Small signal amplifier mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ

MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ Assoc prof Dr Tran Thu Ha I GIỚI THIỆU Khuếch đại trình biến đổi đại lượng tín hiệu (dòng điện hay điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn, mà không làm thay đổi dạng tín hiệu Vo AV  Vi Io Ai  Ii Io AG  Ohm 1  Vi Vo AR  Ohm  Ii a  jb Av  a1  jb1  dB  20log Av  20log a  b2 a12  b12 |dB| O fL fH lgf 1.1 CÁC C H Ế Đ Ộ C Ủ A B Ộ K H U Ế CH Đ Ạ I TÍN H I Ệ U A -CHẾ ĐỘ TĨNH DC: i* B = iBac + I BQ IB IBQ t iB C A t B iB* C A IBQ B t VCE IC VCEQ ICQ t t iCac(t) vCEac(t) C A C A t t B B Tại cực B iC*(t) A C vCEQ B ICQ B 0 i * C * C A vCE* Tại cực C Tại cực E t t t1 t2 = iCac + I CQ vCE = vCEac + VCEQ i * v E * E = iEac + I EQ = vEac + VEQ t IBmax (1) (M.S) (2) (3) B B A1 A A b1 IC iB A A2 iC*(t) A2 B B1 B IBQ t DCLL ACLL IBmin B2 b1/a1VCC VCEsat A2 VCE vCE*(t) B t t KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ Mạch phân cực chế độ KĐ ; Tín hiệu AC ngõ ; KĐ không méo dạng, không thay đổi tần số ; Mạch khuếch đại làm việc ở vùng tần số trung bình f  f  f L H Các tụ và cuộn cảm được tính gần đúng có giá trị tiến tới zero: Trong đó CS, CC, CE là các tụ các cực BJT C→∞; ZC   j C Z L  jL  b - Chế độ động AC: được biểu diễn qua đường tải động ACLL (Alternating Current Loadline) iac = vac Rac IC b1 VCC RB1 RC VCC (1) (RC + RE) CC CB Q Q1 RL RB2 RE IBmax CE (2) IBQ ACLL DCLL IBmin b1/a1 VCC VCE t IBmax (1) (M.S) (2) (3) B B A1 A A b1 IC iB A A2 iC*(t) A2 B B1 B IBQ t DCLL ACLL IBmin B2 b1/a1VCC VCEsat A2 VCE vCE*(t) B t t ic   vce RC // RL ìï i*C (t ) = iCac (t ) + I CQ ïí ïï i Cac (t ) = iC * (t ) - ICQ î ìï v*CE (t ) = vCEac (t ) + VCEQ ïí ïï vCEac (t ) = v*CE (t ) - VCEQ î VCEQ * i (t ) = (vCE (t ) + ( + I CQ ) // // RC P RL RC P RL * c 1.2 MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA BJTMẠNG HAI CỬA Ii Vi Io Mạng hai c a Zi vi  h11ii  h12vo io  h21ii  h22vo vi h11   hi ii v o  vi h12   hr v o ii  Zo Vo io h21   hf ii v o  io h22   hO v o ii  IC IEmax ICmax IE IC C E + VEB _ + VCB _ IB B IE IC E + hib VEB _ a 26 mV hie   I EQ hfbIe IB hob + VCB _ C Q ICQ IEQ VCBSat VCBQ B b c VT 26 mV re   I EQ I EQ VCC IEmin VCB (1) (2) VCC B VO IO C Zo Zi E IBmax ICmax RC C2 RB C1 IC ICQ Q IBQ RL VCESat VCEQ a b VCC IBmin VCE Ib Ii Vi + C B VO + Zi RB 1/hoe hie hfeIb E RC IO Zo - RL C IB IC B + hic IB B VEB _ E a hfcIB IE E b hoc + VCB _ C SO DO TUONG DUONG TIN HIEU NHO FET g mVgs ( RD || rd ) VO Av     g m ( RD || rd ) Vi Vgs I d id VGS ID gm    g mo (1  )  g mo Vgs v gs VP I DSS g mo I DSS  VP II- MẠCH KĐ TÍN HIỆU NHỎ 2.1 MẠCH KĐ TÍN HIỆU NHỎ SỬ DỤNG BJT VCC RB1 RC CC (1) CB Q1 RL RB2 RE CE (2) VÍ DỤ: Cho mạch khuếch đại CE, sử dụng transistor Si npn, phân cực cố định a) Xác định tĩnh điểm Q và phương trình đường tải tĩnh DCLL b) Xác định tổng trở ngõ vào Zi c) Tính tổng trở ngõ Z0 d) Xác định AV, AI e) Khi r0 = 50 kΩ, tính lại các giá trị Z0, AV, AI f) Viết vẽ đường tải ACLL VCC RC C2 R1 C1 Zo Zi R2 VO IO RL RE VCC RC C2 C1 VO RBB IO RL Zo RE - (1) (2) MẠCH MẮC EC VCC RC C2 R1 C1 Zo Zi R2 VO IO RL (1) (2) RE CS - Ri RS Vi VS RB1 RB2 hie hoe RC RL SƠ ĐỒ TƯƠNG DƯƠNG TÍN HIỆU NHỎ MẠCH CHUNG BC Ii (1) IE CE E RE Vi Zi CC IC C Io RC B CB (2) RL RB2 RB1 Zo VCC Ic Ii Vi Zi RE IE hie hfB 1/hoB RC RL Zo ... b1/a1VCC VCEsat A2 VCE vCE*(t) B t t KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ Mạch phân cực chế độ KĐ ; Tín hiệu AC ngõ ; KĐ không méo dạng, không thay đổi tần số ; Mạch khuếch đại làm việc ở vùng tần số... v gs VP I DSS g mo I DSS  VP II- MẠCH KĐ TÍN HIỆU NHỎ 2.1 MẠCH KĐ TÍN HIỆU NHỎ SỬ DỤNG BJT VCC RB1 RC CC (1) CB Q1 RL RB2 RE CE (2) VÍ DỤ: Cho mạch khuếch đại CE, sử dụng transistor Si npn,...I GIỚI THIỆU Khuếch đại trình biến đổi đại lượng tín hiệu (dòng điện hay điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn, mà không làm thay đổi dạng tín hiệu Vo AV  Vi Io Ai  Ii