Báo Cáo Thí Nghiệm Mạch Điện Tử Đề Tài Kiểm Chứng Mạch Khếch Đại Vi Sai Bjt.pdf

Giới thiệu Mục tiêu thí nghiệm Biết cách lắp mạch ghép BỊT tạo thành mạch khuếch đại vi sai từ module thí nghiệm, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại vi sai ding BỊT với điệ

DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BK

TP.HCM

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN

TỬ

ĐỀ TÀI: KIỂM CHỨNG MẠCH KHẾCH ĐẠI VI SAI

BJT

GVHD : Thầy Nguyễn Ngọc Kỳ

LỚP: L22 - HK 212 Sinh viên thực hiện :

Võ Khang Khang [1913714]

Nguyễn Hoàng Nguyên [2013921]

Link video

https://drive.google.com/drive/folders/1SaQNwwxPo55IxumzKmmaf0t5EnR98 LI? usp=sharing

Thanh phố Hồ Chí Minh - ngày 07 tháng 4

năm 2022

—

e

2

3

I

Giới thiệu

Mục tiêu thí nghiệm

Biết cách lắp mạch ghép BỊT tạo thành mạch khuếch đại vi sai từ module thí nghiệm, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại vi sai ding BỊT với điện trở RE ở cực phát va nguồn dòng ở cực phat

Đảm bảo mạch có nguồn DC duy trì hoạt động

Biết cách sử dụng may phát sóng đề tạo sóng ngõ vào phù hợp: điều chỉnh biên độ phù hợp, tần số dãy giữa để quan sát ngõ ra không méo dạng, biết cách tạo hai tín hiệu v], v2 cùng pha, ngược pha từ những luật mach co bản áp dụng trên module thí nghiệm theo yêu cầu của bài thí nghiệm

Biết cách đọc sóng

Pham ménh thi nghiém LTspice

BJ TLABSNO 10

Kiêm chứng

1) MACH KHECH DAI VI SAI RE G CUC PHAT

BJT nhu H.2.3

+12V

5.6kQ Ÿ š6kO tr ey

Q, Q; 100uF R,

-I2V

H.2.3a- Mạch khuếch dai vi sai với Rz ở cực phát

A tính toán lý thuyết

1 phân cực tĩnh

¢ c«

i | „

R, 1

VE1 = VE2 = (IE1 + IE2)Re — VEE = 2IE1Re - VEE = 2IE2Re - VEE

Do tính đối xứng, tách thành 2 maich (Re + 2Re)

Ieqi = lege =

2x5,.6X103 +

Vewo: Vee, =Veo tV x - Teg (Ro + 2Rp) _12 +12- 1(5.6 #2 5.6) 7 9)

s Phân tích tín hiệu nhỏ :

s Phẩn ánh mạch cực B (nguồn ¡, và ¡,) về cực E:

« Dati, = (i, +i,)/2 va Aisi, — i, > i, =i, — (Ai2)

va i, = i, + (Ai/2)

s Dùng phương pháp chồng trập cho mạch tương đương tín hiệu nhỏ, tách thành 2 modc:

« Mode chung (common mode): i, = 1, = ip

Tach doi: R, > 2R,

“in

2R, + Ry + Ry th

ier HH

Do đối xứng: 11 = 12v — pe = igi, = Zig, > Ve = (2R Digg

= Mode vi sai (differential mode): i, =- i, = Ai/2

Ry,

ta ~ laa = lạ = 9 > V,= 0

R, Ai

NgắnmạchR © i¿„= ————————

Chồng chập tín hiệu: #

b i+ b Al

2R,+h,+R,/h, 2h, +R,/h,)

dep = eae Flog =

-R

li = R.+R, = Aig + Ady

Trong đó:

