1
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÁI BÌNH
BÀI GIẢNG
MẠCH ĐIỆN TỬ
Chủ nhiệm đề tài: Th.s Nguyễn Thị Thu Hà
Thành viên: Th.s Tống Thị Lan
Th.s Đào Thị Mơ
Th.s Đàm Đức Cường
Th.s Nguyễn Thị Bảo Thư
Th.s Nguyễn Văn Nhương
Thái Bình, năm 2021
2
Contents
Chương 1: MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG BJT ..... 6
1.1.
PHÂN CỰC CỐ ÐỊNH: (FIXED-BIAS) ............................................................. 6
1.2.
PHÂN CỰC ỔN ÐỊNH CỰC PHÁT: (EMITTER - STABILIZED BIAS) ........ 7
1.3.
PHÂN CỰC BẰNG CẦU CHIA ĐIỆN THẾ: (VOLTAGE - DIVIDER BIAS) 8
1.4.
PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP ÐIỆN THẾ: (Dc Bias With Voltage Feedback) .. 10
1.5.
MỘT SỐ DẠNG MẠCH PHÂN CỰC KHÁC .................................................. 11
1.6.
THIẾT KẾ MẠCH PHÂN CỰC ........................................................................ 11
1.6.1.
Thí dụ 1: ....................................................................................................... 11
1.7.
BJT HOẠT ÐỘNG NHƯ MỘT CHUYỂN MẠCH .......................................... 12
1.8.
TÍNH KHUẾCH ÐẠI CỦA BJT ....................................................................... 15
1.9.
MẠCH KHUẾCH ÐẠI CỰC PHÁT CHUNG .................................................. 17
1.9.1.
Mạch khuếch đại cực phát chung với kiểu phân cực cố định và ổn định cực
phát 17
1.9.2.
Mạch khuếch đại cực phát chung với kiểu phân cực bằng cầu chia điện thế
và ổn định cực phát ................................................................................................ 20
1.9.3.
Mạch khuếch đại cực phát chung phân cực bằng hồi tiếp điện thế và ổn định
cực phát .................................................................................................................. 22
1.10.
MẠCH KHUẾCH ÐẠI CỰC THU CHUNG .................................................. 24
1.11.
MẠCH KHUẾCH ÐẠI CỰC NỀN CHUNG .................................................. 26
1.12.
PHÂN GIẢI THEO THÔNG SỐ h ÐƠN GIẢN ............................................. 26
1.12.1.
Mạch khuếch đại cực phát chung .............................................................. 27
1.12.2.
Mạch khuếch đại cực thu chung ................................................................ 28
1.12.3.
Mạch khuếch đại cực nền chung ................................................................ 28
1.13.
PHÂN GIẢI THEO THÔNG SỐ h ÐẦY ÐỦ ................................................. 29
CHƯƠNG 2: MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG FET
...................................................................................................................................... 34
2.1
PHÂN CỰC JFET VÀ DE-MOSFET ÐIỀU HÀNH THEO KIỂU HIẾM: ....... 34
2.1.1
Phân cực cố định ........................................................................................... 34
2.1.2
Phân cực tự động .......................................................................................... 35
2.1.3
Phân cực bằng cầu chia điện thế ................................................................... 36
2.2
DE-MOSFET ÐIỀU HÀNH KIỂU TĂNG: ....................................................... 37
2.2.1
Phân cực bằng cầu chia điện thế ................................................................... 37
3
2.2.2
Phân cực bằng mạch hồi tiếp điện thế .......................................................... 38
2.3
MẠCH PHÂN CỰC E-MOSFET: ...................................................................... 38
2.3.1
Phân cực bằng hồi tiếp điện thế .................................................................... 38
2.3.2
Phân cực bằng cầu chia điện thế ................................................................... 39
2.4
MẠCH KẾT HỢP BJT VÀ FET: ....................................................................... 40
2.5
THIẾT KẾ MẠCH PHÂN CỰC DÙNG FET: ................................................... 41
2.6
TÍNH KHUẾCH ÐẠI CỦA FET VÀ MẠCH TƯƠNG ÐƯƠNG XOAY CHIỀU
TÍN HIỆU NHỎ ........................................................................................................ 42
2.7
MẠCH KHUẾCH ÐẠI DÙNG JFET HOẶC DE-MOSFET ÐIỀU HÀNH
THEO KIỂU HIẾM: ................................................................................................. 43
2.7.1
Mạch cực nguồn chung: ................................................................................ 43
2.7.2
Ðộ lợi điện thế của mạch khuếch đại cực nguồn chung với điện trở RS ..........
