Bài giảng Mạch điện tử: Phần 1 - Trường Đại học Thái Bình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 dưới đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạch điện tử: Phần 1 - Trường Đại học Thái Bình

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 1
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 2
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 3
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 4
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 5
Chương 1: MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG BJT 1.1. PHÂN CỰC CỐ ÐỊNH: (FIXED-BIAS) Ta biết BJT có thể hoạt động trong 3 vùng: - Vùng tác động: (Vùng khuếch đại hay tuyến tính) - Với nối B-E phân cực thuận - Nối B-C phân cực nghịch - Vùng bảo hòa: Nối B-E phân cực thuận Nối B-C phân cực thuận - Vùng ngưng: Nối B-E phân cực nghịch Tùy theo nhiệm vụ mà hoạt động của transistor phải được đặt trong vùng nào. Như vậy, phân cực transistor là đưa các điện thế một chiều vào các cực của transistor như thế nào để transistor hoạt động trong vùng mong muốn. Dĩ nhiên người ta còn phải thực hiện một số biện pháp khác để ổn định hoạt động transistor nhất là khi nhiệt độ của transistor thay đổi. Trong chương này, ta khảo sát chủ yếu ở BJT NPN nhưng các kết qủa và phương pháp phân tích vẫn đúng với BJT PNP, chỉ cần chú ý đến chiều dòng điện và cực tính của nguồn điện thế 1 chiều. Mạch cơ bản như hình 1.1 Phương pháp chung để phân giải mạch phân cực gồm ba bước: Bước 1 : Dùng mạch điện ngõ vào để xác định dòng điện ngõ vào (IB hoặc IE) Bước 2: Suy ra dòng điện ngõ ra từ các liên hệ I =βI I =αI C B C E Bước 3:Dùng mạch điện ngõ ra để tìm các thông số còn lại (điện thế tại cácchân, giữa các chân của BJT...) Áp dụng vào mạch điện hình 1.1 Mạch ngõ vào nền – phát: +Vcc – RBIB – VBE = 0 V I  V  CC BE B R B 6
 Với VBE = 0.7V nếu BJT là Si và VBE = 0.3V nếu là GSuy ra IC = β.IB e Mạch ngõ ra thu – nền : Vcc = RCIC + VCE Hay VCE = VCC – RCIC Đây là phương trình đường thẳng lấy điện. Sự bảo hòa của BJT: Sự liên hệ giữa I và I sẽ quyết định BJT có hoạt động trong vùng tuyến tính hay C B không. Ðể BJT hoạt động trong vùng tuyến tính thì nối thu - nền phải phân cực nghịch. Ở BJT NPN và cụ thể ở hình 1.1 ta phải có: VC > VB => VC > VB = VBE =>VC = VCC – RCIC = VCE> VBE = 0.7V => I C VCC  0.7V RC VCC  0.7V Nếu I C   thì BJT sẽ đi dần vào hoạt động trong vùng bão hòa. Từ điều RC kiện này và liên hệ I =β.I ta tìm được trị số tối đa của I Từ đó ta chọn RB C B B, VCC sao cho thích hợp. Nếu I C  tức VCE ≠0V (thực ra khoảng 0.2 V) thì Vc < VB, nối RC thu – nền phân cực thuận, BJT hoàn toàn nằm trong vùng bão hòa và dòng điện V V I  CC được gọi là dòng cực thu bão hòa ICSAT I  CC . C Csat RC RC 1.2. PHÂN CỰC ỔN ÐỊNH CỰC PHÁT: (EMITTER - STABILIZED BIAS) Mạch cơ bản giống mạch phân cực cố định, nhưng ở cực phát được mắc thêm một điện trở R xuống mass. Cách tính phân cực cũng có các bước giống như ở mạch E phân cực cố định. Ta có Vcc = RBIB + VBE + REIE Thay IE = (1+β)IB VCC  VBE I  B RB  (1   )RE  Từ Ic = βIB  Ở mạch thu – phát Vcc = RBIB + VBE + REIE Trong đó IE = IB +IC # IC Suy ra VCE = VCC – (RC + RE)IC 7