Độ lợi mode chung 4 = “————————

R,+R, 2R, +h, +R, /h,

: a a a đ_—_

D6 Idi mode vi sai: d R.+R, 2(h, + R,!h„) Ac=-0.3

Ad=-58.74

B thí nghiệm

1 phan tich diém cực tĩnh

løØ * C\Users\ACER\Documents\LTspiceXVII\Draft1.asc

| - Operating Point -

V(c1): 6.69403

V(nc 19): -0.0131083

V(el): -0.585073

V(c2): 6.44072

V(nc 14): -0.0128921

V(e2): -0.585073

V(nc 13): -12.0008

V(ne_12): -12

V(ne_20):

V(nc_03):

V(nc 04):

V(n003) :

V(nc 06):

Vínc 09) :

V(nc 07):

V(nc 10):

V(n004) : -12

V(n005): -0.585073

V(ne_11): -12

V(b2): 0

V(nc 15): 0

V(nc 16): 0

Vce=6.694+0.585=7.279

.69403

- 44072

voltage

voltage

voltage voltage

voltage voltage voltage voltage voltage voltage

+4 |}>

ed # C\Users\,ACER\Documents\LTspiceXVIRDraft1.asc x

waves Xruvvvrsz xÃ~vcage

Vínc 13) : -12 voltage

V(b2): 0 voltage

V{(nc 17): 0 voltage

Vínc 18) : 0 voltage

Ví(nc 19) : 0 voltage

— ]V(nc 20): 0 voltage

V(b1) : 0 voltage

& JV(n001) : 12 voltage

Ö jT(Vcc) : -0.00192124 device current

I(Ab1): 1.00063e-005 device current

I (Vee): -0.00194131 device current

“VI (Ab2): 1.0072e-005 device_current

I(Ae2): 0.000973552 device current

I(Ael): 0.000967762 device current

SS I(Ac2): 0.00096348 device current

S I(Acl): 0.000957756 device current I

“Sx (u1:1): 0 subckt_current

a Ix(ul:2): 0 subckt_current

— 1x (u1:3) : 0 subckt_current

Ix (ul:4): 0 subckt_current

Tx(u1:5) : -6.41947e-014 subckt current

Tx (u1: 6) : 0 subckt_current

— Tx (u1: 7) : 0.000957756 subckt_current

1x (u1: 9) : 0 subckt current

Tx(u1:10) : 1.71236e-013 subckt current

Tx(u1:12) : 0 subckt_current

Ix (ul:13): 0 subckt current

2 đo độ lợi cách chung

Cấp tín hiệu vI và v2 giống nhau (máy phát sóng nỗi vào cả v1 va v2), dam

bảo mạch hoạt động

ở chế độ AC, tín hiệu nhỏ, tần số dãy giữa Đo trị đỉnh - đỉnh cua vo, v1, v2, tir

đó tính ra độ lợi

cách chung Ác Lưu ý các phương trình: vo=Acve+Advd; vd=v2-vÌ=0;

ve=(v2+v1)/2

=> Ac=vo/vl

Kết quả mô phỏng

| œ

> ~ z

< ih | [ \

SÍ —— SS

tà)

“SE SINE(0 4 1K)

