Kỹ thuật mạch tương tự - Chương 2 doc

http://www.ebook.edu.vn 22 Chương 2. Mạch khuếch đại Bài giảng số 2  Thời lượng: 10 tiết.  Tóm tắt nội dung : ¾ Khái niệm và phân loại khuếch đại ¾ Các thông số kỹ thuật cơ bản của mạch khuếch đại ¾ Bố khuếch đại tần thấp dùng transistor ¾ Khuếch đại dung vi mạch thuật toán ¾ Khuếch đại công suất 2.1 Khái niệm và phân loại khuếch đại 2.1.1. Khái niệm Trong qúa trình biến đổi xử lý tín hiệu thường phải xử lý với tín hiệu biên độ rất nhỏ, công suất thấp không đủ kích thích cho tầng tiếp theo làm việc. Như vậy, cần phải gia tăng công suất cho tín hiệu. Mạch điện cho phép ta nhận ở đầu ra ở tín hiệu có dạng như tín hiệu đầu vào nhưng có công suất lớn hơn gọi là mạch khuếch đại. Quá trình khuếch đạ i là quá trình biến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng của nguồn một chiều ( không chứa đựng thông tin ) được biến đổi thành năng lượng xoay chiều của tín hiệu có mang tin, đây là một quá trình gia công xử lý tín hiệu analog. Mạch khuếch đại có mặt hầu hết các thiết bị điện tử. Trong mạch khuếch đại điện tử có phần tử khu ếch đại (transistor,IC ), nguồn một chiều và các phần tử thụ động RLC. Chương này nghiên cứu các mạch khuếch đại điện tử thông dụng. 2.1.2. Phân loại khuếch đại Mạch khuếch đại ( hay bộ khuếch đại ) có thể phân loại theo các dấu hiệu sau: • Theo phần tử khuếch đại: có khuếch đại dùng đèn điện tử 3,4 hoặc 5 cực, khuếch đại dùng transistor lưỡng cự c , khuếch đại dùng transistor trường, khuếch đại dùng diode tunen, khuếch đại tham số, khuếch đại IC( vi mạch) • Theo dải tần số làm việc : Có khuếch đại âm tần, khuếch đại cao tần, khuếch đại siêu cao tần • Theo bề rộng của dải tần số khi cần khuếch đại : khuếch đại dải rộng, khuếch đại dải hẹp. • Theo dạng tải : Khuếch đạ i cộng hưởng (hay chọn lọc) có tải là mạch cộng hưởng , khuếch đại điện trở(không cộng hưởng ). • Theo đại lượng cần khuếch đại: khuếch đại điện áp, khuếch đại dòng điện, khuếch đại công suất. http://www.ebook.edu.vn 23 2.2 Các thông số cơ bản của mạch khuếch đại Để đánh giá chất lượng của một mạch khuếch đại ta thường sử dụng các tham số và đặc tính sau : 2.2.1 Hệ số khuếch đại Là tỷ số giữa đại lượng điện ở đầu ra và đầu vào của mạch khuếch đại. Các đại lượng đó là điện áp, dòng điệ n hoặc công suất , tương ứng có hệ số khuếch đại điện áp u . K , hệ số khuếch đại dòng điện . K I và hệ số khuếch đại công suất K P . Hệ số khuếch đại điện áp (hay dòng điện) là tỷ số giữa biên độ phức của điện áp (dòng điện ) ở đầu ra và đầu vào của mạch khuếch đại: . . . U U U KK Vm Rm U == Vm Rm I . I . I . K = Vì trong mạch tồn tại phần tử quán tính (cảm kháng, dung kháng ) nên tổng quát mà nói K U và K I là các hàm số phức của biến tần số ω ( ω = 2πf ), tức là phụ thuộc vào tần số của tín hiệu cần khuếch đại. Hệ số khuếch đại công suất K P cho ta thấy công suất trung bình ( tác dụng) ra tải của mạch khuếch