Hình 1.2 Sự bảo hòa của BJT: Tương tự như trong mạch phân cực cố định, bằng cách cho nối tắt giữa cực thu và cực phát ta tìm được dòng điện cực thu bảo hòa I Csat VCC ICsat  R  R C E Ta thấy khi thêm R vào, I nhỏ hơn trong trường hợp phân cực cố định, tức BJT dễ E Csat bão hòa hơn. 1.3. PHÂN CỰC BẰNG CẦU CHIA ĐIỆN THẾ: (VOLTAGE - DIVIDER BIAS) Mạch cơ bản có dạng hình 1.3. Dùng định lý Thevenin biến đổi thành mạch hình 1.3 Hình 1.3 8
R  R // R  R1 R2 BB 1 2 R1  R2 V V R2 R1  R2 BB CC Trong đó: Mạch nền - phát: V = R I + VBE + IE.RE BB BB B Thay: I =(1+β)I E B VBB  VBE Suy ra I B  RBB  (1   )RE  Từ Ic = βIB  Ở mạch thu – phát VCE = VCC.RC.IC - RCIE Vì IC # IE Suy ra VCE = VCC – (RC + RE)IC Ngoài ra VC = VCC – RC.IC VB = VBB - RBIB VE = IE.RE = IC.RE Sự bão hòa của BJT VCC ICsat  R  R C E Cách phân tích gần đúng: Trong cách phân cực này, trong một số điều kiện, ta có thể dùng phương pháp tính gần đúng. Ðể ý là điện trở ngõ vào của BJT nhìn từ cực B khi có R là: E Ta thấy, nếu xem nội trở của nguồn VBE không đáng kể so với (1+β)RE thì Ri=(1+β)RE. Nếu Ri>>R2 thì dòng IB
R2 V V B CC R1  R2 Vì R =(1+β)R # βR nên thường trong thực tế người ta có thể chấp nhận cách tính gần i E E đúng này khi βR ≥ 10R . E 2 Khi xác định xong V , V có thể tính bằng: B E VE = VB – VBE VE Và I  V I E CC C RE VCE = VCC – (RC + RE)IC Trong cách tính phân cực này, ta thấy không có sự hiện diện của hệ số β. Ðiểm tĩnh điều hành Q được xác định bởi I và V như vậy độc lập với β. Ðây là một ưu C CE điểm của mạch phân cực với điện trở cực phát R vì hệ số β rất nhạy đối với nhiệt độ E mặc dù khi có R độ khuếch đại của BJT có suy giảm. E 1.4. PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP ÐIỆN THẾ: (Dc Bias With Voltage Feedback) Ðây cũng là cách phân cực cải thiện độ ổn định cho hoạt động của BJT: Mạch nền – phát: Vcc = RC IC ’ + RB IB + REIE + VBE Với Ic’ = IC + IB = IE ≠ IC = β.IB VCC  VBE I   B RB   (RC  RE ) I = β.IB  C  VCE = VCC – (RC +RE)IC 10
Hỉnh 1.7 1.5. MỘT SỐ DẠNG MẠCH PHÂN CỰC KHÁC Mạch phân cực bằng cầu chia điện thế và hồi tiếp điện thế rất thông dụng. Ngoài ra tùy trường hợp người ta còn có thể phân cực BJT theo các dạng sau đây thông qua các bài tập áp dụng. Hình 1.8 1.6. THIẾT KẾ MẠCH PHÂN CỰC Khi thiết kế mạch phân cực, người ta thường dùng các định luật căn bản về mạch điện như định luật Ohm, định luật Kirchoff, định lý Thevenin..., để từ các thông số đã biết tìm ra các thông số chưa biết của mạch điện. Phần sau là một vài thí dụ mô tả công việc thiết kế. 1.6.1. Thí dụ 1: 11