Ac=v(i1)/v0=3.87/8=0.48

3 đo độ lợi vi sai

Cap tin hiéu v1 va v2 bang nhau vé bién d6 nhung ngược pha nhau (hai đầu

máy phát sóng nối

vào nhánh hai điện trở bằng nhau nối nỗi tiếp, điểm nối nhau của hai điện trở

dung lam GND,

hai đầu còn lại của hai điện trở nối với RBI và RB2 dé tao v1 va v2 bằng nhau

nhưng ngược pha

Lưu ý cặp điện trở này phải có giá trị rất nhỏ so với RBI và RB2), đảm bảo

mạch hoạt động ở chê

độ AC, tín hiệu nhỏ, tần số dãy giữa Đo trị đỉnh - đỉnh của vo, v1, v2, từ đó

tính ra độ lợi v1 sai

Ad Lưu ý các phuong trinh: vo=Acvet+Advd; vd=v2-v1; ve=(v2+v1)/2=0

=> Ad=vo/2v1

q

Ad=2.86/2*20*10^-3)715 SỐ

2) MẠCH KHÉC ĐẠI VI SAI VỚI NGUÔN DÒNG Ở CỰC PHÁT

+12V

Q, Q; 100uF Ry

LR, sR $R 1

6.8kQ pe 2.7kQ

-12V

H.2.3b- Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng ở cực phát

A tính toán lý thuyêêt

Tương tự như mạch trên

Khi tính Ac thay Re=1/hoe

Ac=8.4*10^-4

B thí nghiệm

1 phân a7 c tnh

| - Operating Point -

V(c1) : 5.77986 voltage V(nc 18) : -0.0149519 voltage V(e1) : -0.591254 voltage V(c2): 5.48068 voltage V(nc 13) : -0.0147151 voltage V(e2) : -0.591254 voltage V(n005) : -0.591254 voltage V(nc 11): -5.82684 voltage V(nc 01): 0 voltage V(nc 19): 0 voltage V(nc 02): 0 voltage V(nc 03): 0 voltage V(nc 04) : 0 voltage V(nc 05) : 5.77986 voltage V(n003) : 12 voltage V(n002) : 12 voltage V(nc 06) : 5.48068 voltage V(nc 09): 0 voltage

V(nc 08) : 0 voltage V(nc 10) : 0 voltage V(n004) : -12 voltage V(nc 12) : -12 voltage

V(nc 14) : voltage

voltage

me Them mem

0

V(nc 15): 0 voltage

0

n

V(b2): 0 voltage

V(nc_14) : 0 voltage

V(nc 15): 0 voltage

V(nc_ 16) : 0 voltage

V(nc_17) : 0 voltage

V(b1): 0 voltage

V(n001) : 12 voltage

I(Vec): -0.00225263 device current

I(Ac2): 0.00112986 device current

I (Ac1) : 0.00112277 device current

I (Vee): -0.00317753 device current

I(Ab2): 1.14961e-005 device_current

I(Ae2): 0.00114136 device current

1 (Ae1) : 0.00113418 device_current

T (Ab1) : 1.14136e-005 device current

Tx(u1:1) : 0 subckt current

Tx (u1:2) : 0 subckt current

Tx(u1:3) : 0 subckt current

Tx(u1: 4) : 0 subckt current

Tx(u1:5) : -4.94594e-014 subckt current

Tx(u1: 6) : 0 subckt current

Ix(ul:7): 0.00112277 subckt_current

Tx(u1:8) : 0.00112986 subckt current

Tx(u1: 9) : 0 subckt current

Tx(u1:10) : 9.26681e-014 subckt current

Tx(u1:11) : 0 subckt current

Tx(u1:12) : 0 subckt current

Tx(u1:14) : 0 subckt current

2 đo độ lợi cách chung

x @ ¬ an t

Cy rf Greve GV 5

E

ey

- SINE(0 2 1K

<a ( )

tran

Ac=3.64mv/4v=9.1* 104-4

3 đo độ lợi vi sai

(Go es

"T SINE(0 20m 1K) | < R2

$1 2

Ad=3.2v/(2*20mv)=80

II.Kết luận

1 Phân cực tĩnh

Chênh lệch Vce=

Chênh lệch ie—lÍ" 0.97] =0.034

=> chệch lệch rất ít

Hfe=0.97/0.01=97

Datasheet hfe=(85-340)

[7.2- 7.279|=0.079y

2 độ lợi cách chung

|0.48- 0.3| =0.18

Chênh lệch =

=(9.1-8.4)10%-4=0.7* 10%-4

=> Chênh lệch rât lớn

3 độ lợi v1 sai

|71.5- 58.74| =12.76

Chênh lệch=

=80-58.74=21.26

=>Chênh lệc rất lớn