đại lớn hơn bao nhiêu lần công suất trung bình ( tác dụng) ở đầu vào của nó. V R P P P K = Hệ số khuếch đại công suất còn được biểu thị bằng đơn vị dexiben (dB) K Pđb = 10 lg K p (dB) Trong mạch khuếch đại dùng transistorr trường FET việc xét hệ số khuếch đại dòng điện là không thực tế vì dòng vào cực nhỏ, do vậy người ta chỉ xét hệ số khuếch đại điện áp . Ku . Ở khuếch đại dùng transistorr lưỡng cực có thể dùng cả ba hệ số uK . , . K I , K P , tuy nhiên thường dùng hệ số khuếch đại điện áp . K U ,để đơn giản thường ký hiệu là . K . 2.2.2 Đặc tính biên độ tần số và pha tần số Quá trình khuếch đại tín hiệu thường đi kèm với quá trình gây méo dạng của tín hiệu. Méo tín hiệu có hai dạng là méo tuyến tính và méo phi tuyến. http://www.ebook.edu.vn 24 Méo tuyến tính phát sinh do trở kháng của phần tử cảm kháng và dung kháng phụ thuộc vào tần số (Z C = 1/jωc, Z L =jωL). Do vậy các thành phần tần số khác nhau(các sóng hài) sẽ được khuếch đại khác nhau, đồng thời quan hệ pha giữa chúng ở đầu ra so với đầu vào cũng thay đổi. Méo tuyến tính được đánh giá qua đặc tính biên độ tần số (ĐTBT), đặc tính pha tần số( ĐTPT) và đặc tính quá độ (ĐTQĐ). Vì hệ số khuếch đại điện áp là đại lượng phức nên ta có )(j e)(K )(j e)j(K)j(K ωφωφ ωω ω== (4.5) )j( . K ω =K( =) - modun của )ω(jK & )(ωφ - argument của )ω(jK & . ĐTBT chỉ sự phụ thuộc của modun hệ số khuếch đại )j(K . ω vào tần số của tín hiệu. Dạng của ĐTBT điển hình trình bày trên hình 2.2.2.1a. Tất nhiên ĐTBT có thể biểu diễn bằng đồ thị U Rm (f) hoặc U Rm (ω) khi U vào =const. Khi phân tích khuếch đại người ta thường dùng ĐTBT quy chuẩn m = Ko/)j(K ω & , trong đó K 0 là giá trị cực đại của hệ số khuếch đại.Từ đặc tính hình 2.2.2.1a ta thấy nếu tín hiệu có tần số quá thấp hoặc quá cao thì khi đi qua mạch khuếch đại nó sẽ được khuếch đại ít hoặc không được khuếch đại.Vì vậy người ta chỉ coi tín hiệu nằm trong dải thông được khuếch đại ,còn nằm ngoài dải thông bị loại bỏ. Dải thông là dải tần số mà trong đ ó hệ số khuếch đại không nhỏ hơn 2 lần giá trị cực đại K 0 .Cũng trên hình này dải thông là ω thấp ÷ω cao hay ω t ÷ω c . ĐTPT chỉ sự phụ thuộc của lượng dịch pha giữa tín hiệu đầu ra và đầu vào của mạch khuếch đại vào tần số của tín hiệu. ĐTQĐ phản ánh quá trình quá độ trong mạch khuếch đại. ĐTQĐ ký hiệu là h(t), là điện áp ở đầu ra của mạch khuếch đại biểu diễn heo thời gian khi tác động đầu vào là tác động bậc thang đơn vị. Tác động bậc thang đơ n vị là suất điện động e(t) : e (t) = ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ≥ 〈 01 00 tkhi tkhi Đặc tính quá độ cho ta thấy sự méo dạng xung khi khuếch đại tín hiệu xung. Hình 2.2.1.1b là một dạng ĐTQĐ điển hình Tổng quát mà nói thì trong một mạch khuếch đại ĐTBĐ, ĐTPT và ĐTQĐ liên quan chặt chẽ với nhau, tức là dạng của đặc tính này sẽ quyết định hai đặc tính còn lại, tuy nhiên tuỳ theo chức năng của mạch khuếch đại mà người ta