Báo Cáo Thí Nghiþm Khảo Sát Đáp Ứng Tần Sß Của M¿Ch Bjt Ghép E Chung.pdf

Mục tiêu thí nghiệm: Sử dụng phần mềm mô phỏng để khÁo sát đáp ứng tần số của mạch BJT ghép E chung... Tính toán lý thuyết để kiểm chứng các kết quả mô phông: 1... Cac thi ngiém kiểm chứ

DAI HaC BACH KHOA TP Ha CHI MINH

KHOA DIEN-DIEN TU MON MACH DIEN TU

BAO CAO THI NGHIEM

Khảo sát đáp ứng tần sệ của mach BJT

chép E chung

Thực hiện bởi: Lê Hiểu Nhân - 1911752

Trần Lĩnh - 1910314

Vo Tan Léch - 1913972

Link ghi các phiên google meet:

https://drive.google.com/file/d/1G88BdUAyYUMCUAVtVfADpN_n982Eg24d f/view ?usp=sharing

TP Ha CHI MINH, NAM 2021

I Giới thiệu chung:

1 Mục tiêu thí nghiệm:

Sử dụng phần mềm mô phỏng để khÁo sát đáp ứng tần số của mạch BJT ghép E chung

@ 12V

& Re

Cobext £ 1k¢

1kQ

May 100uF 2

phat V, Rn >

sông 5.6kQ

Q

Rey 22Q Ce

100uF

Repo

390Q

| | 2SD468 100u

H.2.6a- Mach khuéch dai ghép E chung không hỏi tiếp

» 12V

e

Rai

I8kQ $

R € | Máy Ik 100uF ©

Sóng ụ 5.6k©]

=

Ve

L Ry

>

22Q

S Re TL C E

F 39002 “Ƒ`100ur

H.2.6b- Mạch khuếch đại ghép E chung có hôi tiếp

2 Phan mém thi ngiém: LT spice:

3 Module thi nghiém: BJTLABSNO007

II Tính toán lý thuyết để kiểm chứng các kết quả mô phông:

1 Khảo sát DC (ệ chế độ DC, 2 mạch giệng nhau):

Áp dụng Thevenin cho mạch trên ta được

©t,1:+©JH18 +5.6

— —=—=427(koh

©i2omu SS Olin 2.85 (V) GiA st mach hoat déng 6 chế độ tích cực, @ƑŠs@=0.6(V), 8 = 130

Ta có:

1

=> @#,= 4.87 (mA) OF: = O19 EO: - OF o nO Fon

> @Bcem= 5.12 (V) > @ÏÄ¿@mscc >Đúng với giÁ thiết

> Điểm tĩnh Q(@‡&, : @JÄ¿@p) = [ 4.87 (mA) ; 5.12 (V)]

2 Độ lợi dãy giữa:

a) Đệi với mạch không hái tiếp (hình 2.6a):

Ở tân sô dãy giữa, bỏ qua Ảnh hưông của các tụ, ta có sơ đá tương đương tín hiệu nhỏ sau:

Ta có:

đ672&lm

©Ftom=8

y= - * Re // RL * = -60.98(V/V

Gv=-gm “Re RL” OR omer // OFigg + CFOS (VN) b) Déi voi mach cé hai tiếp (hình 2.6b):

Ở tần số dãy giữa, bỏ qua Ánh hướng của các tụ, ta có sơ đá tương đương tín hiệu nhỏ sau:

Trố kháng vào (nhìn từ Ri):

©Ees¿ = ©lferzu // l@ÏEfegi + ( P+1)@ Re: | = 1.94 (K ohm)

Độ IHi áp ộ tần số dãy giữa:

Gv = -gm * Re /RL*~— 295 Bios + ORORO Mom +O Fox = OF on = -20.8(V/V (

3 Xác đệnh các tần sệ cắt:

a) _ Đệi với mạch không hái tiếp (hình 2.6a):

@ E ving tan sé thap:

Ở tần số thấp, chỉ có các tụ C¡, Co, Ce Ánh hướng đến đáp ứng tần số của mạch Khi xét Ảnh hưông của Ï tụ ta ngăn mạch các tụ còn lại

_ Tân số cắt gây ra bởi tu Ci:

Íc¡= 1

2©El:@J1:c@®

Với RI = Ri + (@Jlepsu // @ÏFRegi) = 1.56 (K ohm)

>fq=1.02 (Hz)

_ Tân số cắt gáy ra bởi tụ Co:

1

2©El:©Ji2+co

Với R2 = Re + RL = 6.6 (K ohm)

> fco= 0.24 (Hz)

Íco= =

_ Tan so cat ao ra boi tu Ce:

10-798 2oBI:QR5.cc với R3 - R; / ÊÊ m r /OFn 1 QF eR.)

