thiết kế một bộ khuếch đại có ít nhất 2 tầng (đều mắc EC) thỏa mãn các điều kiện sau: Độ lợi dòng Ai = 250; Trở kháng vào Zin >= 10kΩ; Trở tải RL = 22kΩ; Nguồn cung cấp VCC = 15V Mô phỏng dòng điện và điện áp một chiều Mô phỏng xoay chiều (tín hiệu vào và ra tại từng tầng khuếch đại và trên tải) Tính biên độ điện áp trên tải cực đại mà không bị méo dạng? So sánh kết quả tính toán và kết quả mô phỏng và rút ra nhận xét?
Trang 1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN
Giảng viên hướng dẫn: ThS.Võ Thị Hương
Môn học : KĨ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ Lớp học phần : 121KTMDT01
Sinh viên thực hiện : Nhóm 1
Đà Nẵng, tháng 12 năm 2021
Trang 2THÀNH VIÊN NHÓM 1
- Châu Ngọc Lộc
STT: 10
MSV: 1911505410135
- Trần Lê Minh
STT: 11
MSV: 1911505410138
- Nguyễn Minh Trung
STT: 15
MSV: 1911505410166
ĐỀ BÀI
Mã 01: Hãy thiết kế một bộ khuếch đại có ít nhất 2 tầng (đều mắc EC)
thỏa mãn các điều kiện sau:
- Độ lợi dòng Ai = 250; Trở kháng vào Zin >= 10kΩ; Trở tải RL = 22kΩ; Nguồn cung cấp VCC = 15V
Sau khi thiết kế hãy mô phỏng:
- Mô phỏng dòng điện và điện áp một chiều
- Mô phỏng xoay chiều (tín hiệu vào và ra tại từng tầng khuếch đại và trên tải)
- Tính biên độ điện áp trên tải cực đại mà không bị méo dạng?
So sánh kết quả tính toán và kết quả mô phỏng và rút ra nhận xét?
Trang 3SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
GIẢI THÍCH NGUYÊN LÝ
- R1 , R2 : điện trở phân cực cho transistor Q1
- R3 , R4: Điện trở phân cức cho transistor Q2
- RE1 , RE2 :điện trở ổn định nhiệt
- RC1: Điện trở tải Q1
- RC2: Điện trở tải Q2
- RL: Điện trở tải của mạch
- Ci : Tụ liên lạc ngõ vào
- C0 : Tụ liên lạc ngõ ra
- C12 : tụ ngăn tầng DC
- CE1 :tụ thoát xoay chiều
- CE2 :tụ thoát xoay chiều
- BJT Q1, Q2:Transistor khuếch đại của mạch
Trang 4PHẦN TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ
Để phối hợp trở kháng , trở kháng ra của tầng trước bằng trở kháng vào của tầng sau:
Ta chọn: RC2 = RL = 22 k
Chọn: B2 = hfe2 = 100 , RE2 = 100
RDC2 = RC2 + RE2 =27,1 k
RAC2 =RC2 // RL = 11 k
RB2 = 101 hfe2 *RE2 = 1 k
R DC 2+R AC 2 =11+22,115 =0,45mA
VCEQ2tư = ICQ2 * RAC2 = 5V
hie2 = hfe2 *I VT
CQ 2 tư = 5,8 k
VBB2 = 0.7+ICQ2 *RE2 = 0,8 V
Trang 5R3 =
R B 2
1−V BB 2
V cc
= 1 k
R4 = RB2 * V cc
V BB 2 = 18,75 k
+ Ta chọn : B1 = hfe1 = 100
+ Ta có : Ai = iL il = ib iL
2 ib2
ib1 ib1
i i
+ Ta tính : ib iL
2 ; ib2
ib1 ; ib1
i i
*ib iL
2
Ta có : { V L=iL RL
VL=ib2 (1+hfe) (R C2/ ¿RL)
ib iL
2 = (1+ hfe) (RL/ RL ¿RC 2) = 101 RC2
RL+ R C2 = 50,5 (1)
*ib2
ib1
Ta có : { V o=i b 2 hi e2
Vo=i b1 hfe(R C1/ ¿R B2/ ¿hi e2)
ib2
ib1 = hfe∗(R C1 / ¿R B2/ ¿hi e2)
hi e2 = ¿ ¿ (2)
*ib1
i i
Ta có : { V¿ =i i∗z i
V¿=ib1∗hi e1
ib1
i i = z¿
hie1 (3)
Zin = RB1 // hie1 , mà Zin >= 10 k
-Ta chọn :RB1 = 100 k , hie1 = 11k vì nếu RB1 >> 10 *Zin thì hie1 ~Zin
Từ (1),(2),(3) ta có:
Trang 6Ai = 50,5 * R C1 ∗90
(R C1+ 0,9)∗5.77 * Z¿
hie1
250 = 50,5* (R C R C1∗90
1 +0.9)∗5,8 * 0,9
RC1= 0,5 k
+ Ta chọn: RC1 = ri2 = 0,5 k để phối hợp trở kháng.
+ Để ICQ1 không bị ảnh hưởng bởi tham số B1 ta chọn giá trị RE1, RB1 thỏa mãn điều kiện:
R B1
B1 << RE1
Ta chọn: RE1 = 2 k
+ RAC1 = RC1 // RB2// hie2 = 0.45 k
+ RDC1 = RC1 + RE1 = 2,5 k
+ I CQ1tư = V cc
R AC 1+R DC 1 = 5mA
+V CEQ1tư= ICQ1tư *RAC1 =2.25V
+VBB1=0,7+ ICQ1tư * RE1 = 10,7V
+ R1 =
R B 1
1−V BB 1
V cc
= 348 k
+ R2 = RB1 * V cc
V BB 1 =140 k
+ Zo = RC2 ≈ 22k
+ hib1 = ICQ 1 tư VT = 5,2
+ hib2 =ICQ 2 tư VT = 58
+ AV1 = R C 1
hib1+R E1 = -0,5
+ AV2 = R C 2
hib2+R E2 = 12,6
Trang 7+ AV = AV1 * AV2 =6,8
Để điện áp trên tải tối đa không méo dạng:
MÔ PHỎNG (AC-DC)
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:
Trang 8ĐÁNH GIÁ,NHẬN XÉT KẾT QUẢ:
- Dạng sóng vào và ra không bị méo dang hay bị xén.
- Kết quả mô phỏng chênh lệch không đáng kể so với kết quả tính toán Sai số
trong khoảng cho phép