D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: (tớnh theo thang điểm 10)
3. Mạch khuếch đại cực cổng chung
Mục tiờu
+ Giải thớch được nguyờn lý hoạt động cơ bản + Biết được cỏc thụng số cơ bản
3.1 Mạch điện cơ bản
Hỡnh 2.10
Hỡnh 2.11
3.3 Cỏc thụng số cơ bản
B. THỰC HÀNH
4. Lắp mạch khuếch đại tớn hiệu nhỏ dựng FET
Bài 1 : Lắp mạch Fet Cực nguồn chung
Lý thuyết dạy tập chung
Thực hành theo nhúm (3 sinh viờn/nhúm)
II.- Lập bảng vật tư thiết bị
TT Thiết bị - Vật tư Thụng số kỹ thuật Số lượng
1 Mỏy hiện súng 20MHz, hai tia 1mỏy/nhúm
2 Đồng hồ vạn năng V-A-OM 1cỏi/nhúm
3 Bo mạch thớ nghiệm dựng tranzitor lưỡng cực (BJT) Bo 2002 1mạch/nhúm 4 Linh kiện Bộ Bộ/nhúm
5 Dõy nối Dõy đơn 0,05mm X
25cm nhiều màu 20m/nhúm 6 Nguồn điện Điện ỏp vào 220ACV/2A Điện ỏp ra 0 -:- 30DCV 1bộ/nhúm
IV- Quy trỡnh thực hiện TT Cỏc bước
cụng việc Phương phỏp thao tỏc
Dụng cụ thiết
bị,vật tư Yờu cầu kỹ thuật
1 Chuẩn bị
Kiểm tra dụng cụ Kiểm tra mỏy phỏt xung
Kiểm tra mỏy hiện súng Bo mạch thớ nghiệm Bộ dụng cụ Mỏy phỏt xung Mỏy hiện súng Bo mạch Sử dụng để đo cỏc dạng xung,
Khi đo xỏc định được chu kỳ, dạng xung, tần số…
2
Kết nối
mạch điện Dựng dõy dẫn kết nối
Dõy kết nối Bo mạch
Đỳng sơ đồ nguyờn lý
3 Cấp nguồn Nối dõy đỏ với dương
Dõy đen với õm
Bộ nguồn Bo mạch
12VDC
Đỳng cực tớnh 4 Đo kiểm tra Kết nối mạch với
đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng Đỳng điện ỏp 5 Bỏo cỏothực hành
Viết trờn giấy Bỳt, giấy Vẽ sơ đồ nguyờn lý Vẽ sơ đồ lắp rỏp Trỡnh bầy nguyờn lý
hoạt động
Ghi cỏc thụng số đo được
VI- Kiểm tra, đỏnh giỏ (Thang điểm 10)
TT Tiờu chớ Nội dung Thang điểm
1 Kiến thức So sỏnh điểm khỏc nhau cơ bản trong cơ chế hoạt động của tranzito lưỡng cực (BJT) và tranzito trường (FET) ở chế độ khoỏ
Trỡnh bầy được quy trỡnh thực hành
4
2 Kỹ năng Lắp được mạch điện đỳng yờu cầu kỹ thuật
Đo được cỏc thụng số cần thiết
4 3 Thỏi độ -An toàn lao động
-Vệ sinh cụng nghiệp 2
V- Nội dung thực hành a. Khảo sỏt DC
Cấp nguồn ±12V của nguồn DC POWER SUPPLY Ngắn mạch mA-kế .
Phõn cực mạch khuếch đại dựng FET
Bước 1: Nối J3 , khụng nối J1, J2 - để nối cực cổng Gate T1 qua trở R3 & P1
xuống đất (khụng cấp thế nuụi cho cổng của JFET ). Ghi giỏ trị dũng và thế trờn transistor trường.
được gọi là dũng ...
`Giải thớch đặc điểm khỏc biệt giữa transistor trường FET (yếu tố điều khiển bằng thế) và transistor lưỡng cực BJT (yếu tố điều khiển bằng dũng).
Bước 2: Ngắt J3 , nối J1, J2 để phõn cực thế cho cổng của JFET
+ Chỉnh biến trở P1 từng bước để cú điện ỏp điều khiển VGS như bảng A6-1. Đo điện ỏp VDS, tớnh dũng ID qua FET ghi kết quả vào bảng .
