intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng môn Kỹ thuật điện tử - Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT

Chia sẻ: Nguyễn Quang Hòa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST
Báo xấu
509
lượt xem 115
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khuếch đại là quá trình biến đổi một đại lượng (dòng điện hoặc điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không thay đổi dạng của nó. Khi xét BJT hoạt động dưới điều kiện tín hiệu nhỏ (sự thay đổi của tín hiệu vào đủ nhỏ) thì có thể xem BJT như một bộ khuếch đại.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Kỹ thuật điện tử - Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT

  1. 19-Feb-11 Chương 4 M CH KHU CH I TÍN HI U NH DÙNG BJT I. NH NGHĨA - Khu ch i là quá trình bi n i m t i lư ng (dòng i n ho c i n áp) t biên nh thành biên l n mà không làm thay i d ng c a nó. - Khi xét BJT ho t ng dư i i u ki n tín hi u nh (s thay i c a tín hi u vào nh ) thì có th xem BJT như m t b khu ch i ac. I,V I,V B ∆out ∆in KHU CH I 1 l i là t s c a m t lư ng tín hi u (dòng i n ho c i n áp) - thay i ngõ ra và ngõ vào. Ký hi u là Ai ho c AV. ∆I out i o (rms ) + l i dòng: Ai = = ∆I in i i (rms ) ∆Vout v o (rms ) Av = + l i áp: = ∆Vin v i (rms ) Pout AP = = Av. A i + l i công su t: Pin A > 1: b khu ch i tín hi u. A < 1: b suy gi m tín hi u. Nh c l i: + giá tr rms: tr hi u d ng ( tính cho tín hi u ac). + giá tr amp: tr biên (ho c nh – peak). (amp) (rms) = 2 2 1
  2. 19-Feb-11 i n tr ngõ vào c a m t b khu ch i là t ng tr tương ương t i các u ngõ vào c a nó. Vin v in R in = ( DC) rin = (ac) I in i in Công su t ngõ vào ac nh nghĩa tương t cho i n tr và công su t ngõ ra. 3 nh hư ng c a i n tr ngu n i v i m ch khu ch i A * Khu ch i áp - i n áp vào b K : r  vin =  in .vs r +r   s in  ⇒ i n áp ra : r  vout = Av .vin = Av . in .vs r +r   s in  ⇒ có l i áp là Av thì rin >>rs . 4 2
  3. 19-Feb-11 * Khu ch i dòng - Dòng ngõ vào b K : r i in =  s .is r +r   s in  ⇒ Dòng ngõ ra : r i out = Ai .i in = Ai . s .is r +r   s in  ⇒ có l i dòng là Ai thì rs >>rin . 5 nh hư ng c a i n tr t i - M t b khu ch i ac dùng cung c p áp, dòng ho c/và công su t cho m t t i ngõ ra. - T i có th là loa, anten, còi, ng cơ i n ho c b t kỳ 1 thi t b h u ích nào. - Khi phân tích m ch này, ta thay th b ng 1 i n tr t i RL. r  Áp ra trên t i: v L =  L .v out ⇒ có áp rơi t i a trên t i r +r   o L thì rL>>ro. Xét c nh hư ng c a ngu n thì l i áp t ngu n n t i: r  r  vL = A V . in . L  r +r r +r  vs  s in   o L  6 3
