›

Bài giảng Kĩ thuật điện tử - Chương 3: BJT và ứng dụng - Nguyễn Duy Nhật Viễn

ppt 79 trang huongle 6510
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kĩ thuật điện tử - Chương 3: BJT và ứng dụng - Nguyễn Duy Nhật Viễn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_ki_thuat_dien_tu_chuong_3_bjt_va_ung_dung_nguyen_d.ppt

Nội dung text: Bài giảng Kĩ thuật điện tử - Chương 3: BJT và ứng dụng - Nguyễn Duy Nhật Viễn

  1. Kỹ thuật điện tử Nguyễn Duy Nhật Viễn
  2. Chương 3 BJT và ứng dụng
  3. Nội dung ◼ Cấu tạo BJT ◼ Các tham số của BJT ◼ Phân cực cho BJT ◼ Mạch khuếch đại dùng BJT ◼ Phương pháp ghép các tầng khuếch đại ◼ Mạch khuếch đại công suất
  4. Cấu tạo BJT
  5. BJT (Bipolar Junction Transistors) ◼ Cho 3 lớp bán dẫn tiếp xúc công nghệ liên tiếp nhau. ◼ Các cực E: Emitter, B: Base, C: Collector. ◼ Điện áp giữa các cực dùng để điều khiển dòng điện.
  6. Hai loại BJT NPN PNP E n p n C E p n p C Cấu tạo C Cấu tạo C B B B B Ký hiệu Ký hiệu E E
  7. Nguyên lý hoạt động ◼ Xét BJT NPN E=EE+EC EE EC I E IC N P N E C B R IB E RC EE EC
  8. Nguyên lý hoạt động ◼ Từ hình vẽ:  IE = IB + IC ◼ Định nghĩa hệ số truyền đạt dòng điện:  = IC /IE. ◼ ĐỊnh nghĩa hệ số khuếch đại dòng điện:   = IC / IB. ◼ Như vậy,   = IC / (IE –IC) = /(1- );  = / (+1). ◼ Do đó,  IC = IE;  IB = (1- ) IE;   100 với các BJT công suất nhỏ.
  9. Chiều dòng, áp của các BJT IE IC I I - V + E C E CE + VEC - C E C - - + + VBE I VBC V V B EB IB CB + + - - B B npn pnp IE = IB + IC IE = IB + IC VCE = -VBC + VBE VEC = VEB - VCB
  10. Ví dụ ◼ Cho BJT như hình vẽ. C ◼ Với IB = 50  A , IC = 1 mA + ◼ Tìm: IE , và _ VCB IC IB ◼ Giải: B ◼ IE = IB + IC = 0.05 mA + 1 mA = 1.05 mA + V ◼ = IC / IB = 1 mA / 0.05 mA = 20 _ BE IE ◼ = IC / IE = 1 mA / 1.05 mA = 0.95238 ◼ còn có thể tính theo . E ◼ = = 20 = 0.95238 ◼ + 1 21
  11. Đặc tuyến tĩnh của BJT IC mA Vùng bão hòa IC Vùng tích IB UCE cực µA Q V RC RB IB Vùng cắt I = 0 U EB EC B CE ◼ Giữ giá trị IB không đổi, thay đổi EC, xác định IC, ta có: ◼ IC=f(UCE) IB=const
  12. Các tham số của BJT
  13. BJT như một mạng 4 cực ◼ Xét BJT NPN, mắc theo kiểu E-C 2 I2=IC 1 I1=IB U2=UCE U1=UBE 1' 2' 1 2 I1 I2 U1 Mạng 4 cực U2 1' 2'
  14. Tham số trở kháng zik ◼ Hệ phương trình: ◼ z11: Trở kháng vào của  U1=z11I1+z12I2. BJT khi hở mạch ngõ ra.  U =z I +z I . 2 21 1 22 2 ◼ z12: Trở kháng ngược của ◼ Ở dạng ma trận: BJT khi hở mạch ngõ  U1 z11 z12 I2 . vào.  U z z I . 2 21 22 2 ◼ z21: Trở kháng thuận của ◼ z11=U1 , z12=U1 , BJT khi hở mạch ngõ ra. ◼ I1 I2=0 I2 I1=0 ◼ z22: Trở kháng ra của BJT khi hở mạch ngõ vào. ◼ z21=U2 , z22=U2 , ◼ I1 I2=0 I2 I1=0
