Mạch dùng tranzito cùng loại: - 0= IC0 EC (1-103)- 123docz.net

, Iˆ C Chọn tranzito cần thoả mãn:

P 0= IC0 EC (1-103) Hiệu suất của mạch cực góp:

1.9.4.1. Mạch dùng tranzito cùng loại:

Cho trên hình 1-39.a, b. Mạch 1-39a cấp nguồn xứng còn ở hình 1-39b cấp nguồn đơn.Do tín hiệu có biên độ bằng nhau nhưng pha ngược nhau nên hai tranzito T1, T2 thay nhau làm việc khuếch đại tín hiệu ra tải. Để tầng làm việc ở chế độ AB cần chọn bộ phân áp R1÷ R4 phù hợp. 1.9.4.2. Mạch dùng tranzito khác loại trên hình 1-40. T1 _ R1 R3 R2 R4 Rt CP1 CP2 UV2 UV1 +EC _ + a) iC2 iC1 R1 R3 R2 R4 Rt CP1 CP2 UV2 UV1 +EC C b) iC2 iC1 T1 T2

Hình 1-39: Mạch đẩy kéo không biến áp dùng tranzito cùng loại.

T2 T1 T2 Rt R1 R2 CP _ + ± EC2 EC1 T1 T2 Rt R1 R2 CP + C -EC

Hình 1-40: Mạch đẩy kéo không biến áp ra dùng tranzito khác loại

UV UV

Các tranzito T1, T2 khác loại: n-p-n và p-n-p nhưng phải cùng tham số, đặc biệt là hệ số β (β1 = β2). Đặc điểm của mạch này chỉ cần một tín hiệu vào hai đèn thay nhau làm việc cho tín hiệu ra tải. Để tránh méo do tranzito làm việc ở chế độ B, mắc hai điốt vào giữa các cực gốc tạo điện áp

U ban đầu, khi đó tranzito công suất làm việc sang chế độ AB. 2 0 1 0 2 1 D BET EBT D U U U U = = = .

Mạch điện như ở hình 1- 41a; hình 1-41b dùng cho tranzito Đarlingtơn .

TÓM TẮT

Vấn đề chính của chương là khuếch đại tín hiệu. Mạch khuếch đại có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu lớn lên với độ méo cho phép.

Kết thúc chương yêu cầu người học hiểu và nắm được:

Định nghĩa mạch khuếch đại, các tham số đặc trưng cho bộ khuếch đại: hệ số khuếch đại điện áp, hệ số khuếch đại dòng điện, hệ số khuếch đại công suất, trở kháng vào, trở kháng ra, méo tần số, méo phi tuyến, hiệu suất.

Vấn đề phân cực cho tranzito ở chế độ khuếch đại. Với tranzito lưỡng cực thuận PNP cần cung cấp điện áp một chiều sao cho UBE <0, UCE < 0 để tiếp giáp phát phân cực thuận, tiếp giáp góp phân cực ngược. Loại tranzito NPN cần cung cấp điện áp một chiều UBE > 0, UCE > 0. Cần nắm được bốn kiểu mạch cung cấp điện áp một chiều phân cực cho tranzito, tác dụng các linh kiện trong mạch, so sánh được ưu nhược điểm của các phương pháp đó.

'1 1 T ' 2 T D1 D2 T2 R1 R3 R2 Rt T1 r U -EC +EC V U 0 BE U 2 CP1 a) T3 R1 R3 R2 D1 D2 D3 D4 T1 -EC +EC V U CP1 b) Rt r U T2 Hình 1-41: Tầng khuyếch đại đẩy kéo nối tiếp và tầng kích

Hồi tiếp: hồi tiếp là lấy một phần tín hiệu đầu ra đưa trở về đầu vào. Có hồi tiếp dương và hồi tiếp âm.

Hồi tiếp dương là điện áp hồi tiếp về cùng pha với tín hiệu vào, loại hồi tiếp này dùng trong các mạch tạo dao động.