> fce= 146.9 (Hz)

Suy ra tần số cắt thấp:

fL=fcit fce + feo = 148.16(Hz)

@ E ving tan sé cao:

Ở tân sô cao, chỉ có các tụ ký sinh Ảnh hưông đến đáp ứng tân số của mach (tl hướng dẫn yêu cầu không gắn tụ Cobext) Tir datasheet cua 2SD592 ta

c6 Cop = 22 (pF)

Theo thuyét Miller ta phan tach Co» thanh C1 và C2 như hình dưới:

V6i Cl =Con* (1+Gy) = 3.41*1029(F) C2 = Con* (141/Gy)

Do (1+1/Gy) << (1+Gy) nén C2<<€CIl nên chỉ có C1 và Cgay anh hudng chH yếu

tội tần số cạt trên

Từ datasheet ta có:

@lBH

fr =200 (MHZ) => Se (Con +Co Et) = C@gI=145.53(pF)

Tần số cắt gây ra bối tụ C1 va Coy la:

_ 1

~ 2% (C1 +CO HB) « @FBCB

V6i Rtd = @/Fggy // Ri // Rin = 360 (ohm)

>Tan sé cat cao: fy= fc=124.2 (kHz)

fc

b) Déi voi mach cé hai tiép (hinh 2.6b):

@ Ê vùng tần sệ thấp:

Ở tần số thấp, chỉ có các tụ C¡, Co, Ce Ánh hướng đến đáp ứng tân sô của mạch Khi xét Anh hưông của l tụ ta ngăn mạch các tụ còn lại

_ Tan sô cắt gây ra bôi tụ CI:

Ci” 22m 2©Šlx:@FR1:c@#2

Với RI=Ri+[Ru//( @ƑFEeg + (B + 1)R+i)] =2.94(k ohm)

=> fci = 0.54 (Hz)

_ Tân số cắt gây ra bối tụ Co:

2©El:©lE2+co

Với R2 = Re + RL = 6.6 (k ohm)

> fco= 0.24 (Hz) _ Tần số cắt gây ra bối tu Ce:

1

2©8I:©JR3xcc

Với R3=Rpz/(Rpi+- 9F 7" = LOO Re

Íce= =

=> fce= 48.8(Hz)

=> Tan số cắt dưới fL =fci + foo + fee =49.58(Hz)

@ E ving tan sé cao:

Ở tân sô cao, chỉ có các tụ ký sinh Ảnh hưông đên đáp ứng tân sô của mạch (tl hướng dẫn yêu cầu không gắn tụ Co:) Từ đatasheet của 2SD592 ta

có Cos= 20 (pF)

Theo thuyết Miller ta phân tách Co thành C1 và C2 như hình dưới:

CI= (I+|Av|) * Coo

C2= (1+1/|Av|) * Cop

V6i |Av| = |Vo/Vo| <em* Re//RL * ——2 Bee = 31

(B+DOF emit OF ex -

— 0H omrronmori ©/E3c@si

Áp đHng phương pháp thội hạng hộ mạch:

R[I là trộ tương đương nhìn từ CI:

RI =Ri// Ru//[(B + D@ÏERem: + ©fegj] =660(ohm)

R[I là trộ tương đương nhìn từ C2:

R2=Re // RL = 848.5 (ohm) R3 là trộ tương đương nhin tir C@ HI:

R3= @iezi // [Ri // Ru+ (B + I)@ em: l = 565 ( ohm)

=> fu= on / 2B = 297.974 (kHz)

Ill Cac thi ngiém kiểm chứng:

1 Khảo sát điểm phân cực tĩnh:

Tiến hành lắp mạch mô phồng:

Kết quả mô phông:

[& * E\BAO CAO MDT\DOPHANCUCBIT asc

Vv(nc 05)

v(nc 09)

V(nc_08)

V(nc_11)

V(nc 15)

V(nc 16)

0.00481581 3.71323e-005

-0.00534023

0.00477868

voltage

voltage

device current

device_current

device current

H x É h »

H * E h a ~

Im(ul:11):

wee feet te

0.000561549 1.12906e-029

°

subckt_current subckt_current -2.52498e-O14 subckt_current

subckt_current

subckrt_current

subckt cutrent

+ mm

[2F * E\BAO CAO MDT\DOPHANCUCBIT.ase

- Operating Point -

V(nc_14):

V(nc_13) :

V(n003) :

V(n001) :

V(nc 02)

V(n002) :