  15. Tham số dẫn nạp yik ◼ Hệ phương trình: ◼ y11: Dẫn nạp vào của BJT  I1=y11U1+y12U2. khi ngắn mạch ngõ ra.  I =y U +y U . 2 21 1 22 2 ◼ y12: Dẫn nạp ngược của ◼ Ở dạng ma trận: BJT khi ngắn mạch ngõ  I1 y11 y12 U2 . vào.  I y y U . 2 21 22 2 ◼ y21: Dẫn nạp thuận của ◼ y11= I1 , y12=I1 , BJT khi ngắn mạch ngõ ra. ◼ U1 U2=0 U2 U1=0 ◼ y : Dẫn nạp ra của BJT ◼ y21= I2 , y22= I2 , 22 khi ngắn mạch ngõ vào. ◼ U1 U2=0 U2 U1=0
  16. Tham số hỗn hợp hik ◼ Hệ phương trình: ◼ h11: Trở kháng vào của  U1=h11I1+h12U2. BJT khi ngắn mạch ngõ  I2 =h21I1+h22U2. ra. ◼ Ở dạng ma trận: ◼ h12: Hệ số hồi tiếp điện  U1 h11 h12 I2 . áp của BJT khi hở mạch  I2 h21 h22 U2 . ngõ vào. ◼ h11=U1 , h12=U1 , ◼ h21: Hệ số khuếch đại dòng điện của BJT khi ◼ I1 U2=0 U2 I1=0 ngắn mạch ngõ ra. ◼ h21=I2 , h22=I2 , ◼ h : Dẫn nạp ra của BJT ◼ I U =0 U I =0 22 1 2 2 1 khi hở mạch ngõ vào.
  17. Phân cực cho BJT
  18. Phân cực cho BJT ◼ Cung cấp điện áp một chiều cho các cực của BJT. ◼ Xác định chế độ họat động tĩnh của BJT. ◼ Chú ý khi phân cực cho chế độ khuếch đại:  Tiếp xúc B-E được phân cực thuận.  Tiếp xúc B-C được phân cực ngược. ◼ Vì tiếp xúc B-E như một diode, nên để phân cực cho BJT, yêu cầu VBE V.  Đối với BJT Ge: V~0.3V  Đối với BJT Si: V~0.6V
  19. Đường tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh của BJT I =max ◼ Đường tải tĩnh được vẽ B Ic(mA) Đường trên đặc tuyến tĩnh của tải tĩnh BJT. Quan hệ: I =f(U ). VCC/RC C CE Điểm làm ◼ Điểm làm việc tĩnh nằm K việc tĩnh I trên đường tải tĩnh ứng BQ ICQ với khi không có tín hiệu Q(UCEQ, ICQ) vào (xác định chế độ phân cực cho BJT). IB=0 ◼ Điểm làm việc tĩnh nằm L U (V) càng gần trung tâm KL CE càng ổn định. UCEQ VCC
  20. Phân cực bằng dòng cố định VCC II I ◼ Xét phân cực cho BJT NPN C RC ◼ RB U Áp dụng KLV cho vòng I: C Q E II  I =(V -U )/R . IB B B BE B UBE VB I I ◼ Áp dụng KLV cho vòng II:  UCE=VCC-ICRC. VCC II I C RC RB U C II Q E I B UBE I
  21. Phân cực bằng dòng cố định ◼ Xác định điểm làm việc Ic(mA) Đường tĩnh: tải tĩnh VCC/RC  Phương trình tải tĩnh: Điểm làm ◼ việc tĩnh VCC=ICRC+UCE. IBA ◼ Là phương trình đường ICA thẳng. A(UCEA, ICA) ◼ UCE=0, IC=VCC/RC. ◼ IC=0, UCE=VCC.  Điểm làm việc tĩnh: ◼ Giao điểm giữa đường tải UCE(V) tĩnh với đặc tuyến BJT của UCEA VCC dòng IB phân cực.
