Báo cáo thí nghiệm mạch Điện tử bài 2 kiểm chứng mạch khuếch Đại ghép vi sai dùng bjt

- Biết cách sử dụng máy phát sóng đề tạo sóng ngõ vào phù hợp với mục tiêu cần thí nghiệm, bao gồm cách chỉnh biên độ và tần số dãy giữa để quan sát ngõ ra không bị méo dạng, cách chỉnh

DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Nguyễn Thanh Khôi 2111559

Thành phố Hỗ Chí Minh — 2023

MUC LUC

1 Mục tiêu thí nghiệm:

2 Các giả thiết cần phải kiếm chứng:

2.1 Mạch khuếch đại vi sai với Rg ở cực phát:

2.2 Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng ở cực phát:

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

3.1 Ðo các thông số của mạch ở trạng thái phân cực DC

3.2 Ðo độ lợi cách chung:

3.3 Đo độ loi vi sat:

4 Các kết quả thí nghiệm:

4.1 Kết quả của mạch khuếch đại vi sai có trở Rz ở cực phát

4.2 Kết quả của mạch khuếch đại vi sai có nguồn dòng ở cực phát

5 Các phân tích so sánh và kết luận:

5.1 Mạch khuếch đại vi sai dùng BỊT với Rz ở cực phát

5.2 Mạch khuếch đại vi sai dùng BỊT với nguồn dòng ở cực phát

6.Công việc của các thành viên và đánh giá chéo

1 Mục tiêu thí nghiệm:

- Bài thí nghiệm với mục đích kiểm chứng mạch khuếch đại vi sai dung BJT trong hai trường hợp: mạch có R; ở cực phát và mạch có nguồn dòng ở cực phát Đo đạc các giá trị độ loi cach chung và độ lợi vị sal, sau đó so sánh với giá trị tính toàn lý thuyết

- Bài thí nghiệm giúp sinh viên biết cách lắp hai loại mạch khuếch đại vi sai từ

module BJT Circuit ở phòng thí nghiệm, hiểu rõ nguyên lý hoạt động và sự khác nhau của hai loại mạch

- Biết cách sử dụng máy phát sóng đề tạo sóng ngõ vào phù hợp với mục tiêu cần thí nghiệm, bao gồm cách chỉnh biên độ và tần số dãy giữa để quan sát ngõ ra không bị méo dạng, cách chỉnh hai tín hiệu ngõ vào có cùng biên độ điện áp nhưng ngược pha nhau

- Biết phân cực DC cho mạch để tính toán các số liệu đặc trưng của các BJT có trong mạch, từ đó có số liệu đề tính toán lý thuyết các số liệu độ lợi cách chung A„„ và

độ lợi vi sai Aa trong cả hai loại mạch

- Sau khi tính toán được các kết quả lý thuyết cũng như kết quả thực tế thu được

từ việc thực hiện thí nghiệm sẽ tiến hành so sánh các số liệu đó lại với nhau, rút ra nhận xét, đánh giá và giải thích sự khác nhau của chúng

2 Các giá thiết cần phái kiểm chứng:

Do điều kiện thí nghiệm không được lý tưởng, nhất là ở mặt nhiệt độ nên nhóm

sẽ không tính toán lý thuyết các thông số của mạch ở trạng thái phân cực DC (hệ số của BỊT trong data sheet được cung cấp có giá trị trong khoảng từ 80 - 240, nhưng thực tế cao hơn rất nhiều.) Thay vào đó nhóm sẽ trực tiếp đo đạc các thông số như Ic,

Is, Ve;, VBE, B va dung cac thông số đó dé tính toán các giá trị lý thuyết của r;, hệ số

độ lợi cách chung A.„ và độ lợi vị sai Ad

Sơ đồ tương đương:

O day ta cần đo các thông 86 Ic, Is, Vez, VBE, B, fr

Ta có công thức lý thuyết của độ lợi cách chung A.„ và độ lợi vị sai Ad

- ø(R /:R,)

7, +R, +2(24DR,

A,

2.2 Mạch khuếch dai vi sai với nguon dong ở cực phát:

H.2.3b- Mach khuéch dai vi sai voi nguén dòng ở cực phát

Sơ đồ tương đương:

Nguyên lý hoạt động: tương tự với mạch có trở Rz ở cực phát, ở đây mạch cũng có 2 BỊT giống nhau là Q¡, Q; ghép chung chân E và C, tín hiệu đầu vào đưa vào chân hai chân B của 2 BJT trên, ngoài ra còn có một BTT Q3 với cực thu nỗi vào cực phát của Q1, Q2 và cực phát nối vào điện trở Rz Tín hiệu ngõ ra sẽ được lấy ở

cực C ở Q2

O day ta cần đo các thông 86 Ic, Is, Vez, VBE, B, fr

Ta có công thức lý thuyết của độ lợi cách chung A.„ và độ lợi vị sai Ad

— -Ø(R./⁄R,)

_,+Ñ„+2(/+I)Ñ

ø(R_::R,) ~ R„)

