c) Phân cực phản hồi collector và emitter
V.1KHUYẾCH ĐẠI PHÂN CỰC BASE
Trong phần này chúng ta sẽ phân tích mạch khuyếch đại phân cực base. Mặc dù mạch khuyếch đại base khơng phổ biến trong các sản phẩm điện tử nhưng các ý tưởng cơ bản của nĩ được dùng nhiều trong các mạch khuyếch đại phức hợp khác.
TỤ NỐI
Hình 5-1
Hình 5-1a là một nguồn thế ac được nối tới đầu vào của một mạch RC. Cấu hình này là mạch tương đương ở đầu vào của nhiều mạch khuyếch đại. Vì trở kháng của tụ tỷ lệ nghịch với tần số nên tụ C ngăn cản hồn tồn thành phần dc của nguồn và chỉ truyền thành phần ac. Ở tần số đủ cao thì trở kháng của tụ bé do đĩ hầu hết thành phần ac của nguồn xuất hiện trên R. Trong trường hợp này tụ C gọi là tụ nối vì nĩ nối hoặc chuyển tín hiệu ac đến R. Vai trị của tụ C là cho phép truyền thành phần ac từ nguồn đến mạch khuyếch đại mà khơng làm thay đổi điểm Q của mạch.
Để cho một tụ C cĩ thể xem là tụ nối thì tại tần số tín hiệu thấp nhất, trở kháng của tụ phải bé hơn nhiều so với R. Người ta định nghĩa
Tụ nối tốt nếu thỏa điều kiện:
XC < 0.1R (5-1)
Nghĩa là trở kháng của tụ C phải bé hơn 10 lần R tại tần số hoạt động thấp nhất.
Khi thoả mãn qui tắc 10:1, hình 5-1a cĩ thể thay bằng hình 5-1b. Nĩi cách khác đối với các mạch thỏa qui tắc 10:1 cĩ thể thay thế tất cả các tụ nối C bằng một ngắn mạch đối với thành phần ac.
Mặt khác nguồn dc cĩ tần số bằng 0 nên trở kháng của C đối với thành phần dc là vơ cùng. Bởi vậy, chúng ta sẽ dùng gần đúng sau cho tụ C:
♦ Đối với thành phần dc tụ C xem như hở mạch ♦ Đối với thành phần ac tụ C xem như nối tắt CHẾ ĐỘ DC
Hình 5-2
Chúng ta hãy xét mạch phân cực base trên hình 5-2a. Thế dc tại base là 0.7V, trong gần đúng bậc 1, dịng IB bằng:
IB=30µA
Với hệ số khuyếch đại dịng 100 thì dịng IC bằng IC=3mA
Thế collector bằng
VC=30V-(3mA)(5KΩ)=15V Điểm Q cĩ toạ độ 3mA và 15V. MẠCH KHUYẾCH ĐẠI
Hình 5-2b cho thấy một mạch khuyếch đại transistor phân cực base. Các tụ nối được dùng ở đầu vào và đầu ra nhằm cách ly thành phần dc của mạch với nguồn ac vào và với tải RL. Mục đích chính là khơng cho nguồn ac và trở tải RL thay đổi điểm Q.
Trên hình 5-2b, nguồn thế ac cĩ giá trị 100µV. Do tụ nối ngắn mạch đối với thành phần ac nên tồn bộ thành phần ac của nguồn thế vào xuất hiện tại base. Thế ac này sẽ tạo ra dịng base xoay chiều mà nĩ cộng thêm vào với dịng base một chiều do phân cực. Nĩi cách khác, dịng base tổng cộng bao gồm dịng dc và ac.
Hình 5-3a mơ tả tình hình này. Thành phần ac được cộng với thành phần dc. Trong nửa chu kỳ dương, dịng base ac cộng với dịng 30µA của dịng base dc. Trong nửa chu kỳ âm dịng base bị trừ đi. Sự thay đổi của dịng base làm cho dịng IC cũng thay đổi theo cùng qui luật nhưng lớn hơn βdc lần. Hình 5- 3b cho thấy thành phần dc của dịng collector là 3mA. Sự chồng chất của dịng collector dc và ac tạo ra tín hiệu như hình 5-3b.
Do điện trở tải RC, thế tại collector của transistor cĩ dạng như nguồn thế đầu vào nhưng ngược pha như hình 5-3c.
Hình 5-3
DẠNG SĨNG
Hình 5-4 là mạch khuyếch đại phân cực base và dạng sĩng (wave form) của nĩ. Nguồn thế ac là một hiệu thế điều hồ cĩ biên độ bé. Nĩ được nối tới base, tại đây nĩ chồng chất với thành phần dc 0.7V. Sự biến đổi của thế base tạo ra sự biến đổi dịng base, dịng collector và vì vậy cả thế collector. Kết qủa thế collector là một thế dạng sin cĩ thành phần dc là 15V. Do tác dụng của tụ nối, trên tải RL chỉ cĩ thành phần ac.
Hình 5-4 HỆ SỐ KHUYẾCH ĐẠI THẾ
Hệ số khuyếch đại thế của một mạch khuyếch đại là tỷ số thế ac lối ra chia cho thế ac lối vào.
A=Vout / Vin (5-2)
Ví dụ, nếu thế trên tải là 50mV trong khi thế vào là 100µV thì A= 50mV/ 100µV = 500
A=500 cĩ nghĩa là thế ra lớn hơn thế vào 500 lần.