  22. Phân cực bằng dòng cố định ◼ Tính ổn định nhiệt  Khi nhiệt độ tăng, IC tăng, IC điểm làm việc di chuyển từ A A’’ sang A’. BJT dẫn càng mạnh, ICA’’ A’ nhiệt độ trong BJT càng tăng, ICA’ A càng làm IC tăng lên nữa. ICA  Nếu không tản nhiệt ra môi trường, điểm làm việc có thể sang A’’ và tiếp tục. U UCEA CE  Vị trí điểm làm việc thay đổi, tín hiệu ra bị méo.  Trường hợp xấu nhất có thể làm hỏng BJT.
  23. Phân cực bằng dòng cố định ◼ Ví dụ  Cho mạch như hình vẽ, với VBB=5V, RBB=107.5k, =100, RCC=1k, V=0.6V, VCC=10V.  Tìm IB, IC, VCE và công suất tiêu tán của BJT.  Xác định điểm làm việc tĩnh của BJT.
  24. Phân cực bằng dòng cố định ◼ Tìm IB, IC, VCE và công suất tiêu tán của BJT.  Để BJT họat động ở chế độ khuếch đại, chọn UBE=V  Áp dụng KLV cho nhánh B-E ◼ IB=(VBB-UBE)/RBB~40A. ◼ IC= IB=4mA  Áp dụng KLV cho nhánh C-E: ◼ UCE=VCC-ICRC=6V  Công suất tiêu tán BJT: ◼ P=UCE.IC=24mW.
  25. Phân cực bằng dòng cố định ◼ Xác định điểm làm việc tĩnh: Ic(mA) Phương trình tải tĩnh: 10 ◼ VCC=ICRCC+UCE. ◼ Là phương trình đường thẳng. A(6V,4mA) 40A ◼ UCE=0, IC=VCC/RCC=10mA. 4 ◼ IC=0, UCE=VCC=10V. U (V) Điểm làm việc tĩnh: CE 6 10 ◼ Giao điểm giữa đường tải tĩnh với đặc tuyến BJT của dòng IB phân cực (40). ◼ Điểm làm việc nằm gần giữa đường tải tĩnh, mạch tương đối ổn định.
  26. Phân cực bằng điện áp hồi tiếp ◼ Áp dụng KLV cho VCC vòng I: II  I IB=(UCE-UBE)/RB. RC ◼ Áp dụng KLI cho nút C IC C: RB U C II Q E  I=IB+IC=IE. IB U ◼ Áp dụng KLV cho BE vòng II: I  UCE=VCC-IRC.
  27. Phân cực bằng điện áp hồi tiếp ◼ Xác định điểm làm việc tĩnh: IC V /R  Phương trình tải tĩnh: CC C ◼ VCC=IRC+UCE=ICRC/ +UCE ◼ Là phương trình đường IBA thẳng. A(UCEA,ICA) ◼ UCE=0, IC= VCC/RC. ICA ◼ IC=0, UCE=VCC.  Điểm làm việc tĩnh: ◼ Giao điểm giữa đường tải UCE tĩnh với đặc tuyến BJT của UCEA VCC dòng IB phân cực.