+ Biểu diễn trờn đồ thị cỏc giỏ trị đo được giữa dũng (trục y) và thế ( trục x). Xỏc định giỏ trị điện thế nghẽn (punch off) = ……… (V) b. Khảo sỏt AC (Vẫn mạch A6-1)
Sơ đồ nối dõy :
♦ Vẫn ngắt J3, nối J1, J2 , để phõn cực thế cho cổng của JFET ♦ Chỉnh P2 để dũng qua T1 ~ 1mA
Cỏc bước thực hiện
Bước 1: Đo hệ số khuếch đại ỏp Av, và độ lệch pha ΔΦ:
Dựng thờm tớn hiệu từ mỏy phỏt tớn hiệu Function Generator, và chỉnh mỏy phỏt tớn hiệu để cú: Súng : Sin , Tần số : 1Khz, VIN(p-p) = 100mV
- Nối ngừ ra OUT của mỏy phỏt đến ngừ vào IN của mạch.
- Dựng dao động ký để quan sỏt tớn hiệu điện ỏp ngừ vào và ngừ ra. Đo cỏc giỏ trị VOUT, ΔΦ, tớnh Av. Ghi kết qủa vào bảng A6-2
Quan sỏt trờn dao động ký và vẽ trờn cựng một hệ trục tọa độ dạng tớn hiệu điện ỏp ngừ vào (VIN) và tớn hiệu điện ỏp ngừ ra (VOUT)
Dựa vào trạng thỏi hoạt động của transistor trường FET nối kiểu Source chung ở bảng A6-2, nờu nhận xột về cỏc đặc trưng của mạch khuếch đại (về hệ số khuếch đại ỏp Av, độ lệch pha ΔΦ)
... ... ...
Bước 2: Khảo sỏt ảnh hưởng tổng trở vào của mạch khuếch đại:
Đổi chế độ mỏy phỏt súng Sin. Giữ nguyờn biờn độ tớn hiệu vào tại lối vào IN(A)/ A6-1 : VIN1 =100mV
- Sau đú thỏo dõy tớn hiệu khỏi chõn IN, đo biờn độ tớn hiệu từ lối ra mỏy phỏt xung (khụng tải) . VIN2 = ………
- So sỏnh biờn độ xung trong hai trường hợp, tớnh sự mất mỏt biờn độ (%) do ảnh hưởng điện trở vào của sơ đồ.
ΔV (%) = ………
Bước 3: Khảo sỏt đỏp ứng tần số
Giữ cố định biờn độ điện ỏp tớn hiệu vào VIN (pp) = 100mV. Thay đổi tần số mỏy phỏt súng từ cực tiểu đến cực đại (bằng cỏch chỉnh Range). Đo biờn độ đỉnh - đỉnh VOUT(pp) tại ngừ ra, ghi nhận vào Bảng A6-3. Tớnh Av.
Vẽ biểu đồ Boode thể hiện quan hệ Biờn độ Av – Tần số f theo Bảng A6-3
Nhận xột về đỏp ứng băng thụng của mạch khuếch đại dựng FET. So sỏnh với BJT?
... ...
5. Sữa chữa mạch khuếch đại dựng FET
Cỏc bước thực hiện
Bước 1: chuẩn bị dụng cụ thực tập - mỏ hàn, chỡ hàn, nhựa thụng - kỡm nhọn, kỡm cắt
- cỏc linh kiện +board mạch
Bước 2: Nối điện, đo kiểm tra căn chỉnh bộ khuếch đại cụng suất Chỳng ta chia làm hai cụng đoạn
+ nối điện, đo kiểm tra, căn chỉnh bộ khuếch đại cụng suất khi chưa gắn Fet + nối điện, đo kiểm tra, căn chỉnh bộ khuếch đại cụng suất khi gắn Fet
a. Cụng tỏc chuẩn bị
- đo kiểm tra độ cỏch điện và dẫn điện khi chưa và sau khi gắn bộ khuếch đại cụng suất
- đo kiểm tra bộ cấp nguồn tạo điện ỏp một chiều (DC) đối xứng (±Vdc) cấp nguồn cho bộ khuếch đại làm việc. Nối cỏc dõy dẫn nguồn Vdc với bảng giỏ thử.
b. Cỏc bước thực hiện
Bước 1: đo kiểm tra căn chỉnh tầng khuếch đại
Bước 2: Đo kiểm tra căn chỉnh mạch phõn ỏp đầu vào tầng lỏi ghộp cụng suất ra loa
Bước 3: đo kiểm tra căn chỉnh bộ khuếch đại cụng suất cũn thiếu Fet cụng suất
Bước 4: đo kiểm tra căn chỉnh bộ khuếch đại cụng suất cú Fet cụng c suất
Bước 5: thụng mạch tớn hiệu bộ khuếch đại cụng suất.
