) điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương Khi nhiệt độ tăng giá trị điện trở tăng 2.4.4 Hình dạng : Hình trịn dẹp, hai chân tâm hơng điện trỏ' kích thước nút áo, có chân đồng men 2.5 Quang trở (LDR Light Dependent Resistor): 2.5.1 Câu tạo : làm băng chât Suníurcadminum, loại điện trỏ' có giá trị phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào Khi ánh sáng chiếu vào mạnh giá trị điện trở giảm 2.5.2 Ký hiệu : quang trở thường ký hiệu Cds — vwR Giáo trình Điện Tử Co' Bản Trang: Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đăng Công Nghệ Thủ Đức 2.6 Điện trỏ’ tùy áp (VDR: Voltage Dependent Resistor) Là điện trở có giá tricó điện trờ thay đổi theo điện áp đặt vào hai cực Khi điện áp hai cực VDR nhổ hoai điện áp quy định VDR giá trị rât lớn xem hở mạch Khi điện áp hai cực VDR tăng cao mức quy định VDR có điện trở nhỏ xem nối tắt Ký hiệu: 1\r ỉ VDR KHUYẾT ĐIÉM CỦA ĐIỆN TRỎ : - Khi nhiệt độ tăng giá trị điện trở tăng - Giá trị điện trở thay đổi theo thời gian CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẬP: Điện trở đứt Điện trở tăng trị số Điện trờ giảm trị số (rất hiếm) Điện trở bị cháy thân có màu đen ngã sang màu đen CÁCH GHÉP: Có hai cách ghép: 5.1 Ghép nối tiếp: C Ị P - [ = □ -R1 r2 Giáo trình Điện Tử Cơ Bàn -Rtđ Trang: Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Khoa Điện-Điện Tử - Độ khuếch đại điện áp vi sai: Ay /3— ^ — R m + rbc - Tổng trở ngõ vào: ri = 2(RB + rbe) - Tổng trở ngõ : ro = Rc Mạch khuếch đại vi sai kiểu thường dùng làm tầng khuếch đại trung gian amply hay mạch khuếch đại DC 2.3) M ạch khuếch đại vi sai có ngõ vào khơng cân bằng, n gõ bằng: K h i c ó tín h iệ u v i n g õ v o th ì Q i k h u ế c h đ i s ẽ c h o tín h iệ u c ự c C i E ] L ú c đ ó , Q đ ợ c x e m n h tra n sisto r k h u ế c h đ i ráp k iể u B c h u n g c ó tín h iệ u v o c ự c E v c ự c c K h i tín h iệ u -v o v i c ó bári k ỳ d n g v o c ự c B i , c ự c C j c ó tín h iệ u đ ả o p h a b n k ỳ â m tr o n g k h i c ự c E i c ỏ tín h iệ u đ n g p h a b n k ỳ d n g Đ ố i v i Q2 có tín h iệ u v o c ự c E b n k ỳ d n g n ê n c ự c c tín h iệ u đ n g p h a b án k ỳ d n g v ì m c h k h u ế c h đ i B c h u n g m c h k h u ế c h đ i đ n g pha N h v ậ y t ín h iệ u trê n h a i c ự c C] v c c ũ n g h a i tín h iệ u n g ợ o p h a n h au s ẽ m c h o đ iệ n áp v tă n g g ấ p đ ô i s o v i tín h iệ u VCJ - Đ ộ k h u ế c h đ i đ iệ n áp v i sai: - T ổ n g trở n g õ v o : Tị = ( R B + rbe) - T ổ n g trờ n g õ : r0 = R c M c h n y c ó tá c d ụ n g đ ổ i từ tín h iệ u k h ô n g c â n b ằ n g tín h iệ u câ n b ằn g trình Điện Tử Cơ Bàn Trang: 78 / Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức 2.4) Mạch khuếch đại vỉ sa i có ngõ vào ngỗ không cân bằng: H a i tra n sisto r Q ị v Q v ẫ n c ó tác d ụ n g trừ tín h iệ u n h iễ u đ n g p h a h a y ảnh h n g củ a n h iệ t đ ộ tá c đ ộ n g lên hai transistor - Đ ộ k h u ế c h đ i đ iệ n áp vi sai: Ay = - - / ? - Rc * n +r» - T ổ n g trở n g õ v o : ri = (R B + rbe) - T ổ n g n g õ : r0 = R c C âu h ỏ i ô n tập: T h ế n o ỉà m c h k h u ế c h đ ại v i sai? Đ ặ c đ iể m c ủ m c h k h u ế c h đại v i sai gì? T rìn h b y n g u y ê n lý h ọ a t đ ộ n g c ủ a m ch k h u ế c h đ i v i sa i c ó đ iệ n trở R E ? T rìn h b y c c d n g m c h k h u ế c h đ ại v i si th ô n g d ụ n g ? / Giáo trình Điện Tử Cơ Bản í Trang: 79 Trường Cao Đăng Công Nghệ Thủ Đức Khoa Điện-Điện Tử II M ẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Mục tiêu: - Trình bày cấu trúc OP-AMP - Trình bày dạng mạch khuếch có hồi tiếp dùng OP-AMP - Tính tốn thơng số mạch khuếch đại thuật toán GIỚI THIỆU: M c h k h u ế c h đ i thuật to n th n g đ ợ c g ọ i tắt O P - A P M (O p era tio n a l A m p lifie r ) đ ợ c th iế t k ế đ ể th ự c h iệ n c c p h ép toán n h c ộ n g , trừ, nh ân , c h ia , vi phân, tíc h p h â n , T r o n g q u a trình p h át triển O P A M P c ò n c ó th êm n h iề u ứ n g d ụ n g k h c v trở th n h lin h k iệ n tíc h c ự c q u an trọn g tro n g c c m ch k h u ếch đại A c , m c h k h u ế c h đ i D C , m c h s o sá n h , m c h d ao đ ộ n g , m c h tạ o x u n g , m ạch đo, t T r o n g c c lo i O P A M P đ ã đ ợ c sả n x u ấ t v sử d ụ n g h iệ n n a y IC , đ ợ c x e m O P A M P tiê u c h u ẩ n lo i v i m c h đ n k h ố i tíc h h ợ p lớ n đ ợ c c h ế tạo th e o c ô n g n g h ệ m n g m ỏ n g H ầ u h ế t c c O P A M P c ó n g õ v o k iể u v i sa i đ ợ c k ý h iệ u n h sau: C c c h â n ra: - In + : n g õ v o k h ô n g đ ả o - In * : n g õ v o đ ả o - O u t : n g õ - + V cc : cấp n gu ồn dương - - V c c : c ấ p n g u n âm - G N D : c ấ p m a ss * * T r o n g n h iề u tr n g h ợ p O P A M P c ũ n g c ó th ể làm v iệ c v i n g u n đ n đ ợ c k ế t n ố i n h sau: Giáo trình Điện Tử Co Bản Trang: 80 ,, Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Khoa Điện-Điện Tử T r o n g trư n g h ợ p O P A M P sử d ụ n g n g u n đ ô i th ì tín h iệ u c ó th ể b iế n đ ổ i v ề p h ía đ iệ n áp d n g h a y đ iệ n áp âm so v i m a ss T r o n g trư n g h ợ p O P A M P sử d ụ n g n g u n đ n tín h iệu c ó th ể b iế n đ ổ i m ứ c đ iệ n áp d n g n h n g s ẽ b iế n đ ổ i c h u n g q u an h m ộ t g iá trị tru n g b ìn h th n g 'A V cc CÁC THÔNG SÓ KỸ THUẬT CỦA OP AMP 741: * A vo -Z i Đ ộ k h u ế c h đại đ iệ n áp v ò n g h lOOdB T ổ n g trở n g õ o 1M Q -Z o T ổ n g trở n g õ 150Q -Ib - Vv smax D ò n g phân cự c ngõ vào ,2 p A - Vv imax ■ Vomax Đ iệ n áp v o tố i đa - v i0 Đ iệ n áp lệ c h n g õ v o v i sa i 2m V - CMRR T ỷ s ố n é n đ n g pha dB - fr T ầ n s ố cắt 1M H z -s T ố c đ ộ q u é t tố i đa ,5 V /p s :± Đ iệ n áp n g u n tố i đa Đ iệ n áp tố i đ a ± 13V : ± 14V M ẠCH TÍCH HỢP CỦA OP AMP 741: 3.1 Sơ đồ mạch tich hợp OP AMP 741: / í f Giáo trình Điện Tử Co' Bản Trang: 81 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức 3.2 Hình dạng: NƯL ■ |_L m - S In+ d -V 3.3 Ị± [8 m NC ~~~Ị +v “□ OUT m OFFSET NUL * y C ác p h n g p h p cân b ằn g điểm (c h ỉn h O F F S E T ): Đ ể trán h ả n h h n g c ủ a đ iệ n áp lệ c h n g õ v o v i sa i n g i ta p h ả i d ù n g m c h đ iề u c h ỉn h b ù trừ c ò n g ọ i p h n g p h p c â n b ằ n g đ iể m C ỏ c c p h n g p h p c â n b ằ n g đ iể m n h sau: Giáo trình Điện T Co' Bân Trang: 82 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức 3.3.1 Đ iều chỉnh điện áp bù m ột ngõ vào: M c h đ iề u c h ỉn h câ n b ằ n g đ iể m b ằ n g đ iệ n áp b ù n g õ v o v i c c trị số lin h k iệ n tiê u b iểu H a i c ầ u p h â n áp 2 K - 1K đ ể tạo đ iệ n áp V A v V B h a i đ iệ n áp đ ố i x ứ n g c ó trị s ố th ấp k h o ả n g ± Ọ ,5V đ ể đ iề u c h ỉn h đ a v o n g õ v o In' N e u đ iệ n 0th ì đ iề u c h ỉn h b iế n trở 10Kv ề p h ía g ầ n đ iể m A đ ể g iả m V o v ề ov N ế u đ iệ n áp n g õ V o < th ì đ iề u c h ỉn h b iế n ứ 10Kv ề g ầ n đ iể m B đ ể tă n g V o lê n ov áp n g õ V o > 3.3.2 Đ iều chỉnh bù với hồi tiếp âm dòng điện: +v H ình M c h đ iề u c h ỉn h câ n b ằ n g đ iể m c h o O P A M P b ằ n g c c h đặt th êm b iế n trở V R = K g iữ a hai ch â n v 5, đ iể m g iữ a b iế n trở n ố i v i n g u n âm đ ể đ iề u c h ỉn h đ ể th a y đ ổ i g iá trị đ iệ n trở R e đ ể b ù s ự m ất c â n b ằ n g g iữ a h tra n sisto r d o c h ế tạ o Giáo trình Điện Tử Cơ Bản Trang: 83 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức CÁC M ẠCH ỨNG DỤNG: M ch k h u ếch đại k h ô n g đảo: M c h k h u ế c h đ i k h n g đ ả o c ó đ iệ n áp n g õ v o V i n ố i đ ể n n g õ In+ q u a đ iện trở n g õ v o R i, n g õ In' n h ận tín h iệ u h i tiế p từ n g õ q u a c ầ u p h â n áp R [ - R Đ ộ k h u ế c h đ i h i.tiế p c ò n g ọ i đ ộ k h u ế c h đ ại v ị n g k ín đ ợ c tín h th e o c ô n g th ứ c : Đ iệ n trở R i n g õ v o In+ c ó ổ n đ ịn h n h iệt tránh k h ô n g c h o đ iệ n áp trôi đ ế n trạn g th i b ã o h ò a Q u a c ô n g th ứ c n h ậ n th ấ y rằ n g : N ế u R i = OQ th ì A vf - > 00 (th ự c tế th ì A vf s ẽ tiế n đ ế n g iớ i h n độ k h u ếc h đ i v ò n g h c ủ a O P A M P ) N ế u R = 0£2 th i A Vff = M c h k h u ế c h đ i k h ô n g đ ả o c ó u đ iể m tổ n g v