Giáo trình Mạch điện tử (Nghề Điện tử công nghiệp CĐTC)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: M CH Đ NGÀNH, NGHỀ: ĐI N T TRÌNH ĐỘ: Cao đ NT CÔNG NGHI P , Trung c (Ban hành kèm theo Quyết định Số:257 /QĐ-CĐNĐT ngày 13 tháng 07 năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng ngh Đồng Tháp) Đồ Thá , ăm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu ày thuộc loại sách iáo trì h ê uồ thơ ti dù u bả trích mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác ma tí h lệch lạc sử dụ với mục đích ki h doa h thiếu h mạ h bị hiêm c m LỜ G Ớ TH U Giáo trì h ày biê soạ th o Chư trì h chi tiết mô đu Mạch Điệ Tử ba hà h k m th o Chư trì h đào tạo Điệ tử cơng nghiệ trì h độ cao đ C u tr c c a iáo trì h bao ồm Cụ thể hư sau Bài 1: Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng Transistor Bài 2: Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng FET Bài 3: Mạch khuếch đại dùng OP-amp Bài 4: Mạch khuếch đại công suất Bài 5: Mạch ghép transistor hồi tiếp Bài 6: Mạch dao động h đoạ Tác iả i ch h cảm u Th y tài liệu iả dạy có liê ua đế mô đu hoa Điệ -Điệ đ biê soạ ày trước ua hiều iai Tác iả i ch h cảm Th y Trư ă Tám iả viê hoa Cô hệ Trư Đại học C Th tác iả c a Giáo trì h: NH N Đ N T Giáo M CH Đ N T Tác iả c i ch h cảm u tác iả trê t r t có viết, tài liệu, iả , iáo trì h liê ua đế mô đu M CH Đ N T ày Tro trì h biê soạ đ có hiều c hư ch c ch khó trá h kh i sai sót hư l i đá h máy, cách dù c u, hì h ả h chưa r ét, chưa đồ hì h ả h c hư c hạ chế mặt chuyê mô R t mo iả viê tro hoa Điệ -Điệ tử học si h si h viê lớ ó thêm để Giáo trì h Mạch Điệ Tử ày ày cà hồ thiệ h Mọi ó kiê i vui l trao đ i ua s điệ thoại: 0989297510 hoăc mail: tha h ia @ mail.com i ch h cảm ! Đồng Tháp, ngày 13 tháng 07 năm 2017 Giả viê biê soạ : Phan Thanh Giang MỤC LỤC  TT Tê Trang Bài 1: Mạch khuếch đại tí hiệu h dù Bài 2: Mạch khuếch đại tí hiệu h dù Bài 3: Mạch khuếch đại dù Bài 4: Mạch khuếch đại cô Tra sistor FET OP-amp su t Bài 5: Mạch tra sistor hồi tiế Bài 6: Mạch dao độ Tài liệu tham khảo T n ô đun: M CH Đ Mã đun: MĐ 18 G ÁO TRÌNH MƠ ĐUN NT Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị đun: Vị trí: mơ đu thuộc hóm mô đu th c hà h, th c tậ chu mơ Mơ đu ày b trí sau học o mô Điệ tử c bả , Đo lư điệ điệ tử, ỹ thuật s Tính chất: mô đu cu c cho i học kiế th c mạch điệ tử cao dụ th c tế tro l h v c điệ tử, hì h h kỹ ă tí h tố , l mạch, đo thơ s c a mạch , kiểm tra sửa ch a mạch tro th c tế nghĩa vai trị đun: mơ đu cu c cho i học kiế th c loại mạch khuếch đại, dao độ Mô đu kiế th c ề tả để hục vụ mô học, mô đu chuyê mô chuyê s u th c hà h, th c tậ Do đó, yêu c u i học hải hiểu, th c