2. Mạch ghộp phức hợp
2.3. Mạch khuếch đại Vi Sai
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 123
* Nguyờn lý cầu cõn bằng:
T1 = T2 (T1 giống T2 ) RC1 = RC2 = RC
Điện ỏp vào được chia làm 2 thành phần: - Điện ỏp vào đồng pha Ucm
Ucm = 2
2 1 Uv Uv + - Điện ỏp vào hiệu: Ud = Uv1 – Uv2
Vì giả sử mắc đối xứng nờn điện thế emitơ khụng đổi. Do đú sơ đồ khuếch đại vi sai cú thể coi như sơ đồ mắc EC cú điện ỏp vào trờn mỗi Transistor là
2
Ud
Để tớnh hệ số khuếch đại Ku và Ki, trở khỏng vào ZV, trở khỏng ra ZR cú thể tớnh từ cỏc biểu thức của sơ đồ EC.
- Hệ số khuếch đại hiệu KUd: KUd = Ud Ur Ur2− 1 = Uvd Urd
Với giả thiết Ucm = 0
Ở tần số thấp cũng như ở tần số cao KUd đều cú giỏ trị như trong sơ đồ EC. Trong trường hợp cần lấy tớn hiệu trờn một đầu ra so với đất thì ta cú hệ số khuếch đại đối với một đầu ra:
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 124 KUd =KUd = Ud Ur1 = Ud Urd 2 = 2 Kud
Khi đầu vào chỉ cú điện ỏp đồng pha (tức Ud = 0) → Uv1 = Uv2 = Ucm, người ta gọi là mạch làm việc ở chế độ đồng pha. Lỳc này cả hai Transistor đều được điều khiển bằng một điện ỏp cú biờn độ và pha như nhau.
Do mạch đối xứng nờn dũng điện trờn cỏc cực của Transistor tương ứng sẽ bằng nhau. Do đú ta cú sơ đồ tương đương:
Như vậy: Hệ số khuếch đại tớn hiệu đồng pha Kcm được xỏc định từ cỏc biểu thức của sơ đồ EC cú hồi tiếp õm dũng điện
Điện trở hồi tiếp õm 2 Re. Nếu điện trở này càng lớn tương ứng Uee càng õm thì dũng emitơ của hai T hầu như khụng đổi trong quỏ trình làm việc. Nghĩa là điện ỏp ra của nú khụng thay đổi. Do đú Kcm sẽ tiến đến 0.
Túm lại: Sự khỏc nhau cơ bản giữa chế độ khuếch đại tớn hiệu và chế độ khuếch đại tớn hiệu đồng pha là ở chế độ khuếch đại tớn hiệu RE khụng cú tỏc dụng hồi tiếp õm cũn ở chế độ khuếch đại tớn hiệu đồng pha RE khụng cú tỏc dụng hồi tiếp lớn làm cho hệ số khuếch đại tớn hiệu đồng pha giảm.
- Hệ số nộn tớn hiệu đồng pha G (CMRR): CMRR: Common Mode Rejection Ratio
Là tỉ số giữa hệ số khuếch đại hiệu và hệ số khuếch đại đồng pha
CMRR =
Kcm Kud
(dB)
Để cú hệ số nộn tớn hiệu đồng pha lớn thì chọn RE lớn. Tuy nhiờn khụng thể chọn RE quỏ lớn để đảm bảo sao cho IE . RE = 10 ữ 15 (V) đảm bảo thực hiện cụng suất cho
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 125
phộp tiờu hao trờn cỏc điện trở và điều kiện về nguồn cung cấp (trừ Uee). Vì vậy trong thực tế người ta thường thay điện trở RE bằng một nguồn dũng.
* Hiện tượng trụi:
Trong cỏc bộ khuếch đại vi sai cỏc loại trụi hình thành do những nguyờn nhõn khỏc nhau như trụi do nhiệt, điện ỏp nguồn khụng ổn định, tham số của T và của linh kiện,…cú trị số như nhau và đặt vào hai T đồng pha đều khụng ảnh hưởng đến điẹn ỏp ra vì cỏc loại trụi đú tỏc động vào đầu vào như một tớn hiệu.
Trong thực tế mạch khụng hoàn toàn đối xứng do đú sự thay đổi của nhiệt độ gõy ra một điện ỏp hiệu gọi là điện ỏp lệch 0.
∆Uo = UBE1 – UBE2
Điện ỏp này tỏc động vào bộ khuếch đại giống như một tớn hiệu. Khi nhiệt độ thay đổi 10C thì ∆Uo thay đổi 2 ữ 3 (mV).
Nếu dũng colectơ của T thay đổi khoảng 10% thì điện ỏp lệch 0 thay đổi từ 2,5 ữ 3 mV. Khi khụng cú tớn hiệu vào của bộ khuếch đại cú dũng IB
I0 = IB1 – IB2
I0 gọi là dũng điện lệch 0.Dũng điện này chạy qua cỏc điện trở 2 cửa vào cựng với sự khụng đối xứng của mạch gõy ra điện ỏp lệch 0. Để khử điện ỏp này bằng cỏch đặt vào một điện ỏp lệch 0 phụ cú dấu ngược lại vào giữa hai cửa vào của bộ khuếch đại vi sai.