quan tâm đến đặc tính nào hơn. ω ωω 2 http://www.ebook.edu.vn 25 Méo phi tuyến là sự méo dạng tín hiệu trong bộ khuếch đại đo đặc tuyến VOLTAGE – AMPERE của phần tử khuếch đại không phải là tuyến tính ( mà là phi tuyến). Do đặc tuyến của phần tử khuếch đại không tuyến tính nên một tần số đưa tới đầu vào của bộ khuếch đại sẽ làm xuất hiện ở đầu ra những sóng hài bậc cao. Méo phi tuyến hay méo không đường thẳng được đánh giá bằ ng hệ số hài : %100 1 2 3 2 2 2 % m mnmm h U UUU K ++ = Trong đó U m1 , U m2 , U m3 , U mn là biên độ của điện áp tần số cơ bản và biên độ các hài bậc 2, 3, n ở đầu ra của mạch khuếch đại. Tuỳ theo chức năng của mạch khuếch đại mà K h% có định mức khác nhau trong các mạch kỹ thuật. 2.2.3 Đặc tính biên độ Đó là sự phụ thuộc của biên độ điện áp đầu ra vào biên độ điện áp đầu vào của bộ khuếch đại. U ra = f(U vào ) Dạng của nó được trình bày trên hình 2.2.3.1a. Thực tế khi điện áp vào bằng không ( không có tín hiệu vào) thì vẫn tồn tại một điện áp ( tuy rất nhỏ ), đó là tạp âm nội bộ của mạch khuếch đại. Còn khi biên độ điện áp vào quá lớn thì biên độ điện áp ra sẽ không tăng vì tính phi tuyến của phần tử khuếch đại. Hình 2.2.3.1 a)đặc tính biên độ của các mạch khuếch đại b)đặc tính biên độ của khuếch đại công suất. Khi biên độ tín hiệu vào nằm trong khoảng U Vmin ÷ U Vmax thì mạch khuếch đại có thể coi là một mạng bốn cực tuyến tính. Lúc đó nói dải động của mạch khuếch đại là : minV maxV U U D = Với các mạch khuếch đại công suất đặc tính động là quan hệ P ra = f(P Vào ) hoặc K Pdb = f ( P vào ) ( hình 2.2.3.1b,c) lúc đó hệ số méo phi tuyến sẽ là : %100 0 Vµo Ra P P K Δ = Công suất vào cực đại P vàomax ứng với mức giảm công suất ra 1 db gọi là biên trên của đặc tính biên độ ( hình 2.2.3.1c). Ura UvµoUmin Umax Pra Pvµo KP dB Pvµo Pv max a) b) c) Δ P Δ K http://www.ebook.edu.vn 26 2.2.4 Hiệu suất η của mạch khuếch đại: η được tính bằng tỷ số giữa công suất ra tải ( công suất hữu ích ) và công suất tiêu thụ nguồn của toàn mạch: 0 η P P Ra = P Ra - công suất ra tải P 0 - công suất tiêu thụ nguồn. 2.2.5 Trở kháng vào, trở kháng ra của mạch khuếch đại. Tổng trở hoặc tổng dẫn đầu vào và đầu ra cũng là một tham số quan trọng của mạch khuếch đại, chúng đặc trưng cho khả năng phối hợp với nguồn cấp tín hiệu ở đầu vào và phối hợp với tải ở đầu ra của mạch khuếch đại.Tổng trở đầu vào ( hoặc đầu ra ) là tỷ số giữa biên độ phức của điện áp và dòng điện ở đầu vào (hoặc đầu ra )của bộ khuếch đại: Rm Rm R Vm Vm V . I . U Z; . I . U Z == Rm Rm V R R Vm Vm V V V . U . I Z Z Y; . U . I Z Z Y ====== 11 Nghịch đảo của tổng trở phức là tổng dẫn phức . Trở kháng vào của mạch khuếch đại được định nghĩa như sau: v v v i U Z = vi i u v v v r v r u ZZ Z K E U U U E U K + === * Như vậy, nếu Z i >>Z v thì * uu KK = nếu Z i <<Z v thì 0→ u K Trở kháng ra của mạch khuếch đại được định nghĩa là trở kháng trong của nguồn tương đương nếu