  28. Phân cực bằng điện áp hồi tiếp ◼ Tính ổn định nhiệt  Khi nhiệt độ tăng, IC tăng IC từ ICA sang ICA’, điểm làm VCC/RC việc di chuyển từ A sang A’.  U giảm xuống U . CE CEA’ A’ I ICA’ BA  Mà IB=(UCE-UBE)/RB. Nên IB A và U giảm, dẫn đến I BE C ICA giảm trở lại.  Điểm làm việc từ A’ lại trở về A. UCE  Mạch ổn định nhiệt. UCEA’UCEA VCC
  29. Phân cực bằng điện áp hồi tiếp ◼ Hồi tiếp:  Lấy 1 phần tín hiệu ngõ ra, đưa ngược về ngõ vào. ◼ Hồi tiếp dương:  tín hiệu đưa về cùng pha với ngõ vào.  ứng dụng trong mạch dao động. ◼ Hồi tiếp âm:  tín hiệu đưa về ngược pha với ngõ vào.  dùng để ổn định mạch.  giảm hệ số khuếch đại.
  30. Phân cực bằng điện áp hồi tiếp ◼ Mạch hồi tiếp âm điện áp bằng VCC cách lấy điện áp UCE đưa về phân cực UBE cho BJT. RC ◼ Mạch ổn định nhiệt nhưng hệ RB1 RB2 số khuếch đại giảm. ◼ Khắc phục: C  Tách RB thành 2 điện trở và nối với tụ C xuống masse.  Tụ C gọi là tụ thoát tín hiệu xoay chiều. Q  Tín hiệu đưa về thoát xuống masse theo tụ C mà không được đưa về cực B của BJT
  31. Phân cực tự động ◼ Áp dụng định lý nguồn tương VCC đương Thevenin để đơn giản.  Ngắn mạch điểm B: RC RB1 ◼ Inm=VCC/RB1.  Hở mạch điểm B: B Q ◼ Uhm=VCC/(RB1+RB2) = VB. ◼ Rng=Uhm/Inm RB2 RE ◼ Rng=RB1RB2/(RB1+RB2)=RB1//RB2=RB.
  32. Phân cực tự động ◼ Ta có mạch tương đương như VCC sau ◼ Với I C RC VCC .RB2 RB1.RB2 VB = U hm = , RB = Rng = RB1 + RB2 RB1 + RB2 RB ◼ Áp dụng KLV cho nhánh B-E Q  V – I .R -U – I .R = 0. U B B B BE E E IB BI E VB E ◼ Mà: IE = IB + IC = IB + IB= (1+ )IB RE ◼ Suy ra: IB=(VB-UBE)/(RB+(1+ )RE)
  33. Phân cực tự động ◼ Áp dụng KLV cho nhánh C-E: VCC  VCC=ICRC+UCE+IERE ◼ Với I = I /(1+ ) E C I C RC ◼ Thay vào, ta được: RB  VCC=(RC+ RE/ )IC+UCE. Q ◼ Với: U IB BI E VB E  =/(1+ ) RE
  34. Phân cực tự động ◼ Xác định điểm làm việc tĩnh: IC  Phương trình tải tĩnh: VCC ◼ VCC=IC(RC+RE/ )+UCE. ( RC+RE) ◼ Là phương trình đường thẳng. IBA A ◼ U =0, I = V /( R +R ). CE C CC C E ICA ◼ IC=0, UCE=VCC.  Điểm làm việc tĩnh: ◼ Giao điểm giữa đường tải UCE tĩnh với đặc tuyến BJT của UCEA VCC dòng IB phân cực.
  35. Phân cực tự động ◼ Tính ổn định nhiệt  Khi nhiệt độ tăng, IC tăng từ I CA IC sang ICA’, điểm làm việc di VCC ( RC+RE) chuyển từ A sang A’. IC tăng A’ làm IE tăng I ICA’ BA A  Mà VB= IB.RB +VBE + IE.RE. Nên ICA IB và VBE giảm, dẫn đến IC giảm trở lại.  Điểm làm việc từ A’ lại trở về A. UCE  Mạch ổn định nhiệt. UCEA’UCEA VCC
  36. Phân cực tự động ◼ Mạch ổn định nhiệt bằng hồi tiếp VCC âm dòng điện emitter qua RE. ◼ RE gọi là điện trở ổn định nhiệt. ◼ R càng lớn thì mạch càng ổn E RC định. RB1 ◼ Là mạch được dùng nhiều nhất. ◼ Tuy nhiên, hồi tiếp âm làm giảm Q hệ số khuếch đại. ◼ Khắc phục: RB2 RE CE  Mắc CE//RE.  CE: tụ thoát tín hiệu xoay chiều.
