CHƯƠNG 4: KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN TỬ 4.1 Khái niệm chung về mạch khuếch đạ
4.1.2Các chế độ làm việc của tầng khuếch đại.
Để phần tử khuếch đại (tranzito) làm việc bình thường, tin cậy ở một chế độ xác định cần hai điều kiện cơ bản:
- Xác lập cho các điện cực bazơ, colectơ và emitơ của nó những điện áp 1 chiều cố định, gọi là phân cực tính cho phần tử khuếch đại. Điều này đạt được nhờ các phương pháp phân cực kiểu dòng hay kiểu định áp.
- Ổn định chế độ tĩnh đã được xác lập để trong quá trình làm việc, chế độ của phần tử khuếch đại chỉ hoàn toàn phụ thuộc vào điện áp điều khiển đưa tới lối vào. Điều này thường được thực hiện nhờ các phương pháp hồi tiếp âm thích.
Khi thoả mãn hai điều kiện trên, điểm làm việc tĩnh của tranzito sẽ cố định ở 1 vị trí trên họ đặc tuyến ra xác định được bằng cách sau: (Xét sơ đồ EC):
- Khi UV = 0 có phương trình cân bằng cửa áp ra: UCE0 +IC0R0 = EC (4-1) - Khi Uv ≠0 ta có UCE +ICRC= EC (4-2)
Phương trình (4-1) cho ta xác định 1 đường thẳng trên họ đặc tuyến ra của tranzito gọi là đường tải 1 chiều của tầng khuếch đại.
Phương trình (4-2) cho xác định đường thẳng thứ hai gọi là đường tải xoay chiều đặc tuyến ra động của tầng khuyếch đại (h.4.3).
Điểm làm việc tĩnh P xác định bởi toại độ (IC0,UCE0) hay (UCE0, UBE0) tùy theo vị trí của P trên đường thẳng tải, người ta phân biệt các chế độ làm việc khác nhau của một tầng khuếch đại như sau:
Nếu P nằm ở khoảng giữa hai điểm M và N, trong đó M và N là những giao điểm của đường thẳng tải với các đường đặc tuyến ra tĩnh ứng với các chế độ tới hạn của tranzito UBEmax (hay IBmax) và UBE = 0 (hay IB = 0) trên hình 4.3, ta nói tầng khuếch đại làm việc ở chế độ A. Chế độ này có hai đặc điểm cơ bản là: vùng làm việc gây ra méo nhỏ nhất và hiệu quả biến đổi năng lượng của tầng khuếch đại là thấp nhất.
Hình 4.3 Đặc tuyến ra động (đường tải xoay chiều) của tầng khuếch đại (EC) và cách xác định điểm làm việc tĩnh P
Khi P dịch dần về phía điểm N, tầng khuếch đại sẽ chuyển dần sang chế độ AB và lúc P trùng với N, ta nói tầng khuếch đại làm việc ở chế độ B. Đặc điểm chủ yếu của chế độ B là có méo lớn (do một phần tín hiệu ở mạch ra bị cắt lúc ở mạch vào dòng IB » 0) và hiệu suất biến đổi năng lượng của tầng tương đối cao (vì dòng tĩnh nhỏ).
Khi P nằm ngoài N và lân cận dưới M, ta nói tầng khuếch đại làm việc ở chế độ khóa với hay trạng thái tới hạn phần biệt của tranzito: mở bão hòa (lúc P nằm gần M) hay khóa dòng (lúc P nằm dưới N). Chế độ này thường sử dụng ở các mạch xung.