ta nhìn từ phía tải: r r r i U Z = rt t rr ZZ Z EU + = . Như vậy, nếu Z t >>Z r thì rr EU → nếu Z t <<Z r thì 0→ r U Bộ khuếch đại điện áp lý tưởng có K u rất lớn và không phụ thuộc vào nguồn và tải: ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ → ∞→ ∞→ 0 r v u Z Z K http://www.ebook.edu.vn 27 Bộ khuếch đại dòng điện lý tưởng K i rất lớn không phụ thuộc vào nguồn và tải: ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ∞→ → ∞→ r v i Z Z K 0 Tất cả các tham số và đặc tính vừa nêu trên đều quan trọng đối với một mạch khuếch đại, tuy nhiên tuỳ theo chức năng của từng mạch cụ thể mà các tham số đó có thể có các yêu cầu khác nhau. Ngoài ra các tham số trên còn cần phải kể đến độ ổn định của hệ số khuếch đại, hệ số tạp âm, tạp âm nhiệt, các tham số khai thác http://www.ebook.edu.vn 28 2.3 Khuếch đại tần thấp dùng transistor Ở đây chúng ta sẽ chỉ xem xét các mạch khuếch đại với tín hiệu đầu vào có tần số thấp và câc mạch khuếch đại điện trở. Khuếch đại điện trở là mạch khuếch đại có tải là thuần trở (điện trở thuầnR t ). Tuy nhiên trong các mạch khuếch đại ngoài tải là điện trở R t còn được mắc thêm các phần tử cảm kháng và dung kháng để thay đổi đặc tính tần số, tuy nhiên vẫn có thể coi đó cũng là các mạch khuếch đại điện trở, với tải là trở kháng phức. Các mạch khuếch đại thuần trở dùng để khuếch đại tín hiệu yếu, mạch làm việc ở chế độ A. Mạch có thể là mạch emitơ chung, bazơ chung hoặc colectơ chung 2.3.1 Khuếch đại mắc Emitơ chung. Khuếch đại hình 2.3.1.1 mắc emitơ chung là mạch thông dụng hơn cả. Trước hết ta xét tác dụng của linh kiện trong mạch. Điện trở R 1 , R 2 và R E có tác dụng định thiên và ổn định chế độ công tác ( ổn định nhiệt) cho transistorr. Tụ điện C E được chọn sao cho trong toàn dải tần số làm việc của mạch khuếch đại nó gần như ngắn mạch hoàn toàn các thành phần tín hiệu sụt trên R E để triệt bỏ hồi tiếp âm theo tần số tín hiệu trên R E . Điện trở R L và C L tạo thành mạch lọc nguồn vừa ngăn cách ảnh hưởng lẫn nhau giữa các tầng dùng chung nguồn E CC , vừa khử sụt áp xoay chiều trên nội trở nguồn E CC . Muốn vậy chọn trị số của tụ C E đủ lớn để E R C Et << ω 1 và L L t R C << ω 1 Trong đó ω t = 2πf t , f t là tần số thấp nhất của tín hiệu cần khuếch đại. Ngoài ra mạch R E , C E còn dùng để sửa đặc tính tần số ở vùng tần số thấp. Điện trở R C xác định chế độ một chiều như sau: E C CECC R I UE Rc O O − − = Phân tích và tính toán mạch khuếch đại thuần trở thường được tiến hành dựa trên sơ đồ tương đương theo tần số tín hiệu, tức là coi các trở kháng 11 ωωCC Ee , là không đáng kể. Lúc này sử dụng sơ đồ tương đương của transistorr (xem giáo trình Cấu kiện điện tử)ta lập được sơ đồ tương đương của mạch như ở hình 4.17. Sơ đồ tương đương này chỉ tính đến các điện dung ký sinh ở đầu ra của mạch khuếch đại . Các tụ C n1 và C n2 là các tụ nối tầng, thông các thành phần tần số tín hiệu, ngăn cách thành phần một chiều từ tầng trước sang tầng sau. Tải thuần trở là R t .