44
2.7.3
Mạch khuếch đại cực thoát chung hay theo nguồn(Common Drain or source
follower) ................................................................................................................. 44
2.7.4
Mạch khuếch đại cực cổng chung: ( Common-gate circuit) ......................... 45
2.8
MẠCH KHUẾCH ÐẠI DÙNG E-MOSFET: ..................................................... 46
2.9
THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ÐẠI DÙNG FET: .............................................. 47
CHƯƠNG 3: CÁC DẠNG LIÊN KẾT CỦA BJT VÀ FET ....................................... 51
3.1
LIÊN KẾT LIÊN TIẾP: (cascade connection).................................................... 51
3.1.1
Liên kết bằng tụ điện: ................................................................................... 51
3.1.2
Liên lạc cascade trực tiếp:............................................................................. 54
3.2
LIÊN KẾT CHỒNG: (cascode connection) ........................................................ 58
3.3
LIÊN KẾT DARLINGTON: ............................................................................... 59
3.4
LIÊN KẾT CẶP HỒI TIẾP:................................................................................ 61
3.5
MẠCH CMOS: ................................................................................................... 63
3.6
MẠCH NGUỒN DÒNG ÐIỆN: ......................................................................... 64
3.6.1
Nguồn dòng điện dùng JFET: ....................................................................... 65
3.6.2
Dùng BJT như một nguồn dòng điện: ........................................................... 65
3.6.3
Nguồn dòng điện dùng BJT và zener: .......................................................... 66
3.7
MẠCH KHUẾCH ÐẠI VISAI: (differential amplifier) ..................................... 66
3.7.1
Dạng mạch căn bản: ...................................................................................... 66
3.7.2
Mạch phân cực: ............................................................................................. 68
3.7.3
Khảo sát thông số của mạch: ........................................................................ 68
4
3.7.4
Trạng thái mất cân bằng: .............................................................................. 71
Chương 4 OP-AMP-KHUẾCH ÐẠI VÀ ỨNG DỤNG ............................................... 72
4.1
VI SAI TỔNG HỢP: ........................................................................................... 72
4.1.1
Các tầng giữa: ............................................................................................... 72
4.1.2
Tầng cuối: ..................................................................................................... 73
4.1.3
Một ví dụ ....................................................................................................... 75
4.2
MẠCH KHUẾCH ÐẠI OP-AMP CĂN BẢN: ................................................... 76
4.2.1
Mạch khuếch đại đảo: (Inverting Amplifier) ................................................ 77
4.2.2
Mạch khuếch đại không đảo: (Non_inverting Amplifier) ............................ 78
4.2.3
Op-amp phân cực bằng nguồn đơn: .............................................................. 79
4.3
MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA OP-AMP: ............................................................. 79
4.3.1
Mạch làm toán: .............................................................................................. 79
4.3.2
Mạch so sánh: ............................................................................................... 84
4.3.3
Mạch lọc tích cực: (Active filter) ................................................................. 95
Chương 5 MẠCH KHUẾCH ÐẠI CÔNG SUẤT ...................................................... 107
(Power Amplifier) ....................................................................................................... 107
5.1
MẠCH KHUẾCH ÐẠI CÔNG SUẤT LOẠI A: .............................................. 108
5.2
MẠCH KHUẾCH ÐẠI CÔNG SUẤT LOẠI A DÙNG BIẾN THẾ ............... 112
5.3
KHẢO SÁT MẠCH KHUẾCH ÐẠI CÔNG SUẤT LOẠI B .......................... 116
5.4
DẠNG MẠCH CÔNG SUẤT LOẠI B: ........................................................... 118
5.4.1
Mạch khuếch đại công suất Push-pull liên lạc bằng biến thế ..................... 119
5.4.2
Mạch công suất kiểu đối xứng - bổ túc: ...................................................... 121
5.4.3
Khảo sát vài dạng mạch thực tế .................................................................. 123
5.4.3.1
Mạch công suất với tầng khuếch đại điện thế là transistor: ..................... 123
5.4.3.2
Mạch công suất với tầng khuếch đại điện thế là op-amp ......................... 124
5.4.3.3
Mạch công suất dùng MOSFET: ............................................................. 126
5.5
IC CÔNG SUẤT: .............................................................................................. 126
5
LỜI NÓI ĐẦU
Mạch điện tử là kiến thức cơ bản, để thiết kế và ứng dụng mạch áp dụng vào
rất nhiều các lĩnh vực. Việc tính toán và thiết kế các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ cần
thiết để phát triển lên mạch khuếch đại có công suất lớn. Do đó mạch điện tử là vô
cùng cần thiết đối với sinh viên đang được đào tạo trong các ngành kỹ thuật. Đối với
sinh viên ngành Điện tử, kiến thức về mạch điện tử là cơ sở để nghiên cứu các lĩnh
vực thuộc chuyên ngành.
Bài giảng mạch điện tử cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản các mạch
khuếch đại tín hiệu nhỏ, cách ghép giữa các tâng khuếch đại và sự ảnh hưởng của các
tầng khuếch đại. Đối với mỗi chương có phân tích và tính toán các mạch cụ thể giúp
sinh viên hiểu được nguyên lý và tính toán các thông số trong mạch khuếch đại.
Bài giảng gồm 5 chương, trình bày khá chi tiết về các Khi tìm hiểu cuốn bài
giảng sinh viên biết cách tính toán các thông số cần quan tâm trên thực tế. Từ đó phân
tích và ứng dụng trong thực tế.
Đây là môn học cơ sở. Trong quá trình soạn không tránh khỏi những thiếu sót,
rất mong sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và các em sinh viên.
Trân trọng cám ơn!
Người soạn
Nguyễn Thị Thu Hà