Kiểm tra
BÀI 3
MẠCH GHẫP TRANSISTOR
Mục tiờu:
Phõn tớch được nguyờn lý hoạt động cỏc mạch khuếch đại ghộp tầng.
Trỡnh bày được cỏc khỏi niệm về hồi tiếp, cỏc cỏch mắc hồi tiếp, ảnh hưởng của cỏc mạch hồi tiếp đối với bộ khuếch đại.
Đo đạc, kiểm tra, sửa chữa cỏc mạch điện theo yờu cầu kỹ thuật.
Thiết kế, lắp rỏp cỏc mạch theo yờu cầu kỹ thuật.
Thay thế cỏc mạch hư hỏng theo số liệu cho trước.
Rốn luyện tớnh tỷ mỉ, chớnh xỏc, an toàn và vệ sinh cụng nghiệp
1. Mạch ghộp cascode A – Lí THUYẾT 1.1 Mạch điện
Hỡnh 3.1: Mạch khuếch đại ghộp Cascode
1.2 Nguyờn lý hoạt động
Hai transistor mắc chung E và chung B được nối trực tiếp
Đặc biệt được sử dụng nhiều trong cỏc ứng dụng ở tần số cao, vớ dụ: mạch
khuếch đại dải rộng, mạch khuếch đại chọn lọc tần số cao
Tầng EC với hệ số khuếch đại điện ỏp õm nhỏ và trở khỏng vào lớn để điện
dung Miller đầu vào nhỏ
PhốI hợp trở khỏng ở cửa ra tầng EC và cửa vào tầng BC
Cỏch ly tốt giữa đầu vào và đầu ra: tầng BC cú tổng trở vào nhỏ, tổng trở ra
lớn cú tỏc dụng để ngăn cỏch ảnh hưởng của ngừ ra đến ngừ vào nhất là ở tần số cao, đặc biệt hiệu quả vớI mạch chọn lọc tần số cao
1.3 Đặc điểm và ứng dụng
Hỡnh 3.2: Mạch Cascode thực tế
Mạch ghộp Cascode thực tế:
AV2 lớn => hệ số khuếch đại tổng lớn
B- THỰC HÀNH
1.4 Lắp mạch Transistor ghộp cascode I- Tổ chức thực hiện
Lý thuyết dạy tập chung
Thực hành theo nhúm (3 sinh viờn/nhúm)
II.- Lập bảng vật tư thiết bị
TT Thiết bị - Vật tư Thụng số kỹ thuật Số lượng
1 Mỏy hiện súng 20MHz, hai tia 1mỏy/nhúm
2 Đồng hồ vạn năng V-A-OM 1cỏi/nhúm
3 Bo mạch thớ nghiệm dựng tranzitor lưỡng cực (BJT) Bo 2002 1mạch/nhúm 4 Linh kiện Bộ Bộ/nhúm
5 Dõy nối Dõy đơn 0,05mm X
25cm nhiều màu 20m/nhúm 6 Nguồn điện Điện ỏp vào 220ACV/2A Điện ỏp ra 0 -:- 30DCV 1bộ/nhúm V- Quy trỡnh thực hiện TT Cỏc bước
cụng việc Phương phỏp thao tỏc
Dụng cụ thiết
bị,vật tư Yờu cầu kỹ thuật
1 Chuẩn bị
Kiểm tra dụng cụ Kiểm tra mỏy phỏt xung
Kiểm tra mỏy hiện súng Bo mạch thớ nghiệm Bộ dụng cụ Mỏy phỏt xung Mỏy hiện súng Bo mạch Sử dụng để đo cỏc dạng xung,
Khi đo xỏc định được chu kỳ, dạng xung, tần số…
mạch điện Bo mạch
3 Cấp nguồn Nối dõy đỏ với dương
Dõy đen với õm
Bộ nguồn Bo mạch
12VDC
Đỳng cực tớnh 4 Đo kiểm tra Kết nối mạch với
đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng Đỳng điện ỏp 5 Bỏo cỏothực hành
Viết trờn giấy Bỳt, giấy
Vẽ sơ đồ nguyờn lý Vẽ sơ đồ lắp rỏp Trỡnh bầy nguyờn lý hoạt động Ghi cỏc thụng số đo được
VI- Kiểm tra, đỏnh giỏ (Thang điểm 10)
TT Tiờu chớ Nội dung Thang điểm
1 Kiến thức So sỏnh điểm khỏc nhau cơ bản trong cơ chế hoạt động của tranzito lưỡng cực (BJT) và tranzito trường (FET) ở chế độ khoỏ
Trỡnh bầy được quy trỡnh thực hành
4
2 Kỹ năng Lắp được mạch điện đỳng yờu cầu kỹ thuật
Đo được cỏc thụng số cần thiết
4 3 Thỏi độ -An toàn lao động
-Vệ sinh cụng nghiệp 2
V- Nội dung thực hành
1.4 Lắp mạch Transistor ghộp cascode
Yờu cầu
1. Đo và vẽ dạng súng ngừ ra Vo, ngừ vào Vi ? Nhận xột. 2. Xỏc định cỏc thụng số Av, Ai, Zi, Zo. Nhận xột kết quả.