  4. 19-Feb-11 M t cách tương t khi xét n b khu ch i dòng, ta có: r Dòng trên t i: i L =  o .i out r +r   o L ⇒ có áp rơi t i a trên t i thì ro>>rL. l i dòng t ng:  rs   ro  iL = A i .  r + r . r + r    is  s in   o L  truy n công su t c c i thì c n có s ph i h p tr kháng: - T ngu n tín hi u n b khu ch i: rs = r in. - T b khu ch i n t i: rout = rL. 7 M c ích phân c c DC Khi thi t k phân c c cho BJT ng th i cũng là ch n i m làm vi c cho BJT. Khi ó, d ng sóng ngõ ra s ph thu c vào giá tr i m phân c c và s thay i c a tín hi u ngõ vào. vo(t) = VB + A sin ωt 8 4
  5. 19-Feb-11 Tùy thu c vào giá tr c a VB mà i n áp ra s có nh ng thay i như sau: 9 T ghép -Tính ch t c a t là ngăn tín hi u DC, thông thư ng t s ư c dùng ngăn nh hư ng c a tín hi u DC ivi ngu n ho c t i. - Các t này ph i ln có t ng tr th t nh i v i tín hi u AC. - Các t này ư c g i là t ghép (coupling capacitor) ho c t ch n (blocking capacitor). 10 5
  6. 19-Feb-11 ư ng t i m t chi u và ư ng t i xoay chi u VCC RC RC RB RL Xét m ch khu ch i CE: - i n tr t i DC: RL = RC. - i n tr t i AC: rL = RL // RC. 11 - ư ng t i DC là t p h p t t c các i m làm vi c tĩnh Q(IC,VCE), khi chưa có tín hi u AC. - ư ng t i AC là t p h p t t c các i m (iC,vCE), bao g m c i m Q. - Phương trình ư ng t i AC: IQ, VQ = Q(IC,VCE) IO, VO:giá tr iC và vCE c a ư ng t i AC. 12 6
  7. 19-Feb-11 - ư ng t i AC có d c hơn ư ng t i DC. - Áp ngõ ra ư c quy t nh b i ư ng t i AC s nh hơn n u ư c quy t nh b i ư ng t i DC. - N u Q d ch trên ư ng t i DC thì ư ng t i AC s d ch song song. 13 II. CÁC CH LÀM VI C C A BJT TRONG M CH iC KHU CH I IBmax Ch A (L p A) C M Khi ch n i m Q n m iCmax • kho ng gi a o n MN Q trên ư ng t i xoay iCQ • chi u, ta nói ph n t K làm vi c ch A. N IBmin iCmin • c i m c a ch VCE vCEQ D này là: - Khu ch i trung th c, ít méo phi tuy n. - Dòng và áp tĩnh luôn khác không. Biên dòng và áp xoay chi u l y ra t i a ch b ng dòng và áp tĩnh. Do ó hi u su t th p (25%). 14 7
  8. 19-Feb-11 nh nghĩa hi u su t η: o b ng t s gi a công su t c a tín hi u xoay chi u ưa ra trên t i và t ng công su t t ng khu ch i tiêu th c a ngu n cung c p. Ch A thư ng dùng trong các t ng khu ch i tín hi u nh . Ch B (L p B) Khi ch n i m Q n m trùng v i D (ho c N) thì ph n t khu ch i làm vi c ch B lý tư ng (ho c th c t ). c i mc a ch này là: - Méo phi tuy n tr m tr ng. - Hi u su t cao. (ηBmax = 78.5%). - Thư ng dùng trong các t ng khu ch i công su t (t ng cu i c a các thi t b khu ch i). kh c ph c méo phi tuy n, òi h i m ch ph i có 2 v i x ng thay phiên làm vi c trong 2 n a chu kỳ (g i là m ch “ y kéo”). 15 Th c t , ngư i ta còn dùng ch AB (trung gian gi a ch A và B): i m Q ch n phía trên i m N và g n i m này. Lúc ó phát huy ư c ưu i m c a m i ch , gi m b t méo phi tuy n, nhưng hi u su t kém hơn ch B. Ch khóa hay ch óng ng t (l p D) BJT có th làm vi c ch óng ng t (Switch BJT). Tuỳ theo giá tr i n áp vào mà BJT có th làm vi c 2 tr ng thái i l p: -Tr ng thái khóa (t t): khi Q n m phía dư i i m N. - Tr ng thái d n b o hòa (m ): khi Q n m phía trên i m M (g n i m C). 16 8
