Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG TẦN SỐ MẠCH KHUẾCH ĐẠI BJT GHÉP E CHUNG Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Phương Sinh viên thực hiện: TP HCM, ngày tháng năm 2022 I.MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM: - Bài thí ngiệm giúp sinh viên khảo sát đáp ứng tần số mạch khuếch đại BJT ghép E chung, đồng thời hiểu rõ ảnh hưởng tụ điện lên đáp ứng tần số mạch - Vẽ đáp ứng tần số mạch kiểm chứng so với lý thuyết - Thành thạo việc sử dụng phần mềm mơ thí nghiệm, để ứng dụng vào công việc sau II CÁC GIẢ THUYẾT PHẢI KIỂM CHỨNG: Sơ đồ nguyên lí hoạt động: a Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp: b Mạch khuếch đại ghép E chung có hồi tiếp : Ảnh hưởng tụ điện lên đáp ứng tần số mạch khuếch đại E chung: a Ở chế độ DC: Các tụ xem hở mạch nên không ảnh hưởng đến giá trị tính tốn b Ở chế độ AC: Việc phân tích đồng thời ảnh hưởng tất tụ lên mạch phức tạp, nên chia vùng tần số khác để khảo sát • Tần số dãy giữa: ngắn mạch tụ coupling bypass, tụ ký sinh xem hở mạch • Tần số thấp: mạch tương đương AC cần xét tới tụ coupling bypass, tụ ký sinh xem hở mạch • Tần số cao: tụ coupling bypass xem ngắn mạch, mạch tương đương AC cần xét tới tụ ký sinh bên linh kiện III LỰA CHỌN CÁC DỮ KIỆN ĐẦU VÀO VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC CÁC ĐẠI LƯỢNG: Các thông số đầu vào: - Chọn nguồn DC = 12V - Chọn giá trị tụ Cobext tài liệu hướng dẫn: + Mạch không hồi tiếp: 0, 15pF, 30pF + Mạch có hồi tiếp: 0, 1nF - Chọn biên độ ngõ vào Vi để chỉnh tín hiệu nhỏ, Vo không bị méo dạng - Chọn 10 giá trị tần số từ 100Hz đến 100kHz để đo độ lợi áp tần số thấp, tần số cao, tần số dãy Phương pháp đo đạc a Đo phân cực tĩnh DC - Ở chế độ DC đo giá trị IB, IC, VCE, β b Đo vẽ đáp ứng tần số mạch khuếch đại E chung: - Đảm bảo mạch hoạt động chế độ AC tín hiệu nhỏ, đo Av tần số dãy - Giữ nguyên biên độ ngõ vào, chỉnh tần số máy phát sóng từ 100Hz đến 100KHz, lập bảng đo giá trị đỉnh – đỉnh ngõ tương ứng với khoảng 10 giá trị tần số khác (có thể chia khoảng tần số trên) tính bảng độ lợi áp Av mạch tương ứng với 10 tần số - Đo tần số cắt: chỉnh tần số máy phát sóng từ tần số dãy (tăng giảm) tới biên độ ngỏ giảm 1/ biên độ ngõ dãy Tần số tần số cắt - Với bảng Av 10 giá trị tần số tần số cắt tiến hành vẽ đáp ứng tần số mạch khuếch đại IV CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Đo phân cực tĩnh: Sơ đồ mạch đo phân cực tĩnh LTspice Kết đo đạc: Từ thơng số đo ta có: VCB V (c ) V (b ) 7.15648 2.53211 4.62437V I E 4.47841mA VBE = 0.6122; » 127.53 Khảo sát đáp ứng tần số mạch khuếch đại dùng BJT a Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp: Sơ đồ mạch LTspice - Cob= 0: Từ thơng số đồ thị ta có: fL 143.62385Hz , fH 147.88423KHZ - Cob= 15pF: Từ thông số đồ thị ta có: fL 143.71802Hz , fH 77.547322KHZ - Cob= 30pF: Từ thơng số đồ thị ta có: fL 142.79353Hz , fH 52.71972KHZ b Mạch khuếch đại ghép E chung có hồi tiếp: Sơ đồ mạch LTspice - Cob= 0: Từ thông số đồ thị ta có: fL 49.873512 Hz , fH 426.62357 KHZ - Cob= 1nF: Từ thông số đồ thị ta có: fL 49.552693 Hz, fH 6.9670564KHZ V CÁC PHÂN TÍCH SO SÁNH VÀ KẾT LUẬN: Tính tốn lý thuyết 1.1.Ở chế độ DC ( chung cho mạch): Chọn β= 127 (Dựa vào đo phân cực tĩnh DC) Áp dụng Thevenin cho mạch ta R R B TH V 0, 61 Ta có: giả sử chọn BE ( Dựa vào đo phân cực tĩnh DC) VBB IB RB VBE IB (1 ).