hà h h thạo kỹ ă th o t học M c ti u ô đun: au học o mơ đu ày, i học có khả ă : iến th c: Ph tích s đồ uyê l c a mạch khuyếch đại, mạch dao độ tạo Giải thích uyê l hoạt độ mạch Hiểu uy trì h l , đo thơ s mạch khuyếch đại, mạch dao độ n ng: dụ h thạo dụ cụ đo kiểm iểm tra i h kiệ điệ tử Tí h tố thơ s mạch khuếch đại, dao độ h thạo mạch th o uy trì h ác đị h hư h sửa ch a mạch điệ tử N ng c t chủ tr ch nhiệ : R luyệ cho học si h thái độ hiêmt c, tỉ mỉ, chí h ác tro học tậ tro th c hiệ cô việc Hiểu vậ dụ kiế th c, kỹ ă chuyê mô hiệ Đảm bảo a tro th c hà h Nội dung đ học để dụ vào l h v c ô đun: BÀ 1: M CH HU CH Đ T N H U NH Mã Bài: MĐ 18-01 NG TRAN TOR Gi i thiệu: Bài Mạch khuếch đại tí hiệu h dù mạch khuếch đại BJT thơ dụ sử dụ BJT (Transistor) iới thiệu s tro mạch điệ tử Bài ày cu c kiế th c mạch phân c c mạch phân giải mạch tí hiệu xoay chiều c a khuếch đại tí hiệu nh dù BJT Hướ Hướ d d cho cho i học tí h tố thơng s c a mạch khuếch đại BJT i học l mạch, đo thô s c a mạch M c ti u: au học o ày i học có khả ă : iế th c: Ph tích uyê l làm việc c a mạch m c BJT c bả Ph biệt đ vào tí hiệu trê s đồ mạch điệ th c tế th o tiêu chuẩ mạch điệ ỹ ă : iểm tra chế độ làm việc c a tra sistor th o s đồ thiết kế Thiết kế, l rá mạch khuếch đại dù tra sistor đ iả th o yêu c u kỹ thuật Thái độ: N hiêm t c, tích c c tro th c hà h Đảm bảo a tro th c hà h i, thiết bị, dụ Chịu trách hiệm với h sả hẩm mì h tạo Có khả ă Nội du bài: vậ dụ kiế th c, k ă cụ đ học để dụ vào th c tế h i niệ 1.1 h i niệ tín hiệu Tí hiệu đại lượ vật l ch a đ lượ thơ ti hay lượ d liệu Ch có khả ă truyề tải a đế thiết bị hậ hằm lệ h yêu c u th c hiệ việc mà uồ truyề c làm Thơ thư tí hiệu với hàm s có đồ thị h b cụ thể Tí hiệu điệ s thay đ i th o th i ia c a điệ ( olt) cư độ (Am ) c a d diệ 1.2 C c dạng tín hiệu Mạch điệ tử tạo nhiều loại tí hiệu M t s loại tí hiệu c bả như: sin, tam giác, ch nhật, cưa, Đa s loại tí hiệu đ u có chu k t s xác đị h Hì h Tí hiệu ch nhật Hì h Tí hiệu sin Hì h Một s loại tí hiệu điệ Tính khuếch đại B T Giả sử ta đưa tí hiệu oay chiều có si , biê độ h vào ch B c a BJT hư hì h vẽ Ðiệ ch B ồi h h h c c chiều VB c có h h oay chiều c a tí hiệu vi(t) chồ lê vB(t)=VB+vi(t) Hì h Mạch khuếch đại dù c u chia điệ Các tụ C1 C2 vào chọ hư để m hư i t t - du r t h - t s c a tí hiệu Như tác dụ c a tụ liê lạc C1, C2 cho h h oay chiều c a tí hiệu ua ă h h h c c chiều Tí hiệu chân c a BJT tư Hì h Tí hiệu chân B, C, E c a BJT ề BJT, i ta thư dù mạch tư đư kiểu m u re hay mạch đư th o thô s h Có thể mơ tả loại mạch tư đư ày hai đ iả đ y đ Tuy hiê , tro ội du ày ét tư m u re mô tả th o đ iả hư hì h hì h Th o kiểu m u re c a đ iả : Mạch khuếch đại c c hát, thu chung: b) Mạch tư a) Mạch c c phát, thu chung đư đư kiểu Hì h Mạch tư ng đư ng khuếch đại c c hát, thu chung Mạch khuếch đại c c ề chu : a) b) Hì h Mạch tư ng đư C c liê hệ c lưu : Hệ s khuếch đại  hà sả khuếch đại c c ề chung u t cho biết , tí h t mạch h c c chiều α ≈1 ắc theo kiểu c c E chung Mạch 2.1 Mạch khuếch đại c c ph t chung v i kiểu phân c c cố định ổn định c c ph t 2.1.1 Mạch c bả a) b) c) Hì h Tạo 02 tí hiệu ược .2.1 Mạch khuếch đại cơng suất Push-pu i n ạc ằng iến Dạ mạch c bả hư sau: Hì h Mạch khuếch đại cô su t Push- ull liê lạc bằ biế Tro bá k dư c a tí hiệu, Q1 d D i1 chạy ua biế tạo cảm c cho tải c ày c a tí hiệu đưa vào Q âm nên Q2 d Ðế bá k kế tiế , tí hiệu đưa vào Q2 có dư ê Q2 d D i2 ua biế tạo cảm cu c cho tải Tro l c tí hiệu đưa vào Q1 âm nên Q1 d 37 Hì h Tí hiệu bị méo iê t m Chú ý i1 i2 chạy ược chiều hau tro biế ê điệ cảm bê cuộ th c tạo b i Q1 Q2 c ược hau, ch kết hợ với hau tạo h chu k c a tí hiệu Th c tế, tí hiệu l y trê tải khơ trọ vẹ hư trê mà bị biế b t đ u bá k , tra sistor khô d điệ ay mà hải ch biê độ vượt ua điệ ưỡ biế ày ọi s BE biế uyê t m (cross-ov r) Ðể kh c hục, i ta h c c B dư ch t (thí dụ tra sistor NPN) để tra sistor d điệ t t ay có tí hiệu vào ch B Cách h c c ày ọi h c c loại AB Ch tro cách h c c ày độ d điệ c a tra sistor cô su t khô đá kể chưa có tí hiệu Hì h 10 Mạch khuêch đại cô su t loại AB dù biế đảo biế u t m N oài ra, hoạt độ với d su t d bị ó lên Khi C lớ , tra sistor hiệt độ tă , điệ ưỡ điệ h ) làm d BE iảm (tra sistor d d C cà lớ h , hiệ tượ ày chồ ch t d đế hư h tra sistor Ðể kh c hục, oài việc hải iải hiệt đ y đ cho tra sistor, i ta m c thêm điệ tr h (thư vài ) hai ch E c a tra sistor cô su t u mass hi 38 tra sistor chạy mạ h, hiệt độ tă , C tă t c E làm VE tă d đế BE iảm ết uả tra sistor d yếu tr lại N oài ra, i ta thư m c thêm điệ tr hiệt có hệ s hiệt âm (th rmistor) so so với R2 để iảm bớt điệ h c c B bù tr hiệt độ tă 2.2 Mạch công suất kiểu đối x ng - ổ túc Mạch có tí hiệu vào ê hải dù hai tra sistor cô su t khác loại: NPN PNP hi tí hiệu vào c c ề c a hai tra sistor, bá k dư làm cho tra sistor NPN d điệ , bá k m làm cho tra sistor PNP d điệ Tí hiệu hậ trê tải chu k Hì h 11 Mạch cô su t kiểu đ i a) Hì h 12 Bá k dư : Q1 d , Q2 - b t c b) 39 a) b) Hì h 13 Bá k m: Q1 , Q2 d C i hư mạch dù biế thế, mạch cô su t khô dù biế hư trê v hải s biế cross-ov r h c c ch B bằ 0v hục, i ta c h c c mồi cho ch B điệ h (dư tra sistor NPN m đ i với tra sistor PNP) Ðể đị h hiệt, ch m c thêm hai điệ tr h m c Ðể kh c đ i với Ec Hì h 14 Mạch đ i - b t c loại AB Tro th c tế, để tă cô su t c a mạch, i ta thư dù cặ Darli