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

3.1 Do cac théng s6 cia mach 6 trang thai phan cực DC

Ở cả hai mạch khuếch đại vi sai có điện trở Rz ở cực phát vả nguồn dòng ở cực phát, để đo các thông số đặc trưng ta đều sử dụng phương pháp giống nhau Ta đều triệt tiêu các thành phần xoay chiều, hở mạch ở các nơi có tụ điện và ngắn mạch ở những nơi có nguôn xoay chiêu

Đo các giá trị Ic, Is bằng máy đo đa năng (đo nỗi tiép), thang do | mA, do Vee, Vor bang may do da nang (do song song)

Ta phân cực nguồn +12V ở cực thu của các BJT Q1, Q2; phan cy nguén -12V

ở sau trở Rg ở cả hai mạch (tuy nhiên vị trí RE ở cả hai mạch lại khác nhau), đảm bảo đúng điều kiện trên thì mạch sẽ luôn hoạt động ở chế độ khuếch đại

3.2 Đo độ lợi cách chung:

Đề đo độ lợi cách chung, ta cần đảm bảo mạch hoạt động ở chế độ AC, tín hiệu nhỏ, tần số dãy giữa đề đảm bảo sóng ngõ ra không bị méo, hai tín hiệu ngõ vào là như nhau về biên độ cũng như góc pha

„MTV,

'Ta có: Yo = AV, + AV, ; Va — Vy ~ M c 2

=0 V,=VW;—V

Do hai tín hiệu ngõ vào là như nhau nên - |

Ta lựa chọn các các giá trị ngõ vào khác nhau, đề thu được các sóng ngõ ra khác nhau,

từ đó dựa vào các kết quả thu được, ta tính toán giá trỊ A

3.3 Đo độ lợi vĩ sai:

Để đo độ lợi vi sai, ta cần đảm bảo mạch hoạt động ở chế độ AC, tín hiệu nhỏ, tần số dãy giữa để đảm bảo sóng ngõ ra không bị méo, hai tín hiệu ngõ vào có củng biên độ nhưng nguọc pha nhau (hai đầu máy sóng nối vào nhánh hai điện trở bằng nhau nồi nôi tiêp, điểm nội nhau của hai điện trở dùng làm ŒND, hai đâu còn lại của

hai dién tro néi véi Ra: va Re dé tao vi va v2 bang nhau nhung nguge pha; luu y cap điện trở này phải nó giá trị rât nhỏ so với Rai và Rị;)

Ta lựa chọn các các giá trị ngõ vào khác nhau, đề thu được các sóng ngõ ra khác nhau,

từ đó dựa vào các kết quả thu duoc, ta tinh toan 914 tri Ag

R8 — Vout

R5 Ris RIS

+ c2 g5

Ta có kết quả thí nghiệm như sau:

Ta có được hai tín hiệu ngõ vào vị và v›¿ cùng biên độ nhưng ngược pha như sau:

es " E> Frequency

1.830kKHz 840kHz \ Peal-PeaL

Volts/Div

Coarse

Voltage Invert

Peak-Peak Frequency On Frequenc i Peak-Peak

70 mV 5.60 V 40.000

A, =40.202

Như vậy ta có độ lợi vi sai trung bình

4.2 Kết quả của mạch khuếch dai vi sai co nguon đồng ở cực phát

a Phan cure DC

Lắp mạch như sau:

16

18

Ta có kết quả thí nghiệm như sau:

Như vậy ta có độ lợi cách chung trung bình

Ta thấy độ lợi cách chung rất nhỏ, ta có thể xấp xỉ bằng 0

c Độ lợi vi sai

Lắp mạch như sau:

Ta có được hai tín hiệu ngõ vào vị và v›¿ cùng biên độ nhưng ngược pha như sau:

20

Với sóng ngõ vào v; = 44.8 mV

Volts/Div Coarse Probe 1X Voltage

©@ Peak-Peak 352V 4 Fi requency 1.087kH Invert

Dư 2311kz? — |Ï@ Peak-peak bu ông mm

Ta có kết quả thí nghiệm như sau:

SaI sô so với kêt quả thí nghiệm thực tê:

5.2 Mạch khuếch dai vi sai dung BJT voi nguon đồng ở cực phát

Sai số trên khá lớn và khá nghiệm trọng Nguyên nhân chính là do trong quá trình đo đạc số liệu, thiết bị dụng cụ bị nhiễu và không ôn định, đồng thời độ lợi v1 sai còn phụ thuộc vào j hay hfe (một thông số đặc trưng của BỊT và phụ thuộc rất nhiều vào sự ôn định nhiệt độ của môi trường hoạt động)

6.Công việc của các thành viên và dánh giá chéo

2) Đặng Đức Huy 2111279 ˆ Thanh vien 1:

việt báo cáo | Thành viên 3:

~ Thực hiện và à “nd, 3) Nguyễn Thanh Khôi 2111559 ˆ Thanh vien 1:

việt báo cáo | Thành viên 3

24