o lớ n T h e o lý th u y ế t tổ n g trở v o tíc h c ủ a tổ n g trở v o c ủ a O P A M P tro n g m c h v ò n g h ( Z i* M Q ) n h â n v i tỉ s ố c ủ a đ ộ lợ i v ò n g h đ ộ lợ i v ị n g k ín T rị s ố Z ’i c ó th ể lê n đ ế n h n g h ă m M Q N ế u A vf c n g lớ n th ì b ă n g th ô n g c n g h ẹ p v n g ợ c lại Đ iệ n trở n g õ v o R i th n g đ ợ c c h ọ n trị số: R i = R 1//R Giáo trình Điện Tử Cơ Bản Trang: 84 Khoa Điện-Điện Tử Truông Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức M ạch k h u ếch đại đảo: Ri = R1 R2= Rj Vi Hình 7: M c h k h u ế c h đ ại đ ảo c ó đ iệ n áp n g õ v o V i đ ợ c đ a v o ch â n In' qua đ iệ n trở*ngõ v o R i= R ! Đ iệ n trở R đ iệ n trở h i tiếp âm (c ò n g ọ i Rf) đ iện trở R n ổ i n g õ In + x u ố n g m a ss c ó tác d ụ n g ổ n đ ịn h n h iệt, tránh k h ô n g c h o đ iện áp n g õ trô i đ ế n trạn g th b ão h òa D o tín h iệ u V i v o n g õ v o In' n ên tín h iệ u V o c ó đ iệ n áp n g ợ c dâu N ế u V i > o v th ì V o < o v v n g ợ c lại D ò n g đ iệ n i) q u a R I từ n g o i d o V i > o v N h v ậ y đ iệ n áp V o < o v v d ò n g đ iệ n i2 s ẽ đ i từ n g õ In' q u a R đ ế n n g õ T h ự c tế d ò n g đ iệ n i] ch ín h d ị n g đ iệ n Ỉ2 = > ii = i2 H a i đ iệ n trở R I v R tạo th àn h c ầ u p h â n áp c ó đ iể m g iữ a n g õ In' v i đ iệ n áp Vjn+ « o v Suy r a : h ~ n Xx VF r2 - Ì2) - r ( v ìi> vi R{ h a y Avp - —ĨL X, Q u a b iể u th ứ c tín h A vf c h o thấy: i £ ■l - N ế u g iả m R = R] th ì A vf = -1 - N ế u g iả m R ị = OQ A vf - > co (th ự c tế A vf s ẽ tiế n đ ế n g iớ i hạn đ ộ k h u ế c h đ i v ò n g h A v o củ a O P A M P ) K h i th a y đ ổ i R i s ẽ m th a y đ ổ i tổ n g trờ n g õ v o K h i th a y đ ổ i R c h ỉ m th a y đ ổ i đ ộ k h u ếc h đại c ò n tổ n g trở th ì k h n g th a y đ ô i, tu y n h iê n g iá trị R p h ả i đ ợ c c h ọ n tron g g io i hạn c h o p h ép Giáo trình Điện Tử Cơ Bản Trang: 85 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Nếu chọn trị số R2 nhỏ dòng ngõ OP AMP vượt trị số lomax dịng ngồ dịng tải dịng hồi tiếp qua R2, chọn R2 có trị số lớn mạch khuếch đại dễ bị nhiễu không ổn định Thông th n g : R chọn khoảng 2KQ đến 2MQ điện trở R3 ổn định nhiệt thường chọn có giá t r ị : > " R = R] // R Trong mạch khuếch đại đảo tổng trở mạch Zi RI (vì ngõ vào In' dược xem điểm mass giả) Muốn tăng tổng trớ vào Zi phải tăng R l, điếu làm giảm độ khuếch đại hồi tiếp A vfĐể có tổng trờ vào mạch Zi lớn mà độ khuếch đại hồi tiếp vẩn lớn dùng mạch khuếch đại đảo sau: R1 R2 C ô n g th ứ c tín h đ ộ k h u ế c h đ i h i tiế p c ủ a m ch: A f =- R.2 R, X R-3 + -P4 R V i c c g iá trị đ iệ n trở tro n g m c h th ì đ ộ k h u ế c h đ i tín h đ ợ c là: A vf = - 0 Đ iệ n trở R I = M Q n ê n tổ n g trở n g õ v o c ủ a m c h Z i v ẫ n c ó trị' s ố lớ n 4.3 Mạch lặp hay mạch đệm: Mạch lặp mạch khuếch đại khơng đảo có độ khuếch đại A vf = • T r o n g m c h n y , t ín h iệ u v o đ a đ ế n n g õ In+ , n g õ In' đ ợ c n ố i trự c tiế p đên n g õ N h v ậ y đ iệ n áp h i tiế p V f b ằ n g đ iệ n áp V o (m c h h i tiế p â m 100%) 3iáo trình Điện Tử Cơ Bản Trang: 86 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Hình 9: Mạch đệm OPAMP Độ khuếch đại hồi tiếp : , = n V Tổng trở vào mạch là: z = Z r - ^ - = Zr Am (rất lớn vài trăm MQ) Ayf Các tụ Ci c để lách ly điện áp chiều lchối CÁC PHÉP TOÁN C BẢN: 5.1) Mạch cộng: 5.1.1 Mạch cộng đảo: i í li + 12 + Ị} - If D o li = ế ề A A n Xi ’ ■ K h i c ù n g lú c c ó tín h iệ u v o c ả n g õ th ì cá c d ò n g đ iệ n m ỗ i n g õ v o đ ê u q u a đ iệ n trở h ô i tiêp V ì v ậ y , d ị n g q u a R c h ín h d ò n g tổ n g c ủ a d ò n g đ iệ n v o c ủ a R ] - R v R Đ iệ n áp đ ợ c tín h th e o c n g th ứ c sau: Giáo trình Điện Tử Cơ Bản Trang: 87 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đăng Công Nghệ Thủ Đức Vo —Vo, + Vn? '03 02 + V, = -V — - K , — - K , ^ r = -^4 /ỉ, /ỉ, /ỉ, K c F Ị ± + ^Jl + V ^1 ^2 ^3 y Độ lợi điện áp : Af = (R f= R4) K , Ở ngõ vào thường chọn R, = R = R = Rị M ch cộng k h ôn g đảo dấu: C ầ u p h â n áp R - R m ch h i tiế p từ đ iệ n áp n g õ V o trở v ề n g õ H ìn h 11: M c h c ộ n g k h ô n g đ ả o d ấu Đ ộ ' k h u ế c h đ i h i tiế p c ủ a m c h v ẫ n là: K h i c h ỉ c ó n g õ v o V j, ( V i2 = ) th ì Ayp = Rĩ — R ị- Ri - R2 c ầ u p h â n áp n g õ v o n ê n đ iệ n p tá c d ụ n g lê n n g õ In + là: vt = vn.— — — (R2 x e m n h n ố i m a s s ) Rị + R2 * K h i c h ỉ c ó n g õ v o v ,2 ( V i l = ) th ì đ iệ n áp tá c d ụ n g lê n n g õ In+ là: Vị = — — — (Rị x e m n h n ố i m a ss ) ^1 + ^2 K h i c ù n g lú c c ó c ả h a i tín h iệ u V i l v V Ĩ2 th ì đ iệ n áp n g õ v o : V, = v„ R-, R, •+ > v RI + R-I Rị + R2 Đ i ệ n áp n g õ là: Giáo trinh Điện Tử Cơ Bản Trang: 88 Khoa Điện-Điện Tử Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thù Đức Vo —V i A vf " /?, + R, R3 M c h t r : ( h a y g ọ i m c h k h u ế c h đ i v i s a i) M ạch trừ có hai tín hiệu vào hai ngõ vào In+ In' điện áp tỷ lệ với hiệu số điện áp hai tín hiệu vào nên mạch có chức thực phép trừ ngõ vào In’, hai điện trở RI - R2 tạo thành mạch hồi tiếp cho mạch khuếch đại đảo -R 2/R i ngõ vào In+, hai điện trở R3 - R4 tạo thành cầu phân áp làm giảm điện áp vào OP AMP theo tỷ lệ :■ Ra V = V ——— Rt + Ri ' *3+*4 Nếu xét riêng ngõ vào điện áp p jra cho'ngõ vào In’ : V = -V °' n Rị Điện áp cho ngõ vào In+ : Rị + R2 R4 yn o — y ¡0 02 i2 R3+ R