Chương 4. Mạch khuếch đại công suất
4.5 Khuếch đại công suất ở chế độ khác
4.5.2. Khuếch đại công suất chế độ D
Nguyên nhân của hiệu suất kém chính là công suất bị tiêu tán trên tranzito. ứng dụng chế độ A là ví dụ tiêu biểu nhất, khi dòng liên tục chạy qua thiết bị và điện áp colecto - emito khác 0. Nếu điện áp colecto - emito (hoặc cực máng - cực nguồn) bằng 0 khi có dòng, không có công suất tiêu tán trong thiết bị và hiệu suất sẽ đạt 1000/0,
được mô tả trên hình 4.37
+Vcc
-Vcc
T1
T2
L C
Rt
Uv
R1
R2
Hình 4.37 Mạch khuếch đại chế độ D
Các tranzito T1 ,T2 hoặt động như là 1 công tắc. khi T1 mở thì T2 khóa và ngược lại. Vì
Ua là song vuông thì điện áp Ua tại đầu vào tới mạch cộng hưởng nối tiếp sẽ có dạng nh h×nh 4.38.
Hình 4.38 Dạng sóng điện áp mạch đầu ra cộng hưởng khi xung đưa vào khuếch đại chế độ D
Vì Ua là dạng song vuông, có thể khai triển chuỗi Fourier và biên độ của thành phần tần số cơ bản là:
1 4Ua
U (4.74)
Nếu bộ lọc đầu ra có hệ số phẩm chất Q tương đối cao, có tần số trung tâm bằng tần số tín hiệu đầu vào, dòng cực máng của tranzito sẽ là một nửa hình sin cùng tần số.
Như vậy,dòng một chiều trong mỗi tranzito là:
/2 0 2
4 4
1 T cc sin cc
D t t
V V
I tdt
RT R
(4.75)
Và công suất nguồn cấp là:
2
82
2 cc
o cc D
t
P V I V
R
(4.76)
Công suất đầu ra sẽ là:
2 2
4 82
( cc) 2 cc
r cc D
t
V V
P V I
R
(4.77)
Từ biểu thức (4.76), (4.77) ta thấyhiệu suất( trên lý thuyết) của bộ khuếch đại chế
độ D lý tưởng là =1000/0.
Câu hỏi và bài tập chương 4
Câu 1: Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu tác dụng linh kiện, phân tích nguyên lý làm việc và tính toán các tham số của mạch khuếch đại công suất chế độ A tải điện trở (mạch mắc E chung, lặp emitter). Cho biết đặc điểm của mạch?
Câu 2: Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu tác dụng linh kiện, phân tích nguyên lý làm việc và tính toán các tham số của mạch khuếch đại công suất mắc đẩy kéo song song.
Cho biết đặc điểm của mạch?
Câu 3: Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu tác dụng linh kiện, phân tích nguyên lý làm việc và tính toán các tham số của mạch khuếch đại công suất mắc đẩy kéo nối tiếp dùng Transistor cùng loại. Cho biết đặc điểm của mạch?
Câu 4: Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu tác dụng linh kiện, phân tích nguyên lý làm việc và tính toán các tham số của mạch khuếch đại công suất mắc đẩy kéo nối tiếp dùng Transistor khác loại (dùng 3TZT), nguồn đơn. Cho biết đặc điểm của mạch?
Câu 5: Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu tác dụng linh kiện, phân tích nguyên lý làm việc và tính toán các tham số của mạch khuếch đại công suất mắc đẩy kéo nối tiếp dùng Transistor khác loại (dùng 3TZT), nguồn đối xứng. Cho biết đặc điểm của mạch?
Câu 6: Cho tầng KĐCS mắc đẩy kéo nối tiếp dùng transistor bù nguồn đơn có:
Ec = 24v Rt = 4
a/ Vẽ mạch điện và tính toán các tham số của mạch KĐCS b/ Tính công suất lớn nhất đưa ra tải ứng với các thông số đã cho c/ Tính chọn TZT
Câu 7:Cho tầng KĐCS mắc đẩy kéo song song có Ec = +12V, Rt = 4R, n = 0,5 a/ Tính công suất lớn nhất đưa ra tải
b/ Tính chọn transistor
c/ Khi muốn có công suất ra 10 w , điện áp nguồn cung cấp có giá trị nhỏ nhất bao nhiêu?
Câu 8: Cho mạch khuếch đại công suất mắc đẩy kéo nối tiếp dùng transistor khác loại nguồn đơn có : Ec = 80V, Rt = 4R
a/ Xác định công suất lớn nhất đưa ra tải b/ Tính chọn transistor
Câu 9: Cho mạch khuếch đại công suất mắc đẩy kéo nối tiếp dùng transistor khác loại nguồn đối xứng có :
Ec = 30V, Rt = 16
a/ Xác định công suất lớn nhất đưa ra tải, công suất nguồn cấp, hiệu suất lớn nhất của mạch
b/ Tính chọn transistor.
Câu 10. Cho tầng công suất như hình 4.39.
BiÕt: Ec= 12V, UD=UBE0=0,4, Transistor Q1 loại H1061, Q2 loại A671, hệ số sử dụng
điện áp trong mạch =0,9, dòng phân cực bằng 2mA, tải Rt =8. Hãy:
a/ Nêu tác dụng linh kiện cho mạch.
b/ TÝnh R1, R2. c/ TÝnh Pr, Prmax.
d/ Tính hiệu suất của tầng công suất. Hình 4.39 Câu 11: Cho mạch khuếch đại công suất như hình 4.20.
Biết: công suất ra trên tải Pr = 2W, tải Rt =8, hệ số sử dụng điện áp trong mạch
=0,9. Hãy:
a/ Nêu tác dụng linh kiện cho mạch.
b/ Tính biên độ cực đại điện áp ra tải.
c/ Tính công suất ra cực đại.
d/ Tính chọn loại transistor tầng công suất (Q2, Q3) để có công suất ra 2W Câu 12: Cho tầng khuếch đại công suất
mắc đẩy kéo nối tiếp dùng TZT bù nguồn đối xứng như hình vẽ, biết Ec = 25v, Rt = 4:
a/ Xác định công suất ra, công suất tiêu tán trên mỗi transistor khi đưa tín hiệu vào cógiá
trị hiệu dụng là 12v
b/ Xác định công suất tiêu tán cực đại
cho phép ở mỗi transistor Hình 4.40
+Ec
Uv
Q1
Q2
D1
D2
C
R2
R1
Rt
A
-Ec