(RE1 RE2 ) VBB IB RB VBE IB (1 ).(RE1 RE2 ) I B 0, 0393( mA) I C I B 4.99( mA) VCC RC IC VCE IE (RE1 RE ) VCE 4, 938V Ta có điểm tĩnh Q (ICQ , VCEQ) = (4.99 mA; 4,938 V) r V T 0, 636 k Ta có: gm IC 199.6(mA / V ) VT 10 1.2 Ởchếế độ AC: a Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp : - Tần số dãy : Bỏ qua ảnh hưởng tất tụ R in Ta có: A g ( R / / R ) MB - Tần số thấp : m C L R in Ri 11 + Xét riêng tác động tụ Ci; hai tụ CE Co xem ngắn mạch: v A V A v i Tần số cắt: P1 Ci ( RB fP1 + Xét riêng tác động tụ CE; hai tụ Ci Co xem ngắn mạch: AV vi Tần số cắt: P2 C fP2 P E R E 144, 72 Hz + Xét riêng tác động tụ Co; hai tụ Ci CE xem ngắn mạch: A vi V Tần số cắt: P3 fP3 P 0, 241Hz + Tần số cắt dưới: Do fL f f P2 P1 f P 144, 72Hz f P3 12 - Tần số cao: V' i Ta có: R' i R' L Với Ta có: Tần số cắt là: f H Ta có Với: C ob Ta có độ lợi áp tồn mạch : f 100 Hz 13 Av Cobext=0pF Av Cobext= 15pF Av Cobext= 30pF b Mạch khuếch đại E chung có hồi tiếp: - Tần số dãy : Bỏ qua ảnh hưởng tất tụ Hệ số khuếch đại áp : AMB 14 15 - Tần số thấp: + Xét ảnh hưởng tụ Ci, ngắn mạch tụ C0 CE: v A A V vi Ta có tần số : p1 Ci f p1 p1 0,547 Hz + Xét ảnh hưởng tụ C0 , ngắn mạch tụ Ci CE: Ta có tần số : p2 f p2 C0 ( RC p2 R L) 1, 5152 0,241Hz 16 + Xét ảnh hưởng tụ CE , ngắn mạch tụ Ci C0: v A V A v i p3 f p3 2p3 63, 41H z Ta có: Do chênh lệch tần số lớn nên ta tần số cắt dựa công thức Tần số cắt là: fL max( fp 1, fp , f p ) 63.41Hz - Tần số cao: V' i Ta có: 17 R' R //r B i R' R //R L C L C C (1 gm R' ) Với C2 C C Cob C obext C rfT Ta có : v A v V A MB i Tần số cắt là: fH (C Ta có Cob=15,4208pF Với Cobext=0 => Cu = 15,3585pF => C1 = 2,616nF => Cobext=1nF => Cu = 1,0154nF => C1 = 172,984nF Ta có độ lợi áp tồn mạch : f Hz Av Cobext=0 Av Cobext=1 nF So sánh kết luận - Từ kết tính lý thuyết từ đồ thị làm thí nghiệm ta thấy tần số cắt cao thấp xấp xỉ nhau: 18 Đo từ đồ thị f L f H fL mạch không hồi tiếp 143.7 Hz fH 147.88kHz fH 77, 55 kHz fH 52, 72 kHz mạch không hồi tiếp ( 0; 15pF ; 30pF ) fL fL mạch có hồi tiếp fH mạch có hồi tiếp fH fH 49.87 Hz 426.62kHz 6,97kHz - Các giá trị độ lợi tính toán bảng lấy giá trị với thang đo dB có giá trị xấp xỉ giá trị đồ thị đáp ứng tần số - Các giá trị độ lợi tần số dãy xấp xỉ tính tốn tính tần số dãy giữa, tính độ lợi cho tồn mạch đo từ đồ thị khảo sát đặc tính tần số - Nhìn chung độ lợi áp ( trường hợp Cobext ≠0 ) có giá trị theo tần số giảm nhanh so với độ lợi áp Cobext=0 - Các đại lượng có giá trị sai lệch q trình tính tốn có nhiều sai số, hạn chế phần mềm mơ khó lấy xác giá trị tần số cần quan sát, lấy gần đúng, tương đối 19 ... TIÊU THÍ NGHIỆM: - Bài thí ngiệm giúp sinh viên khảo sát đáp ứng tần số mạch khuếch đại BJT ghép E chung, đồng thời hiểu rõ ảnh hưởng tụ điện lên đáp ứng tần số mạch - Vẽ đáp ứng tần số mạch. .. đạc: Từ thơng số đo ta có: VCB V (c ) V (b ) 7.15648 2. 5 321 1 4. 624 37V I E 4.47841mA VBE = 0.6 122 ; » 127 .53 Khảo sát đáp ứng tần số mạch khuếch đại dùng BJT a Mạch khuếch đại ghép E chung không... dãy Tần số tần số cắt - Với bảng Av 10 giá trị tần số tần số cắt tiến hành vẽ đáp ứng tần số mạch khuếch đại IV CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Đo phân cực tĩnh: Sơ đồ mạch đo phân cực tĩnh LTspice Kết
Ngày đăng: 22/12/2022, 05:06
Xem thêm:
