MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ 6 1 1 ĐỊNH NGHĨA 6 1 2 CÁC LOẠI PHÂN CỰC 6 1 2 1 PHÂN CỰC CỐ ĐỊNH (Fixed Bias ) 6 1 2 2 MẠCH PHÂN CỰC HỒI TIẾP (EMITTOR) 7 1 2 3 MẠCH PHÂN CỰC PHÂ.
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………… ………………………………………………… LỜI MỞ ĐẦU Ngành Điện tử - Viễn thông ngành quan trọng phát triển đất nước Sự phát triển nhanh chóng khoa học - công nghệ làm cho ngành Điện tử - Viễn thông ngày phát triển đạt nhiều thành tựu Nhu cầu sử dụng máy móc cơng nghệ ngày cao người điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử - Viễn thông phát triển không ngừng, phát minh sản phẩm có tính ứng dụng cao đa tính Nhưng điều sản phẩm bắt nguồn từ linh kiện R, L, C Diode, BJT, mà tảng môn cấu kiện điện tử Hiện nay, nước ta có nhiều loại máy khuếch đại âm thị trường, mà tầng khuếch đại công suất thiết kế từ loại mạch OCL, OTL, Đến với đồ án kỹ thuật mạch điện tử lần này, nhóm chúng em mang đến mạch khuếch đại âm sử dụng mạch khuếch đại OCL Là sinh viên năm 3, đồ án nên nhóm em khơng tránh khỏi khó khăn tiếp cận lí thuyết thực tế, nhờ hướng dẫn nhiệt tình thầy Lê Hồng Nam, tinh thần đam mê học hỏi háo hức nhận đồ án nhiều giúp đỡ bạn bè tài liệu tham khảo, chúng em hoàn thành đồ án cách tốt Mặc dù khơng tránh khỏi sai sót hạn chế định tính tốn thi cơng mạch Vì nhóm mong nhận góp ý, giúp đỡ thầy để có kinh nghiệm sau Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Hồng Nam hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho chúng em hoàn thành đồ án CHƯƠNG 1: KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong Cuộc sống âm phát để âm xa nghe lớn ta cần phải khuyếch đại chương ta tìm hiểu cách phân cực cho BJT cách mắc BJT ưu nhược điểm sơ đồ mạch từ ta hiểu rõ khuyếch đại tín hiệu nhỏ 1.1 ĐỊNH NGHĨA - Khuyếch đại trình làm biến đổi đại lượng dịng điện điện áp từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà khơng làm thay đổi dạng -Trong điện tử khuyếch đại tín hiệu nhỏ thiết bị thường sử dụng chúng có khả khuyếch đại tín hiệu đầu vào tương đối nhỏ , ví dụ từ cảm biến trung bình hình ảnh thành tín hiệu đầu lớn nhiều để điều khiển rơle, đèn loa 1.2 CÁC LOẠI PHÂN CỰC 1.2.1 PHÂN CỰC CỐ ĐỊNH (Fixed- Bias ) Định nghĩa: - Là mạch gồm BJT NPN, điện trở Rb, Rc, nguồn chiều Vcc SƠ ĐỒ MẠCH - Áp dụng KVL vòng mạch ngõ vào: � �� − �� � � − ��� = Với Vbe = 0,7V loại Silic, Vbe = 0,3V loại Ge - Do đó, dịng 𝐼𝐼 phụ thuộc vào giá trị điện áp điện trở RB - Trong vùng khuếch đại Ic = β Ib - Áp đụng KVL vòng ta có phương trình đường tải tĩnh Vce = Vcc – Ic.Rc >> Kết luận: Đối với mạch phân cực cố định, để BJT chuyển từ vùng tích cực sang làm việc vùng bão hòa - Nếu giữ mạch ngõ không đổi, tức VCC, RC IC SAT không đổi, ta cần phải giảm RB nhằm tăng IB cho IB ≥ IB SAT - Nếu giữ mạch ngõ vào không đổi, tức RB IB không đổi, ta cần phải tăng RC nhằm giảm IC SAT cho βIB≥ IC SAT >>Ứng dụng: Dùng cho mạch khuếch đại chế độ A, role 1.2.2 MẠCH PHÂN CỰC HỒI TIẾP (EMITTOR) Định nghĩa: - Mạch phân cực hồi tiếp Emittor mạch ta thêm điện trở RE mắc vào cực E BJT mạch phân cực cố định - Điện trở RE làm nhiệm vụ hồi tiếp, đưa tín hiệu ngõ ngõ vào để ổn định điểm làm việc nhiệt độ thay đổi Sơ đồ mạch - - Trong vùng khuếch đại Ic = β Ib KVL vòng 1: = = KVL vịng 2: Phương trình đường tải tĩnh Vce = Vcc – (Rc + Re) Ic Ưu điểm: Có trở hồi tiếp cực E, tăng độ ổn định điểm làm việc tĩnh Nhược điểm: Việc xác định điểm làm việc phụ thuộc nhiều vào β >> Kết luận: - Mạch phân cực hồi tiếp Emittor khắc phục nhược điểm mạch phân cực cố định không ổn định nhiệt độ thay đổi Khi nhiệt đội thay đổi, giá trị β, ICEQ, VBE thay đổi, dẫn đên giá trị dòng điện áp điểm Q thay đổi theo Như vậy, điểm Q không cố định nhiệt độ thay đổi - Nhờ chế hồi tiếp thực thông qua điện trở RE, thay đổi ngõ đưa trở lại ngõ vào Qua đó, điều chỉnh dịng IB để ổn định dòng IC, đồng nghĩa với ổn định điểm làm việc Q >> Ứng dụng: Role, mạch hồi tiếp, Sử dụng tầng công suất, tầng thúc.… 1.2.3 MẠCH PHÂN CỰC PHÂN ÁP Định nghĩa: Mạch phân cực phân áp mạch sử dụng phân áp từ cực Base thông qua hai điện trở R1 R2 để ổn định điểm làm việc Sơ đồ mạch Mạch có dạng hình 2.3 Dùng định lý Thevenin biến đổi thành mạch hình 2.3b - Rth= = R1//R2= = KVL vòng 1: = - Ic = β Ib vùng khuếch đại KVL vòng 2: Vce = Vcc – (Rc + Re) Ic Ưu điểm: Việc xác định điểm làm việc tĩnh Q phụ thuộc vào hệ số β Nhược điểm: Thiết kế tính tốn phức tạp 1.2.4 MẠCH PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP ĐIỆN THẾ (collector) Ðây cách phân cực cải thiện độ ổn định cho hoạt động BJT • Ưu điểm: Khả hồi tiếp tốt hồi tiếp cực Emitter, cải thiện độ ổn định BJT • Nhược điểm: Khó thiết kế tính tốn 1.2.5 MỘT SỐ DẠNG PHÂN CỰC KHÁC Mạch phân cực cầu chia điện hồi tiếp điện thơng dụng Ngồi tùy trường hợp người ta cịn phân cực BJT theo dạng sau 1.3 CÁC CÁCH MẮC BJT a Mạch khuếch đại mắc kiểu E chung Sơ đồ xoay chiều: - Hệ số khuyếch đại điện áp: R1//R2// Hệ số khuếch đại dịng Hệ số khuyếch đại cơng suất =// Điều kiện để mạch hoạt động tuyến tính: Đặc điểm : - Tổng trở vào cỡ vài KΩ - Tổng trở từ vài chục KΩ đến vài trăm KΩ - Hệ số khuếch đại dòng điện: Lớn từ vài chục đến hàng trăm lần - Hệ số khuếch đại điện áp: Lớn cỡ hàng trăm lần - Điện áp tín hiệu có đảo pha so với điện áp tín hiệu vào (ngược pha nhau) - Đải thơng mạch hẹp Nhận xét: Tín hiệu vào ngược pha nhau: • Khi Vi ↑ => ii↑ => iD ↑ => ic ↑ => Vo=Vcc - IcRC ↓ Khi Vi ↓ => ii↓ => iD ↓ => ic ↓ => Vo=Vcc - IcRC ↑ Ưu nhược điểm ứng dụng Ưu điểm • Mạch khuyếch đại E chung thường định thiên cho điện áp UCE khong 60% ữ 70 % Vcc ã Cú kh khuếch đại dịng áp • Dịng điện tín hiệu lớn dịng tín hiệu vào khơng đáng kể • Mạch mắc theo kiểu E chung ứng dụng nhiều thiết bị điện tử Nhược điểm • Tín hiệu đầu ngược pha với tín hiệu đầu vào Ứng dụng • Sử dụng khuếch đại tầng thúc ( chủ yếu khuếch đại dịng, việc khuếch đại áp khơng q trọng) b Mạch khuyếch đại mắc kiểu C chung : Sơ đồ mạch Sơ đồ tương đương xoay chiều - Ta có // Hệ số khuyếch đại điện