ở đây C ra - điện dung đầu ra của transistorr ( C ra = C CE ),điện dung ký sinh C KS =C V +C Lr1 +C Lr2 ;C lr1 và C lr2 - điện dung ký sinh do lắp ráp ở đầu ra của tầng đang xét và đầu vào của tầng tiếp theo(tải),C V điện dung của đầu vào của tầng tiếp theo.Trong mạch khuếch đại C n lớn hơn nhiều so với C lr1 , C lr2 , C ra , C V và ảnh hưởng của chúng ở các vùng tần số là khác nhau. Người ta phân thành ba vùng tần số: Vùng tần số thấp, trung bình và vùng tần số cao. Xét đặc tính tần số của khuếch đại trong các vùng đó. http://www.ebook.edu.vn 29 Ở vùng tần số trung bình :trở kháng của C n2 không đáng kể, ( ntb C 1 ω nhỏ) nên nó được thay thế gần đúng bằng dây dẫn, lúc đó C tđ = C r + C M1 + C M2 + C V . Với trở kháng của điện dung tương đương cực lớn ( ntb C 1 ω → ∞ vì C tđ chỉ cỡ vài chục pF )nên sơ đồ tương đương mạch ở hình 2.3.1.2 có dạng như ở hình 2.3.1.3.a Với g tđ = g ra + g C + g t ; g ra = CE r 1 ; C c R 1 g = ; g Rt t = 1 Từ đó ta có td V Ra g SU U −= nên: () td tc2tdV Ra RS ggg S g S U U K . . −= ++ −=−== Như vậy ở vùng tần số trung bình hệ số khuếch đại là một hằng số, không phụ thuộc vào tần số. Dấu trừ cho ta thấy điện áp đầu ra ngược pha so với điện áp đầu vào. Ta ký hiệu K ở vùng tần số trung bình là K 0 =S.R tđ Trong thực tế thì R t << R C và r CE nên R tđ ≈R t : K 0 ≈ S.R t Ở vùng tần số cao :trở kháng của C n2 càng nhỏ, nhưng trở kháng của C ra ,C lr , C v cùng bậc với R t , r CE , và R C nên không thể bỏ qua. Lúc đó sơ đồ tương đương mạch ra sẽ có dạng như ở hình 2.3.1.3.b. Từ sơ đồ này ta tìm được : H×nh 2.3.1.2. S¬ ®å tu¬ng ®u¬ng khuÕch ® ¹ i Emito chun g Rn Rb rbe Cn1 Cn2 CKSCr SUV rCE RC Rt UV URa http://www.ebook.edu.vn 30 tdVRa tdtdC td tdCtd td ZSUU RCj1 R Cjg 1 Z .; −= ω+ = ω+ = C td V Ra Cao c 0 td c td C j1 K Rj1 RS SZ U U KK τω+ = ω+ −=−=== •• . τ C = R td .C td - hằng số thời gian của mạch ở vùng tần số cao. Như vậy thì : () 2 cc 0 c 1 τω+ Κ =Κ • m c (ω) = () 2 cc 0 C 1 1 K K τω+ = (*) Đặc tính biên độ tần số này trình bày trên hình 2.3.1.4. Tần số giới hạn trên của dải thông ω C được xác định theo biểu thức (*) có trị số bằng 2 1 = 0,707. m c 0,7 = () 2 τω+1 1 cc = 2 1 , tức là ω c τ c =1. Từ đó ta có : ω c = tdtdc CR 11 . = τ Từ công thức trên ta thấy khi C td càng lớn thì tần số giới hạn trên của dải thông càng giảm. Khi tăng R td thì tần số giới hạn trên cũng giảm nhưng lại tăng trị số K 0 tức là hệ số khuếch đại ở vùng tần số trung bình. Người ta đưa ra khái niệm "diện tích khuếch đại" bằng tích của K o và ω C : S KĐ = Κ 0 ω c = td C S Từ công thức ta thấy diện tích khuếch đại được xác định chủ yếu bởi các tham số của transistor (hỗ dẫn S và các điện dung ký sinh). Ở vùng tần số thấp: trở kháng của C ra , C lr1 ,C lr2 , C rất lớn so với R t và R C nên sơ đồ tương đương mạch ra ở vùng tần số thấp có dạng như ở hình 