Hồi tiếp âm là điện áp hồi tiếp về ngược pha với tín hiệu vào. Hồi tiếp loại này làm giảm hệ số khuếch đại của mạch nhưng cải thiện được nhiều chỉ tiêu chất lượng của mạch khuếch đại: làm giảm tạp âm, giảm méo tần số, giảm méo phi tuyến, tăng độ ổn định độ khuếch đại.

Xét ở đầu ra của mạch khuếch đại có hồi tiếp có khái niệm hồi tiếp điện áp, hồi tiếp dòng điện. Khi điện áp hồi tiếp tỷ lệ với dòng điện ra gọi là hồi tiếp dòng điện, tỷ lệ với điện áp ra gọi là hồi tiếp điện áp.

Xét ở đầu vào mạch khuếch đại có hồi tiếp có khái niệm hồi tiếp mắc nối tiếp, hồi tiếp mắc song song. Hồi tiếp mắc nối tiếp là điện áp hồi tiếp mắc nối tiếp với tín hiệu vào, hồi tiếp song song là điện áp hồi tiếp mắc song song với tín hiệu vào. Để minh hoạ phần hồi tiếp phân tích mạch điện hình 1-11. Ở hình 1-11a có hồi tiếp âm dòng điện trên điện trở RE: Uht = IE.RE. Ở hình 1-11b có hồi tiếp âm dòng điện trên RE1, RE2 và hồi tiếp âm điện áp từ tầng sau đưa về trên RE1: Uht = Ur.RE1 /(R + RE1).

Các sơ đồ khuếch đại cơ bản dùng tranzito lưỡng cực:

Tầng khuếch đại cực phát chung: mạch này có cực phát nối đất về xoay chiều chung cho đầu vào và đầu ra. Cần hiểu được tác dụng các linh kiện trong mạch. Tải một chiều của tầng RE nối tiếp với RC, tải xoay chiều của tầng RC // Rt. Cách chuyển về sơ đồ tương đương để xác định trở kháng vào, trở kháng ra, hệ số khuếch đại điện áp, hệ số khuếch đại dòng điện của tầng. Sơ đồ hình 1-14 có được khi các tụ Cp1, Cp2, CE tại tần số làm việc rất nhỏ, xem như bằng không. Tranzito được thay bằng điện trở rE, rB, rC và nguồn dòng βIB. Nguồn cung cấp EC có nội trở rất nhỏ xem như bằng không nên về xoay chiều điểm dương nguồn và đất là như nhau. Tầng này có hệ số khuếch đại điện áp âm có nghĩa là tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào.

Tầng khuếch đại gốc chung, góp chung cũng phân tích tương tự để nắm được các vấn đề trên. Đặc điểm của hai tầng này là tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào, hai tầng đều có hệ số khuếch đại điện áp dương. Tầng khuếch đại góp chung có tải một chiều RE, tải xoay chiều RE //Rt.

Sơ đồ khuếch đại dùng tranzito trường nghiên cứu hai sơ đồ cực nguồn chung và cực máng chung.

Tầng khuếch đại cực nguồn chung có cực nguồn nối đất về xoay chiều, tầng khuếch đại máng chung có cực máng nối đất về xoay chiều. Cần nắm được cách vẽ mạch, tác dụng các linh kiện trong mạch, tải một chiều, tải xoay chiều của tầng cũng như xác định được các thông số: trở kháng vào, trở kháng ra, hệ số khuếch đại điện áp của các tầng. Tầng khuếch đại cực nguồn chung có tải một chiều RS nối tiếp RD, tải xoay chiều RD//Rt. Tầng khuếch đại cực máng chungcó tải một chiều RS, tải xoay chiều RS//Rt.