áp: //R - Hệ số khuếch đại dịng Hệ số khuyếch đại cơng suất =// Điều kiện để mạch hoạt động tuyến tính: (1+) Đặc điểm : - Tơng trở đầu vào (ngõ vào) cỡ vài K - Tổng trở đầu (ngõ ra) nhỏ khoảng vài chục KΩ - Hệ số khuếch đại dòng diện: lớn từ vài chục đến hàng trăm lần - Điện áp tín hiệu khơng đảo pha so với điện áp tín hiệu vào (đồng pha) - Dải thơng mạch trung bình Ưu nhược điểm ứng dụng Ưu điểm • Cường độ tín hiệu mạnh cường độ tín hiệu vào nhiều lần • Tín hiệu pha với tín hiệu vào • Tổng trở vào lớn ( vài trăm ohm), tổng trở nhỏ ( vài chục ohm ), khơng khuếch đại áp ( Av ~1) Nhược điểm • Mạch khuếch đại dịng, khơng khuếch đại áp Ứng dụng: Mạch ứng dụng nhiều mạch khuyếch đại đêm (Damper), ứng dụng nhiều mạch ổn áp nguồn c Mạch khuyếch đại mắc kiểu B chung: Sơ đồ mạch Sơ đồ tương đương xoay chiều - Hệ số khuyếch đại điện áp: //R Hệ số khuếch đại dòng Hệ số khuyếch đại công suất =// Điều kiện để mạch hoạt động tuyến tính: Đặc điểm : - Tơng trở vào cỡ vải chục KΩ - Tổng trở ngõ vài trăm KΩ - Hệ số khuếch đại dòng điện: Nhỏ - Hệ số khuếch đại điện áp: Lớn cỡ hàng trăm lần - Điện áp tín hiệu khơng có đảo pha so với điện áp tín hiệu vào (đồng pha) - Dải thông mạch rộng Ưu nhược điểm ứng dụng Ưu điểm • Mạch khuếch đại điện áp lớn • Tổng trở vào nhỏ ( vài chục ohm), tổng trở lớn ( vài trăm ohm ), mạch khơng khuếch đại dịng( Ai ~ 1) • Có tính ổn định nhiệt Nhược điểm • khuyếch đại điện áp khơng khuyếch đại dịng điện Ứng dụng • Mach mắc kiểu B chung sử dụng thực tế không đảm bảo yếu tố: Ki = 1, Ku không lớn 10 72 73 74 75 76 77 N 78 hững thuận lợi khó khăn thực đề tài: 2.2 Thuận lợi: - Nhờ trang thiết bị nhà trường, tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm trình tìm kiếm tài liệu mạng, q trình thiết kế thi cơng - Được hướng dẫn tận tình Thầy Lê Hồng Nam thầy cô khoa Điện Tử-Viễn Thông suốt thời gian qua 2.2 Khó khăn: - Thời gian thực đề tài có giới hạn - Nhóm gặp nhiều khó khăn việc tìm tài liệu (khả sử dụng tiếng anh nhóm cịn hạn chế với tài liệu nước ngoài) - Mất nhiều thờ gian trình thiết kế phải lựa chọn nhiều phương án nhằm đáp ứng yêu cầu đề ban đầu Tuy nhiên nhiều chỗ chưa ý muốn TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, Phạm Minh Hà -Kỹ Thuật Mạch Điện Tử -Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật – Năm xuất bản: 2002 2, Nguyễn Bính – Điện Tử Cơng Suất – Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật – Năm xuất bản: 1995 3, Gs Nguyễn Văn Tuấn – Giáo trình kỹ thuật mạch điện tử 4, Trang Web: https://www.alldatasheet.com/ 5, Giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử Ts Đặng Văn Chuyết 6, Giáo trình mạch điện tử Ks Nguyễn Văn Điểm Phân công việc: - Phạm Văn Thái tổ 106200176( Soạn lý thuyết chương tính tốn nguồn R1,R2, ,nguyên lý hoạt động tầng vi sai , Công dụng linh kiện , chế độ làm việc,) 79 - Nguyễn Văn Thịnh tổ 106200178 (Soạn lý thuyết chương 1,3 tính tốn R8,R88,ngun lý hoạt động tầng thúc, tầng công suất Công dụng linh kiện , chế độ làm việc) 80