2.3.1.3 c. Từ hình này ta tìm được : tt t j τω 1 +1 Κ =Κ 0 http://www.ebook.edu.vn 31 vïng tÇn sè thÊp vïng tÇn sè trung b×nh vïng tÇn sè cao K 0 2 K 0 ω t1 ω t2 ω t3 ω C1 ω C2 ω C3 ω H×nh 2.3.1.4. §TBT cña khuÕch ®¹i ®iÖn trë. Trong đó, τ t - hằng số thời gian ở vùng tần số thấp ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + =τ t c c 2nt R Rr Rr C CE cE . () 2 τω 1 +1 Κ =ωΚ 2 0 t . t t () 2 τω 1 +1 1 =ω 2 t t . m t Đặc tính tần số ở vùng tần số thấp có dạng như ở hình 2.3.1.4. Tần số giới hạn dưới của dải thông được xác định theo công thức 2 1 = ωτ 1 +1 1 2 )( từ đó ω t = t τ 1 Từ đó ta có thể rút ra đặc tính tần số ở vùng tần số bất kỳ xác định theo biểu thức: () 2 0 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ωτ 1 −ωτ+1 Κ =ωΚ t c () 2 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ωτ 1 −ωτ+1 1 =ω t c m Xét đặc tính tần số của mạch khuếch đại như trên, ta chưa xét đến quán tính của transistor, tức là coi hỗ dẫn S=const. Thực tế hỗ dẫn của Transistor phụ thuộc vào tần số: S giảm khi tần số tăng. ωτ+1 = 0 j S S , τ - hằng số thời gian của mạch vào [...]... mc Darlington nh Hỡnh 2. 3.6.1.1 C IC C C IC1 Xột cỏch mc th nht Hỡnh 2. 3.6.1.1a I C2 B T Ta cú 1 T 2 IB Ic = Ic1 + Ic2 B B m Ic1 1IB1 + Ic10 ; IE1=IB2 Ic2 2 IB2 + Ic20 ; IE1 = E IE E E b) c) a) IB2IC1nờn:IC 22. 1IB1+2IC10+IC20 Hình 2. 3.6.1.1 Các dạng mắc Darlington Ic = 1IB1 + IC10 + 1 .2. IB1 + 2Ic10 + Ic20 Vi 12 khỏ ln thỡ Ic 1 .2 IB1 Nh vy hai transistor mc Darlington hỡnh 2. 3.6.1.1a tng ng vi mt... hỡnh v Hỡnh 2. 4.3 .2 Mch khuch i khụng o Tớnh toỏn u ra U2: U + = U = U1 I+ = I = 0 Xột ti nỳt A, ta cú: I1 I I 2 = 0 U U2 0 U 0 =0 R1 R2 Thay U = U 1 vo ta cú: U1 U1 U 2 =0 R1 R2 R U 2 = U 1 1 + 2 R1 Nhn xột: http://www.ebook.edu.vn 44 - in ỏp vo c khuch i lờn t l 1 + R2 R1 ln Nh vy, in ỏp ra luụn ln hn in ỏp vo v biờn - in ỏp ra cựng pha vi in ỏp vo 2. 4.4 Mch cng tr: 2. 4.4.1 Mch... qua in tr R1, mch thc hin hi tip õm qua in tr R2 u ra U2 o cc so vi u vo U1 Hỡnh 2. 4.3.1.1 Mch khuch i o Tớnh toỏn u ra U2: U+ = U = 0 I+ = I = 0 Xột ti nỳt A, ta cú: http://www.ebook.edu.vn 43 I1 I I 2 = 0 U1 U U U2 0 =0 R1 R2 Thay U = 0 vo ta cú: U2 = R2 U 1 R1 Nhn xột: - in ỏp vo c khuch i lờn t l R2 ln R1 - in ỏp ra ngc pha vi in ỏp vo 2. 4.3 .2 Mch khuch i khụng o: Mch khuch i khụng o cú... Hỡnh 2. 4.4.1.4 Mch cng khụng o tng quỏt 2. 4.4 .2 Mch tr: thc hin tr hai in ỏp, ngi ta thng s dng mch nh hỡnh v sau: Hỡnh 2. 4.4 .2. 1 Mch tr Tớnh toỏn u ra Ur: U+ = U = U A = UB I+ = I = 0 Xột ti nỳt A, ta cú: I 1 I I ht = 0 U1 U U U r =0 R2 R2 U = U1 + U r 2 Xột ti nỳt B, ta cú: http://www.ebook.edu.vn 47 I2 + I0 I+ = 0 U2 U+ 0 U+ + =0 R1 R1 U+ = U2 2 Thay U = U + vo ta cú: U r = U 2 U1 2. 4.4.3... ca bin ỏp http://www.ebook.edu.vn 52 Tớn hiu ra coi l hỡnh sin thỡ: P = ~ U 2 UC cm cm = R 2 = Ic t~ = t~ U Cm 2n 2 R Q Icm 2 2 Cm U 2R I Icm o H t Uc0 T ú: = 2 U Cm 2 P~ R t = Ucm 2 U cm ba Ucmax Ucm 2 Pt R t Hỡnh 2. 