Báo cáothí nghiệmbài4mạchđiệntử bài 4 khảo sát Đáp Ứng tần số mạchkhuếchđạibjtghép e chung

Mục tiêu thí nghiệm Khảo sát đáp ứng tần số mạch khuếch đại BJT ghép E chung - Tính toán lý thuyết độ lợi áp dãy giữa của mạch, tần số cắt cao, tần số cắt thấp từ các thông số đã cho, cá

STT Họ và tên MSSV

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 4

MẠCH ĐIỆN TỬ

GVHD: NGUYỄN THANH PHƯƠNG

NHÓM TN: NHÓM 6

LỚP TN: L24

Bài 4: KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG TẦN SỐ MẠCH KHUẾCH ĐẠI BJT

GHÉP E CHUNG

1 Mục tiêu thí nghiệm

Khảo sát đáp ứng tần số mạch khuếch đại BJT ghép E chung

- Tính toán lý thuyết độ lợi áp dãy giữa của mạch, tần số cắt cao, tần số cắt thấp từ các thông số đã cho, các thông số còn thiếu lấy kết quả thí nghiệm của bài 1 So sánh kết quả khảo sát với lý thuyết

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại BJT ghép E chung ở các tần số khác nhau: tần số thấp, tần số dãy giữa, tần số cao của mạch có hồi tiếp và không hồi tiếp

- Dùng máy đo, đo phân cực DC của các mạch để đảm bảo mạch hoạt động ở chế

độ tích cực

- Thay đổi các giá trị của các tụ ghép CC, CE và tụ Cobext và quan sát sự khác nhau giữa các độ lợi áp của các mạch bao gồm mạch có hồi tiếp và không hồi tiếp

- Biết cách xác định độ lợi áp dãy giữa (ở tần số dãy giữa)

- Thay đổi tần số từ 100Hz tới 100kHz và quan sát các giá trị của độ lợi áp, biết các xác định tần số cắt thông qua việc thay đổi biên độ ngõ ra

- Sử dụng dao động kí để quan sát dạng sóng ngõ vào và ngõ ra ở các tần số khác nhau và tính được độ lợi áp

- Từ các độ lợi áp tính được từ tần số thấp đến tần số cao, vẽ đáp ứng tần số của các mạch

- Hiểu được ảnh hưởng của các tụ Cobext lên độ lợi áp của mạch và các tần số cắt

2 Các giả thuyết cần kiểm chứng.

2.1 Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp.

Ta được biết các thông số của mạch phụ thuộc vào nhiệt độ lúc khảo sát mạch và tùy thuộc vào loại mạch nên ta sử dụng lại các giá trị thông số mạch đo được khi mạch phân cực DC như bài 1 (hfe = β = 240, ��� = 0,66�)

*Xét phân cực tĩnh DC:

*Xét tại chế độ AC Mô hình tương đương tín hiệu nhỏ:

-Xét ảnh hưởng của tụ ��ngắn mạch tụ �� �à��Hệ số khuếch đại:

-Xét ảnh hưởng của tụ ��ngắn mạch tụ �� �à��Hệ số khuếch đại:

-Xét ảnh hưởng của tụ ��ngắn mạch tụ �� �à�� Hệ số khuếch đại:

Do chênh lệch lớn giữa các tần số ��1, ��2, ��3, chọn tần số cắt dưới của mạch:

=>Nhận xét: mạch khuếch đại E chung thường có tần số cắt phụ thuộc vào tụ ở

chân E.➢ Tần số dãy giữa: lúc này các tụ Ci, Co, CE xem như ngắn mạch, Cobext

có giá trị rất lớn nên xem như hở mạch Hệ số khuếch đại áp:

Tần số cao: mạch chịu ảnh hưởng của các tụ kí sinh:

Mô hình tương đương tín hiệu nhỏ:

Do ảnh hưởng của �2 không đáng kể nên độ lợi áp của mạch là:

Tần số cắt trên:

2.2 Mạch khuếch đại ghép E chung có hồi tiếp

*Xét chế độ DC tương tự như mạch trên

*Xét chế độ AC:

Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ

Tần số thấp:

- Xét ảnh hưởng của tụ �� ngắn mạch tụ �� �à �� Hệ số khuếch đại:

- Xét ảnh hưởng của tụ �� ngắn mạch tụ �� �à �� Hệ số khuếch đại:

Do chênh lệch lớn giữa các tần số ��1, ��2, ��3, chọn tần số cắt dưới của mạch: �� = max (��1 , ��2 , ��3) = 57 ��

➢ Tần số dãy giữa: các tụ Ci, Co, CE xem như ngắn mạch do trở kháng nhỏ, Cobext xem như hở mạch do trở kháng lớn:

Hệ số khuếch đại áp:

Mô hình tương đương tín hiệu nhỏ:

Do ảnh hưởng của �2 không đáng kể nên độ lợi áp của mạch là:

3 Lựa chọn dữ kiện đầu vào và phương pháp đo đạc các đại lượng

3.1 Đo phân cực DC:

Ngắn mạch các thành phần DC, cấp nguồn DC 12V để mạch hoạt động, lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý ở module thí nghiệm Đo các thành phần:

IB IC Hfe Vceq Vbe

3.2 Đo vo và vẽ đáp ứng tần số

Đảm bảo mạch hoạt động ở chế độ AC tín hiệu nhỏ, đo Av tại tần số dãy giữa -Chọn Vi từ vài chục mV đến vài trăm mV, tần số khoảng 1kHz đến 5kHz Thông

số cụ thể chọn ở phần dưới bảng

- Giữ nguyên biên độ ngõ vào, chỉnh tần số máy phát sóng từ 100Hz đến 100KHz, lập bảng đo giá trị đỉnh – đỉnh ngõ ra tương ứng với khoảng 10 giá trị tần số là 100,

200, 300, 500, 1k, 5k, 10k, 50k, 70k và 100k Sau đó, tính ra bảng độ lợi áp Av của mạch tương ứng với 10 tần số đó

- Đo 2 tần số cắt: chỉnh tần số máy phát sóng từ tần số dãy giữa (tăng hoặc giảm) tới khi biên độ của ngỏ ra giảm bằng 1/sqrt(2) của biên độ ngõ ra tại dãy giữa Tần

số khi đó là tần số cắt

- Từ bảng độ lợi áp thu được tiến hành vẽ đáp ứng tần số Chọn tần số đo như sau

4 Các kết quả thí nghiệm.

4.1 Đo phân cực DC

Tiến hành thí nghiệm trên mạch khuếch đại E chung – hoạt động ở chế độ

DC tích cực ta có bảng giá trị sau:

IB IC Hfe Vceq Vbe

0.0248mA 5.22mA 210 4.71 0.62

→ BJT hoạt động ở chế độ tích cực

4.2 Đo vo và vẽ đáp ứng tần số

4.2.1 Mạch khuếch đại ghép E chung không hồi tiếp

* Thí nghiệm 1: Cobext = 0, Chọn Vi-pp = 132mV → Vo-pp tại tần số dãy

giữa =7.36V

dãy giữa: Am=-7.36/0.132=-55.75V -> Tần số cắt đo được: 1.71 Hz

Tần số cắt thấp fL=190Hz

Tần số cắt cao fH=∞

*Thí nghiệm 2: Cobext = 15pF, Vipp=132mV

F(hz) 100 200 300 500 1k 5k 10k 50k 70k Vopp 3.68 5.44 6.24 6.88 7.13 7.38 7.55 7.04 6.8

Av 27.87 41.21 47.27 52.12 54.015 55.9 57.1 53.3 51.51 20LogAv 28.90 32.3 33.49 34.34 34.65 34.98 35.13 34.53 34.23

F(hz) 100 200 300 500 1k 5k 10k 50k 70k Vopp 3.44 5.2 6 6.56 6.96 7.12 7.28 7.2 6.08

Av 26.06 39.39 45.45 49.69 52.72 53.93 55.15 54.54 46.06 20LogAv 28.31 31.0 33.15 33.92 34.44 34.63 34.83 34.73 33.26

Độ lợi dãy giữa Am= -19.39V -> Tần số cắt đo được 6.88Hz

Tần số cắt thấp fL=220Hz

Tần số cắt cao fH=∞

*Thí nghiệm 3: Cobext=30pF, Vip=132mV

F(hz) 100 200 300 500 1k 5k 10k 50k 70k Vopp 3.6 5.28 6.08 7.04 7.2 7.28 7.12 4.85 4

Av 27.27 40 46.06 53.3 54.54 55.15 53.93 36.74 30.30 20LogAv 28.71 32.04 33.26 34.53 34.73 34.83 34.63 31.3 29.62

Độ lợi dãy giữa Am=- -> Tần số cắt: 2.72

Tần số cắt thấp fL=170 Hz

Tần số cắt cao fH=∞

4.2.2 Mạch Khuyết đại có E chung hồi tiếp

*Trường Hợp 1: Cobext=0, Vipp=132mV

F(hz) 100 200 300 500 1k 5k 10k 50k 70k Vopp 2.08 2.32 2.4 2.48 2.56 2.72 2.64 2.56 2.65

Av 15.75 17.57 18.18 18.87 19.39 20.6 20 19.39 20.07 20Log

Av

23.94 24.89 25.19 25.47 25.75 26.27 26.02 25.75 26.05

Độ lợi dãy giữa Am=19.5 -> Tần số cắt 1.1

Tần số cắt thấp fL= 70Hz

Tần số cắt cao fH=∞

*Trường Hợp 2: Cobext=1nF, Vipp=140mV

F(hz) 100 200 300 500 1k 5k 10k 50k 70k Vopp 2.08 2.14 2.48 2.56 2.56 2.24 1.42 0.36 0.25

Av 15.75 16.21 18.78 19.39 19.39 16.96 10.75 2.72 1.89 20LogAv 23.94 24.19 25.47 25.75 25.75 24.59 20.63 8.71 5.54

Độ lợi dãy giữa Am=1.71 -> tần số cắt 0.17Hz

Tần số cắt thấp fL=80Hz

Tần số cắt cao fH= 6.73kHz