Báo cáo đồ án điện tử 1 đề tài mạch khuếch đại âm tín hiệu âm tầng otl

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn: Th.S Võ Thị Hương Sinh viên thực hiện: Phạm Kỳ Thiên (1811505120151) Trần Quang Lĩnh (NT) (1811505120128) Võ Trung Kiệt (1811505120329) Đà Nẵng, tháng năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển nhanh, điện tử lĩnh vực mũi nhọn Sự xuất vi mạch với mật độ tích hợp ngày cao đảm bảo nhiều chức năng, giá thành hạ sử dụng rộng rãi thiết bị điện tử Tuy nhiên, với mạch tích hợp tồn nhiều hạn chế nên khơng thể thay hồn tồn cho linh kiện rời thiết bị điện tử Mạch lắp ráp linh kiện rời có ưu điểm mà mạch tích hợp không đáp ứng công suất lớn, tuổi thọ cao, dễ dàng sữa chữa thay linh kiện hỏng Vì vậy, đồ án mơn học KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ bước đầu giúp cho sinh viên làm quen với việc thiết kế mạch, nắm bắt thực tế củng cố kiến thức học Tạo điều kiện để tiếp tục tìm hiểu thiết kế vi mạch thiết kế mạch điện tử sau Là sinh viên ngồi ghế nhà trường,,em trao dồi kiến thức chuyên môn ngành học.Tuy học thực hành nhiều lớp phần nhỏ bé so với kiến thức thực tế ngày sau trường chúng em gặp phải thế, em muốn vận dụng nhũng kiến thức học vào thực tiễn học hỏi cịn thiếu Trong năm học tập, thực nghiên cứu đồ án vừa qua, giúp đỡ thầy cô giáo môn,em học hỏi nhiều điều thực tế, tìm hiểu vấn đề, tài liệu liên quan giúp ích cho việc hồn thành báo cáo đồ án Vì sau cân nhắc góp ý thầy em chọn đề tài “Mạch khuếch đại âm tín hiệu âm tầng OTL” Vì lần viết báo cáo đồ án nên cịn nhiều thiếu sót, mong thầy thông cảm Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: Transistor lưỡng cực (Bipolar Juntion Transistor) .1 Cấu tạo: .1 Nguyên lý làm việc khả khuyếch đại: Nguyên lý làm việc: Chế độ làm việc BJT: Các sơ đồ ghép BJT đặc tuyến BJT: Tham số giới hạn thông số của transistor: Phân cực ổn định điểm làm việc: 10 Chương 2: Khuếch đại tín hiệu nhỏ .17 Mạch EC: 17 Mạch BC: 20 Mạch CC: 21 Nhận xét: 22 Chương 3: Hồi tiếp 23 Định nghĩa phân loại: 23 Hồi tiếp âm: 25 Chương 4: Mạch Khuyếch đại công suất 33 Tầng khuyếch đại công suất: .34 Tầng khuếch đại đơn:(tầng khuyếch đại chế độ A) 36 Tầng khuyếch đại đẩy kéo: 38 Phân loại tầng công suất khuyếch đại: 41 Chương 5: Mạch khuyếch đại công suất OTL 42 Chương 6: Mạch Dalington 43 Chương 7: Méo Crossover cách khắc phục 44 Méo Crossver: 44 Cách khắc phục: 44 Chương 8: Vấn đề tản nhiệt cho BJT cơng suất 46 PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 47 Chương 1: Thiết kế mạch khuếch đại công suất âm tầng OTL 47 Sơ đồ khối: 47 Sơ đồ nguyên lý 47 Tác dụng linh kiện 49 Chương 2: Tính tốn .49 Nguồn cung cấp 49 Tính tốn tầng cơng suất: 51 Tầng thúc 55 Tầng nhận tính hiệu vào (đơn) 59 Tính tụ 60 Tính mạch lọc Zobel (C , R 18): .62 Chương 3: Mô 63 Kết mô chế độ tĩnh .63 Mơ tín hiệu vào, mạch 63 Mạch in sản phẩm 65 PHẦN 3: KẾT LUẬN .66 Tài liệu tham khảo 66 PHẦN 4: NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .67 PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (BIPOLAR JUNTION TRANSISTOR) Cấu tạo: BJT loại linh kiện bán dẫn gồm lớp bán dẫn loại p n đặt xen kẽ đơn tinh thể bán dẫn Các miền phân cách hai lớp chuyển tiếp p-n Tùy theo thứ tự bố trí lớp bán dẫn p n mà ta có BJT loại npn hay pnp C B E C B E Tương ứng với miền cực BJT Miền bán dẫn hai lớp chuyển tiếp p-n gọi miền gốc (Base – B) Hai miền lại bất đối xứng cho miền có khả kích hoạt hạt tải điện vào miền Base, miền miền phát (Emitter-E), miền miền thu (Collector-C) có khả nhận tất hạt điện kích từ miền Emitter sang Base Nồng độ pha tạp miền khác nhau, đó: - 19 21 Miền Emitter có nồng độ pha tạp lớn nhất, 10  10 nguyên tử Miền Base có nồng độ pha tạp thấp Nồng độ pha tạp miền Base thấp lợi hệ số truyền đạt - 13 15 Miền Collector có nồng độ pha tạp trung bình 10  10 ngun tử Do có phân bố nên hình thành hai lớp chuyển tiếp pn gần nhau: - Chuyển tiếp Emitter( J e ) miền E-B - Chuyển tiếp Collector ( J c ) miền C-B Nguyên lý làm việc khả khuyếch đại: Tùy theo thứ tự sếp miền bán dẫn mà ta chia BJT thành hai loại PNP NPN Nguyên lý làm việc loại BJT giống Ta xét nguyên lý làm việc NPN Nguyên lý làm việc: Xét BJT loại NPN: Khi chưa cấp áp nguồn tiếp giáp p-n có độ chênh lệch nồng độ pha tạp miền mà sinh tượng khuyếch tán ( khuyếch tán hạt điện tích (điện tử lỗ trống)) nên bên hình thành hai lớp tiếp giáp J e J c cân động Phân cực thuận cho tiếp giáp J e , Etr giảm chiều cao hàng rào hạt đa số giảm, e− vọt từ E sang B Nếu C để hở − mạch e di chuyển từ E sang B dịng phạt xạ bình thường điơt tạo thành dòng từ B sang E tiếp giáp p-n thông thường − Để e kéo sang miền C ta tăng Eng tiếp giáp J c e− Eng kéo sang C tạo thành dịng I C Khi điện tử từ E sang B đại đa số thẳng C tạo thành dòng tái hợp B tạo thành dòng I B I E=I B +I C I C số Chế độ làm việc BJT: BJT có chế độ àm việc là: ngưng dẫn, khuyếch đại, dẫn bão hòa 4.1 Chế độ ngưng dẫn: Tiếp giáp J C tiếp giáp J E phân cực ngược hình vẽ Ở chế độ BJT dùng khóa điện tử Ở chế độ tiếp giáp J C tiếp giáp J E phân cực ngược nên có dịng phân cực ngược( dịng rị) nhỏ Xem khơng dịng chạy qua tiếp giáp Ở chế độ BJT tắt tương ứng với khóa đóng Điều kiện để BJT tắt J E phân cực ngược Vbe