TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH LỚP AN01 HK 222 GVHD Nguyễn Thanh Phương LỚP AN01 Danh sách thành viên Họ và tên MSSV Ký tên Lê Duy 2110920 Huỳnh Gia An 2112730 I Giới thiệu c.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH LỚP AN01 HK 222 GVHD : Nguyễn Thanh Phương LỚP: AN01 Danh sách thành viên: Họ tên Lê Duy Huỳnh Gia An MSSV 2110920 2112730 Ký tên I Giới thiệu chung: Mục tiêu thí nghiệm: Sinh viên biết tính tốn lý thuyết chế độ DC, độ lợi áp dãy mạch khuếch đại ghép E chung, tần số cắt cao, tần số cắt thấp từ thông số cho mạch, thơng số cịn thiếu lấy kết thí nghiệm So sánh kết khảo sát với lý thuyết Sinh viên hiểu nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại BJT ghép E chung tần số khác nhau: tần số thấp, tần số dãy giữa, tần số cao mạch có hồi tiếp không hồi tiếp Biết dùng máy đo, đo phân cực DC mạch để đảm bảo mạch hoạt động chế độ tích cực thuận Thay đổi giá trị tụ ghép CC, CE tụ Cobext quan sát nhận xét khác độ lợi áp mạch bao gồm mạch có hồi tiếp khơng hồi tiếp Biết cách xác định độ lợi áp dãy (ở tần số dãy giữa) từ đồ thị dạng sóng đo Thay đổi tần số từ 100Hz tới 100kHz quan sát giá trị độ lợi áp Số thứ tự Tên linh kiện Q1,Q2,Q3 R20 R3,R10,R16 R14 , R17 R7 R8,R12,R14,R21,R23 Giá trị /mô tả 2SD592/BJT 2.7kΩ 1/4W/ Điện trở 1kΩ 1/4W/ Điện trở 1.2kΩ 1/4W/ Điện trở 18kΩ 1/4W/ Điện trở 5.6kΩ 1/4W/ Điện trở 10 11 R9 R11 R18,R19 R22 C1,C2,C3 390Ω 1/4W/ Điện trở 22Ω 1/4W/ Điện trở 6.8kΩ 1/4W/ Điện trở 12kΩ 1/4W/ Điện trở 100µF 16V/ Tụ phân cực Bảng 1: Danh sách linh kiện Module II Các thí nghiệm kiểm chứng: Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp: a Tính tốn lý thuyết: + Phân tích DC: Vth = =2.8475 (�) ; ��ℎ = ��2||��1 = 4.2712 (�Ω) Ta có: β = 130, VBE = 0.7V ��ℎ = ��ℎ�� + 0.7 + �� (��1 + ��2 ) ⇒ �� = 3.6871 × 10−5 (�) ⇒ �� = β�� = 4.7932 (��) ⇒ �� = 4.8301 (��) 12 = ���� + ��� + �� (��1 + ��2 ) ⇒ ��� = 5.2168 (�) ��� > ������ ⇒ ��� �í�ℎ �ự� �ℎ�ậ� Điểm phân cực tĩnh Q(ICQ,VCEQ)=(4.7932mA;5.2168V) + Phân tích AC: =678.0397 (Ω); == 0.192 Mơ hình tương đương tín hiệu nhỏ: ��� = � + ( + 1) () =� + ( + 1) Hệ số khuếch đại: �� = = =AMB Với ��� == =60.0507 Xét riêng tác động tụ Ci , ngắn mạch tụ Co CE : ��1 = =1.004 (�z) Xét riêng tác động tụ Co , ngắn mạch tụ Ci CE : ��2 = == 0.2411 (�z) Xét riêng tác động tụ CE , ngắn mạch tụ Ci Co: ��3 = =143.9482 (Hz) Do có chệnh lệch lớn tần số : ⇒ ��� = max(��1, ��2, ��3) = 143.9482 (Hz) Tần số cắt cao: Cob = 15.3pF ��� = �||�� ||��ℎ = 369.1445 Ω �� ′ = ��||�� = 848.485 Ω Trường hợp 1: ������ = ��� = ��� + ������ = 15.3 (�� ) �1 = ��� × (1 + ���� ′ ) = 2.51( �F) �2 = ��� × (1 + ) = 15.4( �F) ��� = = 171.771 (��z) ��� = = 12.2 (��z) ��� ≪ ⇒ ��� = ��� = 171.771 (��z) Trường hợp 2: ������ = 15�F ��� = ��� + ������ = 30.3 (�� ) �1 = ��� × (1 + ���� ′ ) = 4.97( �F) �2 = ��� × (1 + ) = 30.49( �F) ��� = = 86.75 (��z) ��� = = 6.15 (��z) ��� ≪ ⇒ ��� = ��� = 86.75 (��z) Trường hợp 3: ������ = 30�F ��� = ��� + ������ = 45.3 (�� ) �1 = ��� × (1 + ���� ′ ) = 7.425 ( �F) �2 = ��� × (1 + ) = 45.6 ( �F) ��� = = 58.07 (��z) ��� = = 4.113 (��z) ��� ≪ ⇒ ��� = ��� = 58.07 (��z) b Tiến hành thí nghiệm : +Trường hợp : ������ = Đo độ lợi áp mạch từ 100Hz-100kHz f Vpp Av 20logAv 100 27.93 28.92 20k 4.24 59.22 35.45 30k 4.16 58.1 35.28 40k 4.08 56.98 35.11 50k 55.87 34.95 60k 3.92 54.75 34.77 70k 3.84 53.63 34.59 80k 3.6 50.28 34.03 90k 3.52 49.16 33.83 100k 3.44 48.04 33.63 90k 4.32 36 31.13 100k 4.04 33.66 30.54 Trường hợp 20 2.5 19 2.4 2.3 18 2.2 17 2.1 16 15 1.9 14 100 20k 30k 40k 50k 60k Av 70k 80k 90k 1.8 100k 70k 4.96 41.33 32.33 80k 4.6 38.33 31.67 Vpp +Trường hợp : ������ = 15�F Đo độ lợi áp mạch từ 100Hz-100kHz f (Hz) Vpp (V) Av (V) 20logAv 100 3.52 29.33 29.35 fLC =178.6 Hz 20k 6.56 54.66 34.75 30k 6.32 52.66 34.43 40k 50 33.97 ; fHC =73,1kHz 50k 5.68 47.33 33.51 60k 5.32 44.33 32.93 Trường hợp 20 2.5 19 2.4 2.3 18 2.2 17 2.1 16 15 1.9 14 100 20k 30k 40k 50k 60k Av 70k 80k 1.8 100k 90k Vpp +Trường hợp 3: ������ = 30�F Đo độ lợi áp mạch từ 100Hz-100kHz f (Hz) Vpp (V) Av (V) 20logAv 100 3.52 29.33 29.35 20k 6.28 52.33 34.38 30k 5.88 49 33.8 40k 5.84 48.66 33.74 50k 4.8 40 32.04 60k 4.36 36.33 31.21 70k 3.92 32.66 30.28 80k 3.6 30 29.54 90k 3.24 27 28.63 fLC = 162,3 Hz ; fHC = 55,95 kHz Trường hợp 100 20 20k 30k 40k 50k 60k 70k 80k 90k 2.4 19 2.3 18 2.2 17 2.1 16 15 14 100 100k 2.5 1.9 20k 30k 40k 50k 60k Av Mạch khuếch đại ghép E chung có hồi tiếp: a Tính tốn lý thuyết: 70k Vpp 80k 90k 1.8 100k 100k 25 27.96 + Phân cực DC: kết mạch 1: Q=(4.7932mA;5.2168V) +Phân tích AC: � = = = 678.0397 (Ω); gm = = 0.192 Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ Độ lợi áp dãy : AMB = - =-20.48 Đáp ứng tần số mạch : Xét riêng tác động tụ C1 , ngắn mạch tụ Co CE : fp1 = = 0.541 Hz Xét riêng tác động