Thiết kế một mạch khuếch đại CE (không bypass tất cả điện trá RE á chế độ xoay chiều) có độ khuếch đại toàn mạch

Đ¾I HỌC QUàC GIA TP HCM TR¯àNG Đ¾I HỌC BÁCH KHOA BO CO BI TP LịN MễN HC: MắCH IịN TỬ LÞP: L05 HK:212 GVHD: ĐẶNG NGUYÊN CHÂU SINH VIÊN THỵC HIịN BI TR THC MSSV: 2012181 TP Hõ CH MINH, NĂM 2022 0 Bài 1: Thiết kế mạch khuếch đại CE (không bypass tất điện trá RE chế độ xoay chiều) có độ khuếch đại tồn mạch Gv = AB Sự thay đổi dịng IC phân cực độ khuếch đại Av không vượt 30% thay đổi hệ số β (Vd: giá trị β tăng gấp đôi, giá trị IC Av không tăng 35%) Sinh viên cần chứng minh điều tính tốn phần tính phân cực tính độ khuếch đại tồn mạch a Thực tính tốn DC cho mạch, tiến hành đo đạc lại phần mềm b Sinh viên tính tốn Rin Rout cho mạch khuếch đại Sinh viên đề xuất phương pháp để đo Rin Rout mạch thực đo để so sánh với tính tốn c Thực tính tốn độ khuếch đại toàn mạch Gv đo đạc lại phần mềm d Nếu ngõ vào tín hiệu sine, sinh viên tính tốn biên độ ngõ cực đại không méo mạch Sinh viên kiểm chứng điều kết mô e Thực tính tốn băng thơng mạch khuếch đại tiến hành đo đạc phần mềm BJT sử dụng PN2222A để thiết kế mạch khuếch đại CE Khi thiết kế mạch cần đảm bảo thông số nằm giá trị cho phép 0 Các thông số mạch thiết kế:  VIN = mV, f = kHz, Gv = 81V/V  RS = 10 kΩ, RL = 976 kΩ  RB1 = 976 kΩ, RB2 = 237 kΩ, RC = 976 kΩ  RE1 = RE2 = RE3 = RE4 = RE5 = 16 kΩ, RE6 = 432 kΩ  VBE = 0,7 V,  = 97  C1 = C3 = 100 nF, C2 = uF  VCC = 29 V  Các giá trị điện trá chọn từ bảng J1 Mạch mô phỏng: 0 +29V RC 976k RB1 C3 976k Vo 100nF RL 976k RS C1 Q1 PN2222A 100nF Vs 10k V1 RB2 RE1 RE2 RE3 RE4 RE5 237k 16k 16k 16k 16k 16k VSINE VA=1m FREQ=2k RE6 432k C2 1uF a 1/Tính tốn lý thuyết: Tính tốn DC, ta có sơ đồ mạch sau: 0 +29V RC 976k RB1 +88.8 976k µA Q1 +88.8 PN2222A µA RB2 RE1 RE2 RE3 RE4 RE5 237k 16k 16k 16k 16k 16k R6 432k C2 1uF RTH = [RB1//RB2] = VTH = VCC  R B1  R B 976 237 = = 190,69 (k  ) R B1  R B 976  237 RB 237 = 29  = 5,67 (V) RB  RB 976  237 0 16 RE = RE  R6 =  432 = 435,2 (kΩ) 5 VBB = VTH ; RBB = RTH VBB = IB.RBB + VBE + IE.RE (1) VBB = IB.RBB + VBE + (β + 1)IB.RE IB = VBB  VBE 5, 67  0, = = 0,12 (uA) RBB  (   1) RE [190, 69  (97  1)435, 2]103 IC = β.IB = 97.0,12 = 11,6 (uA) VC = VCC – IC.RC = 29 – 11,6.10-6.976.103 = 17,68 (V) VE = IE.RE = 98.0,12.10-6.435,2.103 = 5,12 (V) VCE = VC – VE = 17,68 – 5,12 = 12,56 (V) +Xét sÿ thay đổi cÿa dòng phân cÿc IC hß sá β thay đổi: Từ (1) ta suy được: IC = 4, 97.10 3 190, 69   435,    Dựa theo Datasheet PN2222A, β thay đổi từ 35 đến 300: 0 Với β = 35  IC = 1,097.10-5 (A) Với β = 300  IC = 1,137.10-5 (A) IC I C  IC  VOV nên nhận ID = 24,5.10-3 (mA) VDS = 0,9475 V VOV = 0,1795 V VGS = VG – VS = 5,67 – 4,14 = 1,53 V 2/Ch¿y mơ phßng 30 0 Ta thu kết quả: ID(lý thuyết) = ID(đo) = 24,5 (uA) VDS(lý thuyết) = 0,9475 (V)  VDS(đo) = 0,94 (V) VGS(lý thuyết) = 1,53 (V)  VGS(đo) = 1,52 (V) 31 0 b 1/Tính tốn lý thuyết chế độ AC ta dùng mơ hình tương đương tín hiệu nhỏ để phân tích mạch RSIG 10k RG 190,69k V1 VSINE VA=1m FREQ=2k I1 VGS RD RL 976k 976k RSTD 2,366k RG = RG1 // RG2 = 976.237 = 190,69 kΩ 976  237 RStd = RS // RS1 // RS2 // RS3 // RS4 // RS5 12 169 RS = 2,366 kΩ = RS // = 12 169 Rin = RG1 // RG2 = RG = 190,69 kΩ Rout = RD = 976 kΩ 2/Ch¿y mô phßng +Đo Rin: Với hai giá trị RS khác biết trước (giả sử RS1, RS2), giữ nguyên biên độ máy phát sóng đo trị đỉnh - đỉnh ngõ giả sử Vo1 Vo2 +Rin xác định theo công thức: RS  Rin Vo ý RS  Rin Vo1 -Với RSIG1 = 10 kΩ ta Vo1 = 81 mV 32 0 -Với RSIG2 = 27 kΩ ta Vo2 = 74,5 mV 33 0 10  Rin 74,5 ý 27  Rin 81  Rin = 184,85 kΩ  Rin(lý thuyết) = 190,69 kΩ +Đo Rout: Mắc mạch hình vẽ: Cho nguồn V2 = mV Ta đo I qua V2 = 1,024.10-9 A 34 0 V2 10 ý Rout = = 976 kΩ = Rout(lý thuyết) I 1,024.10 9 +Nhận xét: Mô cho kết gần tương đồng so với lý thuyết c 1/Tính tốn lý thuyết Ta có mơ hình tín hiệu nhỏ sau: 35 0 RSIG 10k 190,69k V1 I1 VGS RG VSINE VA=1m FREQ=2k RSTD 2,366k gm = Kn.VOV = 1,7.0,1795 = 0,3052  AV =  g m RD  g m RStd = 0,3052.976  0,3052.2,366 = -172,97 Rin RL 184,85 976 A 172,97 V GV = = Rin  RSIG RL  Rout 184,85 10 976  976 = 82 2/Ch¿y mơ phßng 36 0 RD RL 976k 976k Ta đo Vo = 81 mV với VSIG = mV Vo 81 ý =81 VSIG GV(đo) = 81  GV(lý thuyết) = 82 GV = +Nhận xét: Mạch mô phù hợp với yêu cầu toán 37 0 38 0 39 0 40 0 41 0 42 0 ...Bài 1: Thiết kế mạch khuếch đại CE (không bypass tất điện trá RE chế độ xoay chiều) có độ khuếch đại tồn mạch Gv = AB Sự thay đổi dòng IC phân cực độ khuếch đại Av không vượt 30%... 0 20 0 21 0 22 0 23 0 Bài 2: Thiết kế mạch khuếch đại CS (không bypass tất điện trá RS chế độ xoay chiều) có độ khuếch đại toàn mạch Gv = AB a Thực tính tốn DC cho mạch, tiến hành đo đạc lại phần... biên độ ngõ cực đại không méo mạch Sinh viên kiểm chứng điều kết mơ e Thực tính tốn băng thơng mạch khuếch đại tiến hành đo đạc phần mềm BJT sử dụng PN2222A để thiết kế mạch khuếch đại CE Khi thiết