MẠCH ĐIỆN TỬ Chương 4 ẢNH HƯỞNG CỦA NỘI TRỞ NGUỒN TÍN HIỆU (R S ) VÀ TỔNG TRỞ TẢI (R L ) LÊN MẠCH KHUẾCH ÐẠI ********* 1. Mục tiêu. 2. Kiến thức cơ bản cần có để học chương này. 3. Tài liệu tham khảo liên quan đến chương. 4. Nội dung: 4.1 Hệ thống hai cổng. 4.2 Hiệu ứng của tổng trở tải RL . 4.3 Ảnh hưởng của nội trở nguồn RS . 4.4 Ảnh hưởng chung của RL và RS. 4.5 Mạch cực phát chung dùng BJT. 4.6 Mạch cực thu chung. 4.7 Mạch cực nền chung. 4.8 Mạch dùng FET. Bài tập cuối chương. 5. Vấn đề nghiên cứu của chương kế tiếp. Trong các chương trước, chúng ta đã phân tích và tính toán các thông số của mạch khuếch đại dùng BJT và FET khi không có tải và nguồn tín hiệu được xem như lý tưởng (không có nội trở). Thực tế, nguồn tín hiệu luôn có nội trở R S và mạch có tải R L . Nội trở R S và tải R L như vậy sẽ làm thay đổi các thông số của mạch như tổng trở vào, tổng trở ra, độ lợi điện thế và độ lợi dòng điện. Nội dung của chương này là khảo sát ảnh hưởng của R S và R L lên các thông số. 4.1 HỆ THỐNG 2 CỔNG (two-port systems) Người ta thường xem BJT và FET như một hệ thống 2 cổng (hay tứ cực) như hình 4.1 Trong đó v i , i i , Z i lần lượt là điện thế (tín hiệu), dòng điện và tổng trở của ngõ vào. v 0 , i 0 , Z 0 là điện thế, dòng điện và điện trở của ngõ ra. A VNL , A INL là độ lợi điện thế và độ lợi dòng điện của hệ thống. Toàn bộ các thông số này được định nghĩa khi ngõ ra không mắc tải và không có điện trở nguồn R S . Áp dụng định lý Thevenin ở hai cực của ngõ ra, ta có: Z th =Z 0 =R 0 Nguồn điện thế Thevenin E th là điện thế mạch hở giữa 2 đầu ngõ ra, đó là v 0 . Vậy: Nên E th =A VNL .v i Ta có thể dùng R i =Z i =v i /i i để biểu diễn mạch ngõ vào và dùng nguồn Thevenin E th =A VNL .V i và Z 0 =R 0 để biểu diễn ngỏ ra của hệ thống 2 cổng. Ðể thử lại mạch tương đương này, ta thử tìm Z 0 và A VNL . Ðể tìm Z 0 , ta nối tắt ngõ vào tức v i =0v, từ đó A VNL .v i =0v và tương đương với mạch nối tắt, do đó Z 0 =R 0 như đã định nghĩa phía trên. Sự vắng mặt của tải sẽ đưa đến i 0 =0 và điện thế giảm qua R 0 là V R0 =0. Do đó ở ngõ ra hở chính bằng nguồn A VNL .v i . Thí dụ: Cho mạch phân cực cố định như hình 4.3. Hãy vẽ mạch tương đương 2 cổng. Giải: Phân giải mạch này ta tìm được: Z i =1.07k; Z 0 =3k; A VNL =-280.11 (xem lại chương 2) Dùng các dữ kiện này ta vẽ lại mạch tương đương 2 cổng như hình 4.4. Dấu trừ trong nguồn điện thế phụ thuộc có nghĩa là nguồn điện thế thật sự ngược với nguồn điều khiển chỉ định trên hình vẽ. Nó cũng cho thấy độ lệch pha 180 0 giữa điện thế ngõ vào và ngõ ra. Trong thí dụ trên, điện trở R C =3k được đưa vào để xác định độ lợi điện thế không tải. Sự phân tích trong chương này sẽ xem các điện trở phân cực là thành phần của độ lợi không tải, tải R L sẽ được nối vào các cực của ngõ ra. 4.2 HIỆU ỨNG CỦA TỔNG TRỞ TẢI R L Phần này, ta xem ảnh hưởng của tổng trở tải R L đối với kiểu mẩu 2 cổng. (xem hình 4.5) Áp dụng công thức cầu chia điện thế ở mạch ngõ ra ta có: Tuy R i thay đổi tùy theo dạng mạch, nhưng dòng điện ngõ vào luôn luôn được xác định bởi: Ðộ lợi dòng điện như vậy có thể tìm được từ độ lợi điện thế, tổng trở vào và điện trở tải. Ðường thẳng lấy điện động: (xoay chiều) được xem như nối tắt và tải của mạch điện được xem là R L và điện trở cực thu R C mắc song song với nhau. Tác dụng của điện trở tải R L làm cho đường thẳng lấy điện động có dốc đứng hơn dòng điện lấy điện tĩnh. Ðiểm chú ý quan trọng là cả 2 đường thẳng này đều qua cùng một điểm Q. Khi chưa mắc tải R L , nếu ta áp một tín hiệu nhỏ hình sin vào cực nền của transistor , dòng điện cực nền của transistor sẽ biến động từ I B1 đến I B3 nên điện thế ngỏ ra V CE cũng biến động như hình vẽ. Nếu ta mắc tải R L vào, vì sự biến động của I B vẫn không thay đổi nhưng độ dốc của đường thẳng lấy điện đã thay đổi (đứng hơn) nên tín hiệu ra V CE nhỏ hơn. 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NỘI TRỞ NGUỒN R S Bây giờ ta quay lại ngõ vào của hệ thống 2 cổng và khảo sát ảnh hưởng của nội trở của nguồn tín hiệu lên độ lợi của mạch khuếch đại. . mạch khuếch đại dùng BJT và FET khi không có tải và nguồn tín hiệu được xem như lý tưởng (không có nội trở) . Thực tế, nguồn tín hiệu luôn có nội trở R S và mạch có tải R L . Nội trở R S và. 4. Nội dung: 4 .1 Hệ thống hai cổng. 4.2 Hiệu ứng của tổng trở tải RL . 4.3 Ảnh hưởng của nội trở nguồn RS . 4.4 Ảnh hưởng chung của RL và RS. 4.5 Mạch cực phát chung dùng BJT. 4.6 Mạch. MẠCH ĐIỆN TỬ Chương 4 ẢNH HƯỞNG CỦA NỘI TRỞ NGUỒN TÍN HIỆU (R S ) VÀ TỔNG TRỞ TẢI (R L ) LÊN MẠCH KHUẾCH ÐẠI ********* 1. Mục tiêu. 2. Kiến thức cơ