Báo cáo thí nghiệm mạch điện tử bài 2 kiểm chứng mạch khuếch đại ghép vi sai dùng bjt

Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Trường đại học Bách Khoa BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ Bài 2: KIỂM CHỨNG MẠCH KHUẾCH ĐẠI GHÉP VI SAI DÙNG BJT Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Quốc Tuấn Nhóm thí nghiệm: Nhóm B – L30 Danh sách thành viên : STT Họ tên Huỳnh Huy Hồng Nguyễn Nam Phú Nguyễn Thanh Tín MSSV 1913421 2011830 1910611 Bài 2: KIỂM CHỨNG MẠCH KHUẾCH ĐẠI GHÉP VI SAI DÙNG BJT Mục tiêu thí nghiệm Kiểm chứng mạch khuếch đại vi sai dùng BJT: - Biết cách lắp mạch ghép BJT tạo thành mạch khuếch đại vi sai từ module thí nghiệm, hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại vi sai dùng BJT với điện trở RE cực phát nguồn dịng cực phát - Đảm bảo mạch có nguồn DC trì hoạt động, dùng máy đo đa đo phân cực DC mạch cách li thành phần DC với ngõ cách ghép nối tụ điện - Biết cách sử dụng máy phát sóng để tạo sóng ngõ vào phù hợp: điều chỉnh biên độ phù hợp, tần số dãy để quan sát ngõ khơng méo dạng, biết cách tạo hai tín hiệu v1, v2 pha, ngược pha từ luật mạch áp dụng module thí nghiệm theo yêu cầu thí nghiệm - Sử dụng hiệu dao động ký để quan sát sóng ngõ vào, ngõ ra, đọc giá trị đỉnh đỉnh dao động ký để phục vụ cho việc tính tốn độ lợi áp - Đo đạc, kiểm chứng độ lợi áp cách chung AC hai sóng ngõ vào chân B pha, độ lợi áp vi sai Ad hai sóng ngõ vào chân B ngược pha hai mạch, so sánh với lý thuyết, rút nhận xét, đánh giá giải thích khác kết - Từ kết đo độ lợi áp cách chung, độ lợi áp vi sai, tính tỷ lệ triệt tín hiệu đồng pha CMRR Các giả thuyết cần kiểm chứng 2.1 Mạch khuếch đại vi sai với RE cực phát: ● Nguyên lý hoạt động: Mạch gồm BJT giống thơng số, ghép chung chân C, chân E, tín hiệu đầu vào đưa vào chân B, điện trở RE hồi tiếp âm giúp mạch hoạt động chế độ tích cực, tín hiệu ngõ lấy chân C khuếch đại hiệu tín hiệu đầu vào ( tín hiệu bé) Hình 2.1: Mạch khuếch đại vi sai với RE cực phát ● Sơ đồ tương đương: ● Các thông số quan trọng: ICQ = 𝛽.(12− 𝑉𝐵𝐸) 𝑅𝐵 + 2(𝛽 + 1)𝑅𝐸 𝑟𝜋 = β 𝑉𝛾 𝐼 𝐶𝑄 A= C −𝛽(𝑅𝐶// 𝑅𝐿) 𝑟𝜋+ 𝑅𝐵+2(𝛽+1)𝑅𝐸 A = 𝛽(𝑅𝐶// 𝑅𝐿) 2(𝑟𝜋+ 𝑅𝐵) d 2.2 Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng cực phát: ● Nguyên lý hoạt động: Mạch gồm BJT giống thơng số, ghép chung chân C, chân E, tín hiệu đầu vào đưa vào chân B, nguồn dòng chân E cung cấp dịng cho mạch ln hoạt động chế độ tích cực, tín hiệu ngõ lấy chân C khuếch đại hiệu tín hiệu đầu vào ( tín hiệu bé) Hình 2.3: Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng cực phát ● Sơ đồ tương đương: ● Các thông số quan trọng: Lựa chọn kiện đầu vào phương pháp đo đạc đại lượng 3.1 Mạch khuếch đại vi sai dùng BJT với điện trở RE cực phát a) Dữ kiện DC đo phân cực DC: Nguồn DC: 12V -12V BJT Q1,Q2 2SD468: 𝑅𝐶1 = 𝑅𝐶2 = 5.6𝑘𝛺, 𝑅𝐵1 = 𝑅𝐵2 = 1.2𝑘𝛺, 𝑅𝐸 chung 5.6kΩ nối tiếp với nguồn -12V điện trở hồi tiếp âm, đảm bảo hai BJT thông số, thực mạch khuếch đại vi sai mạch hoạt động chế độ tích cực Đo phân cực DC: ngắn mạch thành phần DC đo 𝐼𝐶𝑄 , 𝐼𝐵𝑄 máy đo đa (đo nối tiếp), thang đo 100mA tính tốn lý thuyết 𝐼𝐶𝑄 , 𝐼𝐵𝑄 tầm mA, đo 𝑉𝐶𝐸𝑄 , 𝑉𝐵𝐸 máy đo đa ( đo song song) b) Dữ kiện để đo AC, Ad Đo 𝐴𝑐: Cho sóng ngõ vào tín hiệu bé, đảm bảo ngõ khơng bị méo dạng, có giá trị khác chênh lệch để ngõ khác nhau, giá trị 𝑣1 đỉnh đỉnh chọn: 1.32V, 4.0V, 6.2V ( có ngõ khơng méo dạng) Chỉnh tần số dãy để 𝑣1, 𝑣𝑜 ngược pha, tần số chọn thang đo 10kHz, quan sát thấy 𝑣1, 𝑣𝑜 ngược pha Cho tín hiệu 𝑣1 = 𝑣2 (cùng biên độ, pha) qua 𝑅𝐵 vào chân B BJT Tín hiệu ngõ 𝑣𝑜 lấy chân C BJT Q2, mắc tụ ghép có giá trị 100𝜇𝐹 để tần số dãy giữa, tụ xem ngắn mạch, mắc với tải 12kΩ, quan sát dao động ký trị đỉnh- đỉnh ghi lại kết Tính được: AC 𝑣𝑜 𝑣1+𝑣2 = = 𝑣𝑜 𝑣1 Đo 𝐴𝑑 : Cho sóng ngõ vào tín hiệu bé, đảm bảo ngõ khơng bị méo dạng, có giá trị khác chênh lệch để ngõ khác nhau, giá trị 𝑣1 đỉnh đỉnh chọn: 52mV, 26mV, 14mV ( có ngõ khơng méo dạng) Chỉnh tần số dãy để 𝑣1, 𝑣𝑜 ngược pha, tần số chọn thang đo 10k, quan sát thấy 𝑣1, 𝑣𝑜 ngược pha Cho tín hiệu 𝑣1, 𝑣2 (cùng biên độ, ngược pha) qua 𝑅𝐵 vào chân B BJT : hai đầu máy phát sóng nối với nhánh điện trở nhau, tiếp nhau, điểm nối điện trở nối đất, đầu lại với 𝑅𝐵, giá trị hai điện trở nhỏ so với 𝑅𝐵, chọn giá trị hai điện trở 33Ω