Tầng khuếch đại đảo pha: tầng có nhiệm vụ khuếch đại và tạo ra hai tín hiệu đầu ra có biên độ bằng nhau, pha ngược nhau. Có hai mạch cơ bản là mạch khuếch đại đảo pha chia

tải và mạch khuếch đại đảo pha ghép biến áp. Cần nắm được nguyên lý làm việc để thực hiện được nhiệm vụ trên.

Phương pháp ghép tầng trong bộ khuếch đại: có ba phương pháp ghép tầng: phương pháp ghép bằng tụ điện. Các tầng ghép với nhau qua tụ điện để cách li điện áp một chiều, dẫn tín hiệu xoay chiều qua. Các tụ nối tầng được chọn sao cho đối với tín hiệu trở kháng của chúng rất nhỏ, xem như bằng không. Ưu điểm của phương pháp này là mạch gọn nhẹ, tuy nhiên có nhược điểm không phối hợp được trở kháng ra tầng trước với trở kháng vào tầng sau. Phương pháp ghép tầng bằng biến áp: tầng trước ghép với tầng sao qua biến áp để cách li điện áp một chiều. Mạch này cố ưư điểm là phối hợp được trở kháng giữa tầng trước với tầng sau, tận dụng được nguồn nuôi. Tuy nhiên mạch có nhược điểm là nặng, cồng kềnh vì biến áp có kích thước lớn khi làm việc ở tần số thấp. Mạch chỉ thích hợp khi làm việc ở tần số cao. Phương pháp ghép tầng trực tiếp giảm được linh kiện, giảm méo tần số. Nhưng việc phân cực cho các tranzito khó khăn vì có sự ảnh hưởng lẫn nhau.

Một số mạch khuếch đại khác: Mạch khuếch đại Darlingtơn. Mạch này có hệ số khuếch đại dòng điện bằng tích hệ số khuếch đại của hai tranzito nên rất lớn. Nó có thể cho dòng ra lớn khi dòng vào nhỏ. Mạch khuếch đại Cascốt gồm có hai tranzito đấu nối tiếp với nhau về mặt một chiều mạch này được dùng khuếch đại tín hiệu vùng tần số cao để tránh ghép ký sinh giữa đầu ra về đầu vào qua điện dung thông đường CBC. Mạch khuếch đại cộng hưởng có tải là mạch cộng hưởng song song. Ngoài nhiệm vụ khuếch đại mạch còn có nhiệm vụ chọn lọc tín hiệu theo tần số, thường dùng làm mạch khuếch đại tín hiệu có tần số cao.

Tầng khuếch đại công suất dùng để khuếch đại công suất ra tải. Yêu cầu mạch khuếch đại cho công suất ra lớn với độ méo cho phép và hiệu suất cao. Đặc điểm của tầng là biên độ tín hiệu vào lớn. Khi phân tích và tính toán dùng phương pháp đồ thị trên đặc tuyến để có độ chính xác cao. Tầng khuếch đại công suất đơn làm việc ở chế độ A cho công suất ra bé. Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo cho công suất ra kém làm việc ở chế độ AB để giảm méo và có hiệu suất cao. Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo dùng tranzito cùng loại có thể dùng mạch ghép biến áp hoặc mạch không dùng biến áp. Khi dùng mạch khuếch đại công suất đẩy kéo không biến áp phía trước phải có tầng đảo pha chia tải. Mạch khuếch đại công suất đây kéo dùng tranzito khác loại có ưu điểm đơn giản, phía trước không cần tầng khuếch đại đảo pha và có hồi tiếp âm dòng điện toàn phần trên tải Rt: Uht = Ir.Rt (hình 1- 41a) . Cần chú ý hai tranzito trong tầng khuếch đại công suất đẩy kéo có tham số giống nhau đặc biệt là hệ số khuếch đại dòng và kết cấu mạch đối xứng để có méo phi tuyến nhỏ.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1.1.Nêu định nghĩa và các tham số của mạch khuếch đại?