  37. Mạch khuếch đại dùng BJT
  38. Các cách mắc mạch BJT C ◼ E-C (Emitter Common). B ra  Vào B ra C, E chung vào vào E và ra E C ◼ B-C (Base Common).  Vào E ra C, B chung vào vào B ra và ra E ◼ C-C (Colector Common).  Vào B ra E, C chung vào B ra và ra vào C
  39. Mô hình tín hiệu nhỏ của BJT ◼ Mô hình :  BJT được thay bằng mạch tương đương sau  Dùng trong sơ đồ E-C và C-C VT: Thế nhiệt, 0 r =V /I VT~25.5mV ở 300 K T C
  40. Mô hình tín hiệu nhỏ của BJT ◼ Mô hình T:  BJT được thay bằng mạch tương đương sau  Dùng trong sơ đồ B-C VT: Thế nhiệt, 0 VT~25.5mV ở 300 K
  41. Quy tắc vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu xoay chiều ◼ Đối với tín hiệu xoay R1 R2 R4 chiều: AC C1 C2 E  Tụ điện xem như nối R3 tắt. R1 R2 R4  Nguồn một chiều xem AC C1 C2 E như nối tắt. R3 R1 R2 R4 AC R3
  42. Mạch khuếch đại E-C ◼ Sơ đồ mạch VCC ◼ Tác dụng linh kiện:  RB1, RB2: Phân cực cho BJT Q. RB1 RC  RC: Tải cực C.  RE: Ổn định nhiệt. C Q 2  Rt: Điện trở tải. C1  en, Rn: Nguồn tín hiệu và điện trở trong của nguồn. Rn R Rt B2 RE  C1, C2: Tụ liên lạc, ngăn thành phần 1 chiều, cho tín e CE hiệu xoay chiều đi qua. n  CE: Tụ thoát xoay chiều, nâng cao hệ số khuếch đại toàn mạch.
  43. Mạch khuếch đại E-C ◼ Sơ đồ tương đương iv B iB C it Rn rBE=r iB u u r v R R RB O C t en i Rr rv E Rv E RB=R1//R2
  44. Mạch khuếch đại E-C ◼ Điện trở vào:  Gọi Rv: điện trở vào toàn mạch, rv: điện trở vào BJT.  Ta có: ◼ rv=uBE/iB=r =VT/IC. ◼ Rv=RB//rv  Nhận xét: rv~Rv ◼ Điện trở ra:  Gọi Rr là điện trở ra của mạch khi mạch không nối với Rt.  Ta có: ◼ Rr=RC
  45. Mạch khuếch đại E-C ◼ Hệ số khuếch đại dòng điện: Gọi KI là hệ số khuếch đại dòng điện: dòngra it K I = = dòngvào iv Ta có: − iB .RC // Rt ur = it Rt = −iB .RC // Rt it = Rt Với rv~Rv và RC>>Rt thì i .r B v K ~- uv = iv .Rv = iB .rv iv = I Rv −  (RC // Rt ).Rv K I = Rt .rV
  46. Mạch khuếch đại E-C ◼ Hệ số khuếch đại điện áp: Gọi KU là hệ số khuếch đại điện áp: ápra ur KU = = ápvào en Ta có: ur = it Rt en iv = en = iv (Rv + Rn ) Rv + Rn it Rt Rt KU = = K I . iv (Rv + Rn ) Rv + Rn
  47. Mạch khuếch đại E-C ◼ Hệ số khuếch đại V công suất: CC  KP=KU.KI. RB1 RC ◼ Pha của tín hiệu: C Q 2  KI<0 nên tín hiệu ngõ C1 ra ngược pha tín hiệu Rn R Rt ngõ vào. B2 RE en CE
  48. Mạch khuếch đại E-C ◼ Nhận xét: Mạch khuếch đại E-C có biên độ Ki, KU>1 nên vừa khuếch đại dòng điện, vừa khuếch đại điện áp. Mạch khuếch đại E-C với KI, KU có dấu âm nên tín hiệu ngõ ra ngược pha với tín hiệu ngõ vào. Điện trở vào và điện trở ra của mạch E-C có giá trị trung bình trong các sơ đồ khuếch đại.