tụ Co , ngắn mạch tụ Ci CE : ��2 = = 0.2411 Hz Xét riêng tác động tụ CE , ngắn mạch tụ Ci Co : fp3 = =51.784 Hz Tần số cắt thấp: ��� = max(��1, ��2, ��3) = 51.7874 �� Tần số cắt cao: Cob = 15.3 pF ��� = �� ||��ℎ ||[� + ( + 1)��1] = 660.0565 Ω �� ′ = ��||�� = 848.485 Ω Trường hợp 1: ������ = ��� = ��� + ������ = 15.3 pF �1 = ��� × ( 1+gm RL’ × ) =490 pF �2 = ��� × (1+) =15.8 pF fpi = =492.088 kHz fpo = = 11.87 MHz fpi ≪ ⇒ ��� = ��� = 492.088 kHz Trường hợp 2: ������ = 1�� ��� = ��� + ������ = 1.0153 pF �1 = ��� × ( 1+gm RL’ × ) =32.52 pF �2 = ��� × (1+) = 1.048 pF fpi = = 7.414 kHz fpo = = 178.984 kHz fpi ≪ ⇒ ��� = ��� = 7.414 kHz b Tiến hành thí nghiệm +Trường hợp 1: ������ = Đo độ lợi áp mạch từ 100Hz-100kHz f 100 20k 30k 40k 50k 60k 70k 80k 90k 100 Vpp Av 1.96 15.5 2.4 19.0 2.4 19.0 2.4 19.0 2.44 19.3 2.4 19.0 2.4 19.0 2.36 18.7 2.32 18.4 k 2.32 18.4 20log 23.8 25.6 25.6 25.6 25.7 25.6 25.6 25.4 25.3 25.3 Av 4 fLC = 65.75 Hz ; fHC = Trường hợp 100 20 20k 30k 40k 50k 60k 70k 80k 90k 2.4 19 2.3 18 2.2 17 2.1 16 15 14 100 100k 2.5 1.9 20k 30k 40k 50k Av +Trường hợp : ������ = 1�� 60k 70k Vpp 80k 90k 1.8 100k Đo độ lợi áp mạch từ 100Hz-100kHz f Vpp Av 20logAv 100 2.04 16.72 24.46 fLC =65.79 Hz 20k 2.4 19.67 25.88 30k 2.32 19.02 25.58 40k 2.32 19.02 25.58 50k 2.32 19.02 25.58 60k 2.24 18.36 25.27 70k 2.16 17.7 24.96 80k 2.16 17.7 24.96 90k 2.08 17.05 24.63 100k 16.4 24.3 ; fHC = Trường hợp 100 20 20k 30k 40k 50k 60k 70k 80k 90k 2.4 19 2.3 18 2.2 17 2.1 16 15 14 100 100k 2.5 1.9 20k 30k 40k 50k 60k Av 70k 80k 90k 1.8 100k Vpp So sánh nhận xét: a Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp: + Phân cực DC: kết đo gần giống với lý thuyết, sai số sai số dụng cụ đo + Phân tích AC: Điện áp ngõ ngược pha so với điện áp ngõ vào Độ lợi áp tần số dãy gần giống với lý thuyết tính được, sai số sai số linh kiện module Khi Cobext=0, tần số cắt cao lớn ( Khi thêm vào tụ Cobext có giá trị 15pF 30pF tần số cắt thấp gần giữ nguyên tần số cắt cao giảm Cobext lớn b Mạch khuếch đại ghép E chung có hồi tiếp: + Phân cực DC: kết đo gần giống với lý thuyết, sai số sai số dụng cụ đo + Phân tích AC: Điện áp ngõ ngược pha so với điện áp ngõ vào Độ lợi dãy đo xấp xĩ so với tính lý thuyết có sai số sai số linh kiện module Tần số cắt cao mạch Cobext=0 lớn ( Ở trường hợp ta mắc thêm tụ Cobext=1nF ta quan sát tần số cắt thấp gần giữ nguyên tần số cắt cao giảm 10