Cho mạch phân cực với đặc tuyến ngõ ra của BJT như hình 1.9. Xác định V , CC R,R C B. Hình 1.9 Hình 1.10 Từ đường thẳng lấy điện: V =V -R I ta suy ra V =20V CE CC C C CC VCC  VBE 20V  0.7V IC    40A RB RB  RB = 482.5 KΩ  Để có các điện trở tiêu chuẩn ta chọn RB = 470KΩ, RC = 2.4KΩ 1.7. BJT HOẠT ÐỘNG NHƯ MỘT CHUYỂN MẠCH BJT không những chỉ được sử dụng trong các mạch điện tử thông thường như khuếch đại tín hiệu, dao động... mà còn có thể được dùng như một ngắt điện (Switch). Hình 1.12 là mô hình căn bản của một mạch đảo (inverter). Hình 1.11 Hình 1.12 12
Ta thấy điện thế ngõ ra của V là đảo đối với điện thế tín hiệu áp vào cực nền C (ngõ vào). Lưu ý là ở đây không có điện áp 1 chiều phân cực cho cực nền mà chỉ có điện thế 1 chiều nối vào cực thu. Mạch đảo phải được thiết kế sao cho điểm điều hành Q di chuyển từ trạng thái ngưng dẫn sang trạng thái bảo hòa và ngược lại khi hiệu thế tín hiệu vào đổi trạng thái. Ðiều này có nghĩa là I =I ≈ 0mA khi IB=0mA và VCE - = 0V C CEO Cesat V - Ở hình 2.12, Khi V =5V, BJT dẫn và phải thiết kế sao cho BJT dẫn bảo hòa. i Dòng ICSAT VCC I CSAT  RC Mức IB để BJT hoạt động trong vùng bão hòa thì có thể tính bằng gần đúng: ICsat I B min   dc Do đó điều kiện để BJT bão hòa là I B min  ICsat   dc Như vậy ta có thể coi R #0Ω khi nó được mắc nối tiếp với điện trở hàng KΩ. sat - Khi v =0V, BJT ngưng, điện trở tương đương giữa 2 cực thu-phát được ký hiệu là i R cut-off Trong thực tế, BJT không thể chuyển tức thời từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn hay ngược lại mà phải mất một thời gian. Ðiều này là do tác dụng của điện dung ở 2 mối nối của BJT. Ta xem hoạt động của BJT trong một chu kỳ của tín hiệu (hình 1.13) Hình 1.13 Hình 1.14 - Khi chuyển từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn, BJT phải mất một thời gian là: t =t +t (2.14) on d r t : Thời gian từ khi có tín hiệu vào đến khi IC tăng được 10% giá trị cực d đại 13
t : Thời gian để IC tăng từ 10% đến 90% giá trị cực đại. r - Khi chuyển từ trạng thái dẫn sang trạng thái ngưng, BJT phải mất một thời gian là: t =t +t (2.15) off s f t : Thời gian từ khi mất tín hiệu vào đến khi IC còn 90% so với trị cực đại s t : Thời gian từ khi I 90% đến khi giảm còn 10% trị cực đại. f C Thông thường t >t off on Hình 1.15 Hình 1.16 Kết qủa là giữa hai cực C và E tương đương với mạch hở Hình 1.17 Thí dụ BJT bình thường Ts = 120 ns : tr = 13ns Tf = 38ns : td = 25ns Vậy ton = 38ns : toff = 132ns So sánh với 1 BJT đặc biệt có chuyển mạch nhanh như BSV 52L ta thấy : ton = 12ns ; toff = 18ns. Các BJT này được gọi là các Transistor chuyển mạch (Switching Transistor). 14
1.8. TÍNH KHUẾCH ÐẠI CỦA BJT Xem mạch điện hình 1.18 Giả sử ta đưa một tín hiệu xoay chiều có dạng sin, biên độ nhỏ vào chân B của BJT như hình vẽ. Ðiện thế ở chân B ngoài thành phần phân cực V còn có thành phần B xoay chiều của tín hiệu v (t) chồng lên. i vB(t)=VB+vi (t) Các tụ C1 và C2 ở ngõ vào và ngõ ra được chọn như thế nào để có thể xem như nối tắt- dung kháng rất nhỏ - ở tần số của tín hiệu. Như vậy tác dụng của các tụ liên lạc C1, C2 15
là cho thành phần xoay chiều của tín hiệu đi qua và ngăn thành phần phân cực một chiều. Khi vb(t) >VB, tức bán kỳ dương của tín hiệu, VBE tăng tức dòng IB tăng và do IC = β.IB nên dòng cực thu IC cũng tăng. Do đó điện thế tại cực thu vc(t) = VCC – RCIC(t) giảm hơn trị số tĩnh Vc. Khi vb(t) < VB, tức là bán kỳ âm của tín hiệu, dòng IB giảm đưa đến dòng IC cũng giảm và vc(t) tăng. Như vậy ở mạch trên ta thấy vc(t) biến thiên ngược chiều với vb(t) tức vo(t) ngược pha với vi(t). Người ta định nghĩa tỷ sốAV = Vo(t)/Vi(t) là độ khuếch đại hay độ lợi điện thế của mạch. Chìa khóa để phân biệt và xác định các thông số của mạch là mạch tương đương xoay chiều. Ở mạch ngoài, về mạch xoay chiều các tụ liên lạc C1 và C2 và tụ phân cực dòng CE xem như nối tắt. Nguồn điện thế một chiều cũng xem như nối tắt. Người ta định nghĩa thông số chính của mạch Hình 1.19 Về BJT, người ta thường dùng mạch tương đương kiểu mẫu re hay mạch tương đ ơ gtheo ưn thông số h. Hình 1.20 mô tả 2 loại mạch tương đương này ở 2 dạng đơn giản vàđầy đủ  Dạng đơn giản 16
Mạch cực nền chung. Mạch cực phát chung dạng đầy đủ. Hình 1.20 Các liên hệ cần chú ý: 26mV  26mV ; r  h re  e ie IE IC   h fe ; re = hib  1 Ngoài ra r  vbe  vbe ic      i gv e b m be ib ic ib gm Do đó nguồn phụ thuộc βib có thể thay thế bằng nguồn gm.vbe 1.9. MẠCH KHUẾCH ÐẠI CỰC PHÁT CHUNG Tín hiệu đưa vào cực nền B, lấy ra ở cực thu C. Cực phát E dùng chung cho ngõ vào và ngõ ra 1.9.1. Mạch khuếch đại cực phát chung với kiểu phân cực cố định và ổn định cực phát Mạch cơ bản như hình 1.21 và mạch tương xoay chiều như hình 1.22 17
Trị số β do nhà sản xuất cho biết Trị số r được tính từ mạch phân cực: e Từ mạch Hình 1.21 và mạch tương xoay chiều như hình 1.22 Trị số β do nhà sản xuất cho biết Trị số r được tính từ mạch phân cực: e 26mV re  Ic Từ mạch tương đương ta tìm được các thông số của mạch. vo * Ðộ lợi điện thế: AV vi Ta có: vo = βibRC Vi = βreib + (1+β)RE.ib vo   RC Suy ra A  re  (1   )RE v vi RC Do β>>1 nên Av   re  RE RC Nếu RE>> re => A v RE Dấu – cho thấy vo và vi ngược pha nhau. vi Tổng trở vào : z i  ii vi reib  (1   )REib Ta đặt z b    (re  RE )  RE ib ib 18
Suy ra zi = RB // zb Độ lợi dòng điện: A  i0 i ii v v vo zi 0 i   0 ; i i i ; => Ai   RC zi vi RC zi Hay A   A i v RC vo Tổng trở ra z 0 i0 Ðể tính tổng trở ra của mạch, đầu tiên ta nối tắt ngõ vào (v =0); áp một nguồn giả i tưởng có trị số v vào phía ngõ ra như hình 2.23, xong lập tỉ số: o v0 z 0 vi Khi v =0 ⇒i = 0 ⇒βi =0 (tương đương mạch hở) nên i b b v0 z 0  Rc vi Chú ý: Trong mạch cơ bản hình 1.21 nếu ta mắc thêm tụ phân dòng C (như E hình 1.24) hoặc nối thẳng chân E xuống mass (như hình 1.25) thì trong mạch tương đương xoay chiều sẽ không còn sự hiện diện của điện trở RE (hình 1.26) 19
Hình 1.24 Hình 1.25 Hình 1.26 Phân giải mạch ta sẽ tìm được: vo RC A V  vi re vi Z   RB // re ii Zo = R C Zi Ai   AV RCi Thật ra các kết quả trên có thể suy ra từ các kết quả hình 2.22 khi cho RE=0 1.9.2. Mạch khuếch đại cực phát chung với kiểu phân cực bằng cầu chia điện thế và ổn định cực phát 20