  49. Mạch khuếch đại B-C ◼ Sơ đồ mạch +VE -VC ◼ Tác dụng linh kiện:  RE: Phân cực cho BJT Q. RE RC  R : Tải cực C. C Q  Rt: Điện trở tải. C1 C2  en, Rn: Nguồn tín hiệu Rn và điện trở trong của Rt nguồn. en  C1, C2: Tụ liên lạc, ngăn thành phần 1 chiều, cho tín hiệu xoay chiều đi qua.
  50. Mạch khuếch đại B-C ◼ Sơ đồ tương đương i r E iv E e O C iE Rn it i B u u r v R R RE C t en Rr rv Rv B
  51. Mạch khuếch đại B-C ◼ Điện trở vào:  Gọi Rv: điện trở vào toàn mạch, rv: điện trở vào BJT.  Ta có: ◼ rv=uEB/iE=re=VT/IC. ◼ Rv=RE//rv  Nhận xét: rv rất nhỏ ◼ Điện trở ra:  Gọi Rr là điện trở ra của mạch khi mạch không nối với Rt.  Ta có: ◼ Rr=RC
  52. Mạch khuếch đại B-C ◼ Hệ số khuếch đại dòng điện: Gọi KI là hệ số khuếch đại dòng điện: dòngra it K I = = dòngvào iv Ta có: iE .RC // Rt ur = it Rt = iE .RC // Rt it = Rt Với rv~Rv và RC>>Rt thì i .r E v K ~ , không khuếch đại uv = iv .Rv = iE .rv iv = I Rv dòng điện. (RC // Rt ).Rv K I = Rt .rV
  53. Mạch khuếch đại B-C ◼ Hệ số khuếch đại điện áp: Gọi KU là hệ số khuếch đại điện áp: ápra ur KU = = ápvào en Ta có: u = i R r t t KI~1 nhưng Rt>>Rv, Rn nên K >1 : mạch khuếch e U n đại điện áp. iv = en = iv (Rv + Rn ) Rv + Rn it Rt Rt KU = = K I . iv (Rv + Rn ) Rv + Rn
  54. Mạch khuếch đại B-C ◼ Hệ số khuếch đại +VE -VC công suất:  KP=KU.KI. RE RC ◼ Pha của tín hiệu: Q  KI>0 nên tín hiệu ngõ C1 C2 ra cùng pha tín hiệu Rn ngõ vào. Rt en
  55. Mạch khuếch đại B-C ◼ Nhận xét: Mạch khuếch đại B-C có biên độ Ki 1 nên mạch không khuếch đại dòng điện, chỉ khuếch đại điện áp. Mạch khuếch đại B-C với KI, KU có dấu dương nên tín hiệu ngõ ra cùng pha với tín hiệu ngõ vào. Điện trở vào của mạch B-C có giá trị nhỏ nhất trong các sơ đồ khuếch đại.