to hay cặ Darli to _cặ hồi tiế hư mơ tả hì h 15 hì h Hì h 15 Cơ su t dù 02 cặ Darli to 40 Hì h Cơ su t dù 02 cặ Darli to _Cặ hồi tiế huếch đại công suất dùng MO FET 4.1 Mạch điện 41 4.2 Đặc tính k thuật Ph ày iới thiệu mạch dù MO FET cô su t với t đ u mạch khuếch đại vi sai Cách tí h h c c, uyê t c c i hư h trê Ta ch s điểm đặc biệt: - Q1 Q2 mạch khuếch đại vi sai R2 để tạo điệ h c c cho c c ề c a Q1 R1, C1 dù để iới hạ t s cao cho mạch (ch hi u t s cao) - Biế tr R5 tạo c bằ cho mạch khuếch đại visai - R13, R14, C3 mạch hồi tiế m, uyết đị h độ lợi điệ c a mạch - R15, C2 mạch lọc hạ thơ có tác dụ iảm só dư trê uồ c điệ c a t khuếch đại vi sai - Q4 dù hư t đảo rá th o mạch khuếch đại hạ A - Q3 hoạt độ hư mạch để đị h điệ h c c i a hai c c c c a cặ cô suẩt - D1 dù để iới hạ biê độ vào c c c Q5 R16 D1 tác dụ hư mạch bảo vệ - R17 C8 tạo h tải iả oay chiều chưa m c tải ửa chữa ạch khuếch đại tổng hợp 5.1 iể tra nguội đo Oh ) iểm tra loa iểm tra tra sistor cô su t iểm tra điệ tr h c c cho tra sistor cô su t 5.2 iể tra nóng đo điện p, tín hiệu) Cách ly loa àm tải iả iểm tra điệ uồ Đo điệ h c c tra sistor su t iểm tra tí hiệu vào iểm tra điệ tr h c c cho tra sistor cô su t 42 BÀ 6: M CH AO Đ NG Mã Bài: MĐ 18-06 Gi i thiệu: Bài Mạch dao độ iới thiệu s mạch dao độ tro mạch điệ tử dụ Bài ày cu c kiế th c mạch dao độ thô dụ sử để tạo tí hiệu thơ dụ Hướ d cho i học tí h tố thơ Hướ d cho i học l s c a mạch dao độ mạch, đo thô s c a mạch M c ti u: au học o ày i học đạt được: iế th c: Ph tích uyê l làm việc c a mạch dao độ ỹ ă : Thiết kế, l rá mạch dao độ th o đ yêu c u kỹ thuật Đo đạc, kiểm tra, sửa ch a mạch dao độ th o yêu c u kỹ thuật Thái độ: N hiêm t c, tích c c tro th c hà h Đảm bảo a tro th c hà h i, thiết bị, dụ a tồ vệ si h hiệ Chịu trách hiệm với h sả hẩm mì h tạo Có khả ă Nội du bài: vậ dụ kiế th c, k ă cụ th c hiệ t t đ học để dụ vào th c tế h i niệ 43 h i niệ ạch dao động N oài mạch khuếch đại điệ cô su t, dao độ c loại mạch că bả c a Cô hệ kỹ thuật điệ , điệ tử Mạch dao độ sử dụ h biế tro thiết bị vi thô Một cách đ iả , mạch dao độ mạch tạo tí hiệu 1.2 C c thơng số k thuật, phân oại Các thô s kỹ thuật c a mạch dao độ ồm: chu k , t s , biê độ, ha, độ méo, độ biế , tí h đị h T uát, i ta thư chia làm loại mạch dao độ : Dao độ điều h a (harmo ic oscillators) tạo só si dao độ tích (thư i - r la atio oscillators) thư tạo tí hiệu khơ si hư ră cưa, tam giác, vuông (sawtooth, triangular, square) ao động dịch pha 2.1 Mạch điện n Tạo só si t s th h t tro dải m t C ọi mạch dao độ RC Mạch dù BJT, FET O -amp Thư dù mạch khuếch đại đảo (lệch 1800) ê hệ th hồi tiế hải lệch thêm 180 để tạo hồi tiế dư