3. Xỏc định tần số cắt dưới, tần số cắt trờn, băng thụng. Vẽ đỏp tuyến biờn độ-tần số của mạch.
Hướng dẫn thực hiện
Bước 1: Cấp Vi’ là tớn hiệu hỡnh Sin, biờn độ 1V, tần số 1KHz vào tại A.
Bước 2: Nối 2 điểm B1 và B2. Dựng OSC đo tớn hiệu ra Vo ở kờnh 1, tiếp tục chỉnh cỏc biến trở sao cho Vo đạt lớn nhất nhưng khụng bị mộo.
Bước 3: Xỏc định Av:
- Dựng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kờnh 1 và kờnh 2. Vẽ lại dạng súng và nhận xột về độ lệch pha và biờn độ của Vi và Vo
Bước 4: Xỏc định Zi:
- Mắc nối tiếp điện trở Rv=47Ω giữa B1 và B2, sau đú tớnh Zi:
- Với: V1 là giỏ trị điện ỏp ngừ ra tại B1 V2 là giỏ trị điện ỏp ngừ ra tại B2
Chỳ ý: Cỏc thụng số V1, V2 phải được đo bằng OSC. Bước 5: Xỏc định Zo:
- Với : Vo1 là điện ỏp tại ngừ ra C khi chưa mắc RL Vo2 là điện ỏp tai ngừ ra C khi đó mắc RL = 2.2KΩ Bước 6: Xỏc định gúc lệch phaφ
- Dựng OSC đo Vi, Vo và cho hiển thị cựng lỳc ở 2 kờnh 1,2 - Xỏc định gúc lệch pha theo cụng thức :
- Với: T là chu kỳ của tớn hiệu φ là gúc lệch pha
a là độ lệch về thời gian
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
- Sinh viờn vẽ lại mạch điện hỡnh 3.6
- Vẽ dạng súng của tớn hiệu ra Vo và tớn hiệu vào Vi.
- Xỏc định độ lệch pha giữa tớn hiệu Vi vào và tớn hiệu ra Vo. - Tớnh cụng suất ngừ ra Po.
2. Mạch Khuếch đại vi sai
Mục tiờu
+ Gải thớch được nguyờn lý hoạt động của mạch + Lắp được mạch khuếch đại vi sai
A – Lí THUYẾT 2.1 Mạch điện
Hỡnh 3.3 Mạch khuếch đại vi sai
2.2 Nguyờn lý hoạt động
Mạch đối xứng theo đường thẳng đứng, cỏc phần tử tương ứng giống nhau
về mọi đặc tớnh
Q1 giống hệt Q2, mắc kiểu EC hoặc CC
2 đầu vào v1 và v2, cú thể sử dụng 1hoặc phối hợp
2 đầu ra va và vb, sử dụng 1 hoặc phối hợp
Đầu vào cõn bằng, đầu ra cõn bằng
vin = v1 - v2 ; vout = va – vb
Đầu vào cõn bằng, đầu ra khụng cõn bằng
vin = v1 - v2 ; vout = va
Đầu vào khụng cõn bằng, đầu ra cõn bằng
vin = v1 ; vout = va – vb
Đầu vào khụng cõn bằng, đầu ra khụng cõn bằng
vin = v1 ; vout = va
- hệ số khuếch đại vi sai và hệ số triệt tiờu đồng pha
Chế độ phõn cực 1chiều: VB1 = VB2 => IC1 = IC2 = IE/2 => VC1 = VC2 Nếu vin = v1 – v2 => VB1+vin và VB2–vin => ic1> ic2
=>vout = vc1 - vc2 > 0
khuếch đại điện ỏp vi sai
Nếu vin = v1 = v2 => VB1+vin và VB2+vin => ic1 = ic2
=>vout = vc1 - vc2 = 0
triệt tiờu điện ỏp đồng pha
Phõn tớch bằng sơ đồ tương đương xoay chiều: vin= v1,v2=0 ; vout = va : Av=RC/2re