  56. Mạch khuếch đại C-C ◼ Sơ đồ mạch VCC ◼ Tác dụng linh kiện:  RB1, RB2: Phân cực RB1 RC cho BJT Q.  RC: Tải cực C. Q  RE: Tải cực E. C1  Rt: Điện trở tải. Rn R C2 B2 RE  en, Rn: Nguồn tín hiệu Rt và điện trở trong của en nguồn.  C1, C2: Tụ liên lạc, ngăn thành phần 1 chiều, cho tín hiệu xoay chiều đi qua.
  57. Mạch khuếch đại C-C ◼ Sơ đồ tương đương iv B iB C rBE=r iB Rn E u iE v RB e it n u rv r Rv RC Rt Rr O RB=R1//R2
  58. Mạch khuếch đại C-C ◼ Điện trở vào:  Gọi Rv: điện trở vào toàn mạch, rv: điện trở vào BJT.  Ta có: ◼ rv=uBE/iB=[iBr +iE(RE//Rt)]/iB=r +(1+)(RE//Rt) ◼ rv=VT/IC+(1+)(RE//Rt). ◼ Rv=RB//rv  Nhận xét: rv~(1+)RE//Rt rất lớn ◼ Điện trở ra:  Gọi Rr là điện trở ra của mạch khi mạch không nối với Rt.  Ta có: ◼ Rr=RC
  59. Mạch khuếch đại C-C ◼ Hệ số khuếch đại dòng điện: Gọi KI là hệ số khuếch đại dòng điện: dòngra it K I = = dòngvào iv Ta có: (1+  )iB .RC // Rt ur = it Rt = iE .RC // Rt it = Rt Với rv~Rv và RC>>Rt thì i .r B v K ~1+ uv = iv .Rv = iB .rv iv = I Rv (1+  )(RC // Rt ).Rv K I = Rt .rV
  60. Mạch khuếch đại C-C ◼ Hệ số khuếch đại điện áp: Gọi KU là hệ số khuếch đại điện áp: ápra ur KU = = ápvào en Ta có: ur = it Rt KI~(1+), Rv~rv~(1+)RE//Rt>>Rn nên K ~1: không khuếch đại en U iv = en = iv (Rv + Rn ) điện áp. Rv + Rn it Rt Rt KU = = K I . iv (Rv + Rn ) Rv + Rn
  61. Mạch khuếch đại C-C ◼ Hệ số khuếch đại VCC công suất: RB1 RC  KP=KU.KI. ◼ Pha của tín hiệu: Q  K >0 nên tín hiệu ngõ I C1 ra cùng pha tín hiệu Rn R C2 ngõ vào. B2 RE Rt en
  62. Mạch khuếch đại C-C ◼ Nhận xét: Mạch khuếch đại C-C có biên độ Ki>1, KU~1 nên chỉ khuếch đại dòng điện, không khuếch đại điện áp. Mạch khuếch đại C-C với KI, KU có dấu dương nên tín hiệu ngõ ra cùng pha với tín hiệu ngõ vào. Điện trở vào của mạch C-C có giá trị lớn nhất trong các sơ đồ khuếch đại. Mạch này dùng phối hợp trở kháng rất tốt.
  63. Phương pháp ghép các tầng khuếch đại
  64. Ghép tầng ◼ Yêu cầu mạch khuếch đại từ tín hiệu rât nhỏ ở đầu vào thành tín hiệu rất lớn ở đầu ra. Không thể dùng 1 tầng khuếch đại mà phải dùng nhiều tầng. ◼ Giải pháp: Ghép tầng ◼ Hệ số khuếch đại bằng tích các hệ số khuếch đại các tầng Rn Tầng Tầng Tầng khuếch khuếch khuếch Rt đại thứ 1 đại thứ 2 đại thứ n en
  65. Ghép tầng bằng tụ ◼ Ưu: Đơn giản, cách ly thành phần 1 chiều giữa các tầng. ◼ Nhược: Suy giảm thành phần tầng số thấp.
  66. Ghép tầng bằng biến áp ◼ Ưu: Cho phép nguồn có điện áp thấp, dễ phối hợp trở kháng và thay đổi cực tính qua các cuộn dây. ◼ Nhược: Đặc tuyến tần số không bằng phẳng trong dải tần, cồng kềnh, dễ hỏng.