5.1 .2 c tuyn ra ca K n bin ỏp Chn UCm theo tr s in ỏp d UCE sao cho UCE0 UCC, t ú xỏc nh: ICm = UCm / ( n2Rt) Sau khi tỡm c im cụng tỏc tnh UCE0 UC, ICm IC 0 thỡ dng ng ti ng vi gúc... 35 0,4 0 ,2 Theo cỏc tham s trờn thỡ: h K= 21 e R h 11e t~ = 35 21 0 = 36,75 20 0 Nh vy s bo m K ln hn 12 theo yờu cu Ngha l cũn d h s khuch i nờn cng cú th to hi tip õm tng n nh ca mch Tr khỏng vo tớnh theo cụng thc: R V = f.Tớnh toỏn cỏc t in : 1 (0,1 ữ 0,3)Rv t c n R R h 1 2 11e = 0,19K = 190 R R + R h +R h 1 2 1 11e 2 11e Chn t ni tng Cn1 v Cn2 tho món : ; C n1 = C n 2 1 = 12, 5F 2. 200.190.0,3... Chn ch tnh ca transistor (hỡnh 2. 3.5.1) in tr RC chn bng (2 3)Rt.Chn Rc bng 1k Ti xoay chiu l : 28 0.1000 Rt~ = RC // Rt = = 21 0 28 0 + 100 Biờn in ỏp ra l 22 0mv nờn biờn d dũng in ra l : 22 0 M 37 Imr= 1mA 21 0 im cụng tỏc O chn phi tho món IC 0 Imra + Ic min Theo c tuyn chn ICmin = 1mA nh vy ICo 2mA cú tuyn tớnh tt ta chn ICo= 7mA , ng vi IBo = 0 ,2 mA (xem hỡnh 4 .25 b), UCE0=5v.Chn Ic0 nh nh vy... thụng v khuch i, T2 tip tc úng Trờn cun w1 s to nờn in ỏp Uw1 = iC1 Rt~ = iC1.n 22. Rt = .iB1.n 22. Rt Trờn ti Rt s cú in ỏp ra Ur = Uw1/n2 Khi tớn hiu chuyn sang na chu k õm thỡ T1 úng li, T2 thụng v khuch i, iC2 = iB2 in ỏp trờn w1' cựng tr s vi Uw1 nu hai tranzisto ht nhau, ngc pha nờn to nờn ti in ỏp bỏn chu k õm Hỡnh 2. 5 .2. 1b mụ t mt na chu k ca mt tranzisto ng ti xoay chiu vi Rt~ = n 22. Rt c dng ti im... hỡnh 2. 5.3 .2 l khuch i y kộo vi u vo ca T1 v T2 u vi hai iot D1 v D2 va nh thiờn to ch AB, va bự nhit Hai diot ny T 1 E 01 c phõn cc thun ,st ỏp trờn chỳng s t im Rt cụng tỏc cho hai tranzisto.in ỏp phõn cc cho T1 v D 1 T2 to UB0 l in ỏp thun st trờn D1 v D2, UB1,B2 D2 = (1,1ữ1 ,2) V v cú h s nhit õm (-1 mA/ 0C) bự li s tng dũng IC 0 theo nhit Ngoi ra cũn to hi T 2 E 02 tip õm n nh nhit cho T1 v T2.S... c mụ t nh hỡnh v: Hỡnh 2. 4 .2. 2 S tng ng vi mch KTT Mt b vi mch KTT khuch i vi sai in ỏp vd=v1-v2 gia hai tớn hiu vo H s khuch i in ỏp h mch c tớnh theo cụng thc: AOL = v0 vd V biờn , h s khuch i h mch AOL t giỏ tr t 104 ti 107 Biờn ln nht ca in ỏp ra c gi l in ỏp bóo hũa in ỏp ny thng xp x nh hn in ỏp ngun cp l 2V Nh vy: - (Vcc - 2) < v0 < Vcc - 2 http://www.ebook.edu.vn 42 Vi mch KTT lý tng cú 3 . I B2 + I c20 ; I E1 = I B2 ≈I C1 nên:I C2 ≈β 2 .β 1 I B1 +β 2 I C10 +I C20 I c = β 1 I B1 + I C10 + β 1 .β 2 .I B1 + β 2 Ic 10 + Ic 20 . Với β 1 β 2 khá lớn thì Ic ≈ β 1 .β 2 I B1 . số khuếch đại điện áp K 1 = - 1 , Tầng T 2 có hệ số khuếch đại điện áp K 2 = SR C2 . Như vậy K = K 1 .K 2 = - SR C 2 . I I I I I II C1 C C2 E1 = B2 B E H×nh 2. 3.6.1.1. C¸c d¹ng m¾c Darlington a) b). Darlington a) b) c) B BB E EE C C C T T 1 2 http://www.ebook.edu.vn 41 2. 4 Khuếch đại dùng vi mạch thuật toán 2. 4.1 Vi mạch khuếch đại thuật toán (Op-Amp) Vi mạch khuếch đại thuật toán (Operational Amplifier)