V(nc_ 03):

v(nc_04) :

V(nc_ O5):

v(nc_09) :

V(nc 07):

V(nc_08) :

V(nc 11) :

V(nc 12) :

V(nc 16) :

V(n004) :

V(nc_19) :

V(nc 20):

6.74345

0075

- 70075

2.72775e-009 2.7277Se-009

6.74345

0

§ " ; Q ®

< ° B a Q 0

2.0865 1.97208

0 voltage

ˆ^ mAA¬=

Từ kết quÁ mô phỏng trên ta xác định được:

Ic=I(Ac)=0.00478 (A)

Ib=I(Ab)=3.71*1025 (A)

B = Ic/Ib=128.84

@)Bco@m= V(c) - Vie) = 4.66 (V)

=> Qic ; @/Acess) = [0.00478(A) ; 4.66(V)]

2 Khảo sát độ lợi áp tại tần sệ dãy giữa:

a) _ Mạch mô phỏng để khảo sát độ lợi dãy giữa hình 2.6a trong tài liệu hướng dẫn (mạch ghép E chung không hái tiếp):

LAA, Li LAA, NAA

FEEE - BEE

C&M LAB S/N BITLABSNDO7

2SD592 /2

25D592/1 Ke

Kết quả mô phỏng:

V(in)

§74.98818I1s,313.22246mV

Từ kết quÁ mô phỏng trên ta xác định được:

Vout pp = 313.22 - (-317.16) =630.28 (mv)

Vin p-p= 10 (mv)

=> Độ lợi day gitta Gy = -(Vout p-p/Vin p-p )= -63.028 (V/V)

b)_ Mạch mô phỏng để khảo sát độ lợi dãy giữa hình 2.6b trong tài liệu hướng dẫn (mạch ghép E chung có hái tiếp):

.tran 1m vi

SINE(0 5m 10k)

2SD592/3

ae

Kết quả mô phỏng:

V(in)

V(out)

975,33888ys,101.10742mVv

924.92271 us,-100,61369mV

Từ kết quÁ mô phỏng trên ta xác định được:

Vout pp = L00.11 - (-100.81) =201.92 (mv)

Vinp.p= l0 (mv)

=> Độ loi day gitta G, =- (Vout p-p/Vin pp ) = -21.192 (V/V)

3 Khảo sát đáp ứng tần sệ:

a) Mạch mô phỏng để khảo sát đáp ứng tần sệ của hình 2.6a trong tài liệu hướng dẫn (mạch ghép E chung không hái tiếp):

vi .„ac dec 100 1 1G

3

2m /2

my

Kết quả mô phỏng:

V(out)/V(in)

§.020303KHz,36.052414dB

Từ kết quÁ mô phỏng, ta xác định được:

Tần số cắt thấp :147,19 Hz

Tân số cắt cao :136,47 Khz

Độ lợi dãy giữa: 36.05 (dB) =63.46(V/V) (xấp xỉ độ lợi dãy giữa ô phần 2)

b) Mạch mô phỏng để khảo sát đáp ứng tần sé của hình 2.6b trong tài liệu hướng dẫn (mạch ghép E chung có hái tiếp)

VCC

.ac đec 100 1 1G | V7 >

L-

=

INE()

E

R23

R21 FEEE - BEE

C&M LAB 25D592/3

Qi

25D592/1 Ko

š c2 R9 R11 3

LÒ

Kết quả mô phỏng:

354B V(out)/V(in) 60°

B.5529728KHz,26.135412dB 28dB- 49.782911Hz,23.119263đB 403.49617KHz,23.126099dB r 790° 21dB- -120° 14dB- \ -150° 7dB- I + F-180° 0dB- F-210° -7dB- 240°

-21dB- F-300° -28dB- F-330°

-42dB T T 1 1 1 1 -390° 1Hz 10Hz Từ kết quÁ mô phỏng, ta xác định được: 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz

Tần số cắt thấp :49.8 Hz Tần số cắt cao :403.5 Khz D6 loi day gitra: 26.14 (dB) = 20.27(V/V) (xấp xỉ độ lợi dãy giữa ô phần 2)

IV Kết luận chung:

_ Kết quÁ mô phỏng gần đúng với kết quÁ lý thuyết _ Khi đưa ngõ vào có tần số càng thấp hơn tần số cắt thấp hoặc càng cao hơn tần số cắt cao, ngõ ra sẽ có biên độ tiến dần về 0 (do độ lợi tiến dần về 0)

_ Mạch có hái tiếp có khoÁng tần số dãy giữa rộng hơn mạch không hái tiếp

1

2

3

4