  67. Ghép tầng trực tiếp ◼ Ưu: Giảm méo tần số thấp. Đáp tuyến tần số bằng phẳng. ◼ Nhược: Phức tạp.
  68. Mạch khuếch đại công suất
  69. Yêu cầu ◼ Đươc sử dụng khi yêu cầu ngõ ra có công suất lớn. ◼ Các thông số yêu cầu cho mạch khuếch đại công suất:  Công suất ra tải.  Công suất tiêu thụ.  Hệ số khuếch đại.  Độ méo phi tuyến.  Đặc tuyến tần số.
  70. Chế độ làm việc của BJT ◼ Chế độ A:  BJT làm việc với cả hai bán kỳ của tín hiệu vào.  Ưu: Hệ số méo phi tuyến nhỏ.  Nhược: Hiệu suất thấp. <50% ◼ Chế độ B:  BJT chưa được phân cực, BJT làm việc với một bán kỳ của tín hiệu vào.  Ưu: Hiệu suất cao, ~78% .  Nhược: Méo phi tuyến
  71. Chế độ làm việc của BJT
  72. Chế độ làm việc của BJT ◼ Chế độ AB:  Là chế độ trung gian giữa chế độ A vfa chế độ B.  BJT được phân cực yếu. ◼ Chế độ C:  BJT chỉ làm việc với 1 phần của 1 bán kỳ.  Hiệu suất cao, ~100%. Dùng cho mạch tần số cao. ◼ Chế độ D:  BJT làm việc ở 1 trong hai trạng thái: ngưng dẫn hoặc dẫn bảo hòa.  Hiệu suất cao, ~100%. Áp dụng trong kỹ thuật xung, số.
  73. Khuếch đại công suất chế độ A ◼ Nhược: Yêu cầu điện trở tải phải lớn thì công suất ra mới lớn. Dùng cho mạch công suất nhỏ. ◼ Khắc phục: Để phối hợp trở kháng, sử dụng biến áp.
  74. Khuếch đại công suất chế độ B có biến áp ◼ Chế độ B: BJT Q1 và Q2 chưa được phân cực. ◼ R: Đảm bảo chế độ làm việc cho Q1 và Q2. Mỗi bán kỳ chỉ có 1 trong hai BJT dẫn. ◼ T1: Biến áp đảo pha, cho 2 tín hiệu ra ngược pha nhau. VCC ◼ T2: Biến áp xuất. ◼ RL: Tải loa. Q1 T1 T2 RL R Q2
  75. Khuếch đại công suất chế độ B có biến áp IB1 ◼ Nhược: Méo dạng tín Ur hiệu (méo xuyên trục). Méo xuyên ◼ Khắc phục: Phân cực trục cho BJT. → Họat động UBE2 UBE1 t ở chế độ AB. IB2 Uv t
  76. Khuếch đại công suất chế độ AB có biến áp ◼ Chế độ AB: Q1 và Q2 được phân cực yếu nhờ R1, R2. ◼ T1: Biến áp đảo pha, cho 2 tín hiệu ra ngược pha nhau. V ◼ T2: Biến áp xuất. CC ◼ RL: Tải loa. R1 Q1 T1 T2 RL R2 Q2
  77. Khuếch đại công suất chế độ AB có biến áp ◼ Q1, Q2 dẫn ngay với điện áp vào rất nhỏ nên hết méo xuyên trục. IB1 Ur ◼ Nhược:  Hiệu suất giảm.  Biến áp cồng kềnh UBE2 UBE1 t IB2 Uv
  78. Khuếch đại công suất chế độ AB không biến áp ◼ Mạch đẩy kéo dùng BJT cùng loại
  79. Khuếch đại công suất chế độ AB không biến áp ◼ Mạch đẩy kéo dùng BJT khác loại