vin = v1 - v2 ; vout = va - vb : Ad=RC/re (differential mode) vin = v1 = v2 ; vout = va : Ac = βRC/(βre+ 2(β+1)RE) (common mode) Nhận xột :
Tớn hiệu vào ngược pha: khuếch đại lớn Tớn hiệu vào cựng pha: khuếch đại nhỏ khả năng chống nhiễu tốt
Tỉ số nộn đồng pha (CMRR-Common mode rejection ratio)
= Hệ số KĐ vi sai/Hệ số KĐ đồng pha
CMRR càng lớn chất lượng mạch càng tốt
Với KĐ ngừ ra khụng cõn bằng, T1, T2 vẫn cú tỏc dụng trừ cỏc tớn hiệu nhiễu đồng pha hay ảnh hưởng của nhiệt độ tỏc dụng lờn hai transistor
2.3 Đặc điểm và mạch ứng dụng
Nõng cao tớnh chống nhiễu
Hỡnh 3.4: Mạch nõng cao tớnh chống nhiễu
Cú nguồn dũng ổn định với nội trở rất lớn
->ổn định nhiệt và giảm hệ số KĐ đồng pha ->tăng khả năng chống nhiễu
Nguồn dũng cũng cú thể là mạch dũng gương
Hỡnh 3.5: Mạch dũng gương
Sử dụng “active loads” - mạch dũng gương
thiết lập dũng collector như nhau trờn cả hai transistor
tăng hệ số khuếch đại vi sai
Vấn đề điện ỏp trụi
Ng/nhõn: đặc tớnh kỹ thuật của hai transistor khụng hoàn toàn giống nhau Khắc phục: Dựng điện trở RC khụng đối xứng (biến trở)
B- THỰC HÀNH
2.4 Lắp mạch khuếch đại Visai I- Tổ chức thực hiện I- Tổ chức thực hiện
Lý thuyết dạy tập chung
Thực hành theo nhúm (3 sinh viờn/nhúm)
II.- Lập bảng vật tư thiết bị
TT Thiết bị - Vật tư Thụng số kỹ thuật Số lượng
1 Mỏy hiện súng 20MHz, hai tia 1mỏy/nhúm
2 Đồng hồ vạn năng V-A-OM 1cỏi/nhúm
3 Bo mạch thớ nghiệm dựng tranzitor lưỡng cực (BJT) Bo 2002 1mạch/nhúm 4 Linh kiện Bộ Bộ/nhúm
5 Dõy nối Dõy đơn 0,05mm X
25cm nhiều màu 20m/nhúm 6 Nguồn điện Điện ỏp vào 220ACV/2A Điện ỏp ra 0 -:- 30DCV 1bộ/nhúm
VI- Quy trỡnh thực hiện TT Cỏc bước
cụng việc Phương phỏp thao tỏc
Dụng cụ thiết
bị,vật tư Yờu cầu kỹ thuật
1 Chuẩn bị
Kiểm tra dụng cụ Kiểm tra mỏy phỏt xung
Kiểm tra mỏy hiện súng Bo mạch thớ nghiệm Bộ dụng cụ Mỏy phỏt xung Mỏy hiện súng Bo mạch Sử dụng để đo cỏc dạng xung,
Khi đo xỏc định được chu kỳ, dạng xung, tần số…
2
Kết nối
mạch điện Dựng dõy dẫn kết nối
Dõy kết nối Bo mạch
Đỳng sơ đồ nguyờn lý
Dõy đen với õm Bo mạch Đỳng cực tớnh 4 Đo kiểm tra Kết nối mạch với
đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng Đỳng điện ỏp 5 Bỏo cỏothực hành
Viết trờn giấy Bỳt, giấy
Vẽ sơ đồ nguyờn lý Vẽ sơ đồ lắp rỏp Trỡnh bầy nguyờn lý hoạt động Ghi cỏc thụng số đo được
VI- Kiểm tra, đỏnh giỏ (Thang điểm 10)
TT Tiờu chớ Nội dung Thang điểm
1 Kiến thức So sỏnh điểm khỏc nhau cơ bản trong cơ chế hoạt động của tranzito lưỡng cực