1.2.Nêu các phương pháp cấp nguồn phân cực cho tranzito ở chế độ khuếch đại? Ưu nhược điểm của các phương pháp đó?

1.3.Thế nào là hồi tiếp trong mạch khuếch đại? hồi tiếp âm, hồi tiếp dương? 1.4.Thế nào là hồi tiếp dòng điện, hồi tiếp điện áp?

1.6.Nêu các ưu điểm của hồi tiếp ẩmtong mạch khuếch đại? 1.7.Trình bày tầng khuếch đại mắc cực phát chung?

1.8.Trình bày tầng khuếch đại mắc cực góp chung? 1.9. Trình bày tầng khuếch đại mắc cực gốc chung? 1.10.Trình bày tầng khuếch đại mắc cực nguồn chung? 1.11.Trình bày tầng khuếch đại mắc cực máng chung?

1.12.Trình bày phương pháp ghép tầng bằng tụ, ưu nhược điểm?

1.13.Tại sao trong bộ khuếch đại ghép tụ, tụ nối tầng gây méo tần số thấp? 1.14.Trình bày phương pháp ghép tầng bằng biến áp, ưu nhược điểm? 1.15.Trình bày phương pháp ghép tầng trực tiếp, ưu nhược điểm? 1.16.Nguyên nhân gây méo tần số cao trong bộ khuếch đại? 1.17.Nêu phương pháp nâng cao chất lượng của bộ khuếch đại? 1.18.Đặc điểm của tầng khuếch đại giải rộng?

1.19.Đặc điểm của tầng khuếch đại cộng hưởng?

1.20.Trong tầng khuếch đại công suất đẩy kéo dùng tranzito khác loại có hồi tiếp không? nếu có thuộc loại hồi tiếp gì?

1.21.Thế nào là chế độ A, B, AB, C của tầng khuếch đại?

1.22.Tại sao tầng khuyếch đại công suất đơn cho làm việc ở chế độ A, tầng đẩy kéo làm việc ở chế độ AB?

1.23.Thế nào là tầng khuếch đại đảo pha ? Nêu các loại mạch đảo pha đã học?

1.24.Tại sao khi phân tích các tầng khuếch đại cơ bản ta dùng phương pháp mạch tương đương?

1.25.Tại sao khi phân tích tầng khuếch đại công suất phải dùng phương pháp đồ thị (trên đặc tuyến vào, đặc tuyến ra của tranzito)?

1.26.Nêu đặc điểm của tầng khuếch đại Darlingtơn? 1.27.Nêu đặc điểm của tầng khuếch đại Cascốt?

1.28.Phân tích các loại hồi tiếp ở hình 1-11? Xác định biểu thức tính các điện áp hồi tiếp đó?

1.29.Cho tầng khuếch đại hình P 1.29 biết các tham số của mạch Ec = +12v,

Hình P1-29.

R1 = 300k Ω; R2 = 2,7 k Ω; β = 99, chọn Ube0 = 0,6V.

a. Xác định các giá trị dòng điện và điện áp một chiều trên các cực của tranzito?

Uv +Ec C2 C1 T Rt R2 R1

b. Biết Rt = 2,7k Ω, xác định tải một chiều và tải xoay chiều của tầng khuếch đại ? Vẽ đường tải một chiều và xác định điểm làm việc tĩnh Q ?

1.30.Cho tầng khuếch đại hình P1.30. Biết Ec = +12v, R1 = 20kΩ, R2 = 4kΩ, R3 = 4kΩ, R4 = 1kΩ, β = 99.

Hình P1-30.

a. Xác định chế độ dòng điện và điện áp một chiều trên các cực của tranzito ? b. Biết Rt = 8kΩ, xác định giá trị tải một chiều, tải xoay chiều của tầng khuếch đại. Vẽ đường tải một chiều và xác định điểm làm việc Q?

1.31.Cho tầng khuếch đại công suất đẩy kéo trên hình P1.31. Giả thiết tranzito lý tưởng. Biết Ube0 = Ud = 0,5v. Thiên áp cho tranzito được thực hiện sao cho đạt biên độ tín hiệu ra cực đại không méo. Tụ C1, C2 trở kháng xem như bằng không tại tần số làm việc.

a. Giải thích nguyên lý làm việc của sơ đồ?

b. Tính R1, R2 sao cho dòng phân cực qua chúng là 1mA?

c. Cho Rt = 100 Ω. Tính công suất ra cực đại và hiệu suất của tầng (bỏ qua công suất tổn hao trong mạch thiên áp)?

Hình P1-31.

1.32. Thế nào là méo tần số trong mạch khuếch đại?

a. Là méo mà hệ số khuếch đại của mạch bị thay đổi ở khoảng tần số hai đầu của giải tần.

b. Là méo làm xuất hiện thêm tần số mới ở đầu ra.

c. Là méo mà hệ số khuếch đại không thay đổi theo tần số. 1.33. Thế nào là méo phi tuyến trong mạch khuếch đại?

+Ec C2 C3 C1 T Rt R2 R1 R4 R3 +Ec Uv C1 C2 D2 D1 T2 T1 Rt R2 R1

a. Là méo làm xuất hiện thêm thành phần tần số mới ở đầu ra. b. Là méo làm giảm tín hiệu ra ở hai đầu giải tần.

c. Là méo làm tín hiệu ra ngược pha tín hiệu vào. 1.34. Thế nào là tải một chiều của tầng khuếch đại?

a. Là các điện trở mà dòng một chiều đầu ra chạy qua. b. Là các điện trở mà dòng xoay chiều đầu ra chạy qua.

c. Là các điện trở mà dòng một chiều và xoay chiều đầu ra cùng chạy qua. 1.35. Xác định tải một chiều trong tầng khuếch đại cực phát chung?

a. Rt- = RE + Rt. b. Rt- = Rt + RC. c. Rt- = RC + RE.

1.36. Xác định tải một chiều trong tầng khuếch đại cực góp chung? a. Rt- = RE + Rt.

b. Rt- = RE //Rt c. Rt- = RE.

1.37. Thế nào là tải xoay chiều của tầng khuếch đại?

a. Là các điện trở mà dòng một chiều và xoay chiều đầu ra cùng chạy qua. b. Là các điện trở mà dòng một chiều đầu ra chạy qua.

c. Là các điện trở mà dòng xoay chiều đầu ra chạy qua. 1.38. Xác định tải xoay chiều của tầng khuếch đại cực phát chung? a. Rt~ = RE //Rt.

b. Rt~ = RC //Rt. c. Rt~ = Rt + RC.

1.39. Xác định tải xoay chiều của tầng khuếch đại cực góp chung? a. Rt~ = RE.

b. Rt~ = RE //Rt. c. Rt~ = Rt + RE.

1.40. Xác định tải một chiều của tầng khuếch đại cực nguồn chung? a. Rt- = RS + RD.

b. Rt- = RS. c. Rt- = RD.

1.41 Xác định tải một chiều của tầng khuếch đại cực máng chung? a. Rt- = Rt //RS.

b. Rt- = RS. c. Rt- = Rt + RS.

1.42 Xác định tải xoay chiều của tầng khuếch đại cực nguồn chung? a. Rt~ = RD //Rt.

b. Rt~ = RD + Rt. c. Rt~ = RS + Rt.

1.43. Xác định hệ số khuếch đại điện áp của bộ khuếch đại có n tầng khi hệ số khuếch đại từng tầng thứ tự là K1, K2 ….Kn?

a. K = K1.K2 ….Kn. b. K = K1 + K2 + …+ Kn.

c. Bằng tổng đại số các hệ số khuếch đại.

1.44. Xác định độ méo tần số của bộ khuếch đại có n tầng khi độ méo tần số của các tầng