Nguyê t c: 1.1 Hì h Mơ hì h Hệ th hồi tiế ồm ba m c R-C, m i m c có độ lệch t i đa 00 ê để độ lệch 1800 hải dù ba m c R-C Mạch điệ c bả : 44 Hì h Mạch c bả 2.2 Nguyên ý hoạt động ng d ng Mạch dịch pha dùng op-amp: Do Op-Am có t tr vào r t lớ t tr khơ bả vẽ hì h T s dao độ đá kể Mạch că ác đị h b i: Mach hư hì h bê dưới: Hì h Mạch dịch dù O -Amp Mạch dao động cầu ien C dao độ dịch Mạch thư dù O -Amp ráp theo kiểu khuếch đại khơ đảo ê hệ th hồi tiế hải có độ lệch 0 Mạch că bả hư hì h a) hệ th hồi tiế hư hì h b) Mạch bả hư hì h bê 45 b) a) Hì h Mạch dao độ T s dao độ c u i ác đị h b i: Mạch dao động Thạch anh 4.1 Mạch điện n Dao độ dù thạch a h hư mạch cộ hư i tiế c dao độ Pi rc (Pi rc crystal oscillator) Dạ t uát hư sau: ọi mạch Hì h Mạch dao độ thạch a h 4.2 Nguy n ý hoạt động ng d ng Dao độ Pi rc loại dao độ thô dụ h t c a thạch a h Hì h loại mạch dao độ Pi rc dù r t li h kiệ Thạch a h ằm trê đư hồi tiế t c c thoát c c c 46 Hì h Mạch dao độ Mạch tạo sóng vng Ð y mạch tạo só v (Astabl Mutivibrator) Hì h mơ tả Pi rc c ọi mạch dao độ đa hài hi mạch că bả dù O -Amp Hì h Mạch tạo só v Ta th y mạch i hư mạch so sá h đảo có hồi tiế dư so sá h vi thay bằ tụ C với điệ 47 Hì h Tí hiệu Mạch tạo sóng ta gi c Mạch că bả hư bê Hì h Mạch tạo tí hiệu tam iác Tí hiệu mạch: Hì h 10 Tí hiệu 48 Mạch tạo sóng r ng cưa Mạch că bả hư bê Để tạo só ră cưa, ta iảm h T2 Mu vậy, ta tạo điều kiệ cho tụ C c a mạch tích h hó điệ h Ta dù mạch hư hì h 10.44 Do Ei m, m điệ tụ C tạo v(t) dư (tích h đảo) tă d t 0v c ày Vref > lớ h v(t) ê v0 trạ thái -VSAT ( diode D transistor Q khơ ả h hư đế mạch tích h Tí hiệu ră cưa tă d , c = Vref mạch so sá h đ i trạ thái v0 thành +VSAT làm cho D Q d bảo h a Tụ C hó h ua Q kéo v(t) u 0v Mạch so sá h lại đ i trạ thái Hì h 11 Mạch tao só Tí hiệu hư hì h bê ră cưu Hì h 12 Mạch tao só ră cưu T s c a mạch: 49 Th c hành 8.1 Mạch tạo sóng sin L mạch hì h bê Hì h 13 Mạch sát só 8.2 Mạch tạo sóng tam gi c L mạch hì h bê si 50 Hì h 14 Mạch tạo só tam iác 8.3 Mạch tạo sóng vng L mạch hì h bê Hì h 15 Mạch tạo só v 51 ... chia điệ Mạch ắc theo kiểu c c B chung 4.1 Mạch điện n Mạch c bả hư bê Hì h 19 Mạch có RC Hì h 20 Mạch tư ng đư ng xoay chiều Hì h 21 Mạch tư ng đư ng xoay chiều 4.2 Mạch điện tương đương Mạch tư... t g tr c a mạch: Z0 = RS //rd // 1/gm Mạch khuếch đại c c cổng chung .1 Mạch điện n Mạch c bả hư hì h bê 20 Hì h Mạch c c c Mạch điện tương đương Mạch tư đư oay chiều chu Hì h Mạch c c c ... i mass ta cho RE = 12 Mạch ắc theo kiểu c c C chung Mạch điện n Mạch c bả hư bê Hì h 16 Mạch tư ng đư ng Mạch điện tương đương Mạch tư dư oay chiều xoay chiều Hì h 17 Mạch tư ng đư ng xoay chiều