  9. 19-Feb-11 III. SƠ TƯƠNG ƯƠNG C A BJT - M c ích c a vi c chuy n v sơ tương ương là làm cho m ch tính toán ơn gi n và d dàng hơn. - Khi s bi n thiên tín hi u vào nh t o s thay i v dòng và áp ngõ ra n m trong c tính gi i h n c a BJT, ta có th xem BJT là m t ph n t 4 c c tuy n tính: I1 I2 I1, V1(i1, v1): dòng và áp ngõ vào. V1 V2 I2, V2(i2, v2): dòng và áp ngõ ra. 17 Tham s xoay chi u c a BJT Tuỳ theo t ng sơ c th c a BJT (BC, EC hay CC) thì các i lư ng trên s là nh ng i n áp hay dòng i n trên các c c tương ng, ng th i tùy theo lo i BJT( NPN hay PNP) mà chúng có d u ho c chi u thích h p. Tuỳ theo vi c ch n bi n và hàm mô t m i quan h gi a các ngõ vào và ra c a BJT mà ta có các lo i tham s c trưng cho BJT. Bi n I1 , I2 V1,V2 I1,V2 V1,I2 v2,I2 V1,I1 Hàm V1,V2 I1,I2 V1,I2 I1,V2 V1,I1 V2,I2 Tham s y Tham s h Tham s z 18 9
  10. 19-Feb-11 B tham s h ∂ V1 ∂ V1  V1 = f(I1,V2) v1 = h11i1 + h12 v2  dV 1 = ∂ I dI 1 + dV 2 ∂V2 ⇒  1  I2 = f(I1,V2) i2 = h21i1 + h22 v2  dI = ∂ I 2 dI + ∂I2 dV 2  ∂I1 ∂V2 2 1  Ý nghĩa c a t ng tham s v1 Tr kháng vào c a BJT khi áp xoay chi u h 11 ( hi ) = i1 ngõ ra b ng n m ch. V2 = 0 i2 H s khu ch i dòng i n ( l i dòng) h 21 (hf ) = c a BJT khi áp xoay chi u ngõ ra b i1 V2 = 0 ng n m ch. i2 i n d n ra c a BJT khi dòng xoay chi u h 22 (ho ) = v2 ngõ vào b h m ch. I1 = 0 H s truy n ngư c v i n áp (h i ti p v1 h12 (hr ) = i n áp) c a BJT khi dòng xoay chi u19 v2 ngõ vào b h m ch. I1 = 0 - Vì v y, ph m ch t, tính năng c a BJT s th hi n giá tr các tham s hij c a chúng. - Các hij ư c g i là các tham s xoay chi u (ho c tham s vi phân) c a BJT. -V ơn v o: - h11(ho c hi): i n tr (Ω). - h22(ho c ho): i n d n (mho ( ) ho c siemient). Ω - h12(ho c hr) và h21(ho c hf) ch là các h s nên không có th nguyên. Do ó, b tham s hij còn ư c g i là tham s h n h p (hybrid). - Tùy theo BJT m c theo ki u nào (BC, EC hay CC) mà các tham s có thêm ch s tương ng. 20 10
  11. 19-Feb-11 M ch tương ương c a BJT i1 i2 • • v1 = h11i1 + h12 v2 h11(hi) 1 v2 i2 = h21i1 + h22 v2 v1 h21i1 h 22 h12v2 • • - i n tr vào h11 (ho c hi). -Ngu n i n áp h12v2 (ho c hr vo): th hi n s h i ti p i n áp n i b c a BJT. Th c t h12 (hay hr) có giá tr r t bé(103 ÷104), vì v y i lư ng h12v2 có th b qua. - Ngu n dòng i n h21i1(ho c hfii): ph n ánh kh năng khu ch i dòng. - i n d n ra h22(ho c ho), th c t giá tr này r t bé, nên i n tr 21 ra s vô cùng l n và có th b qua. M ch tương ương ơn gi n hóa c a BJT (toán h c) i1(ii) i2(io) • • v2(vo) v1(vi) h11(hi) h21i1 (hf) • • M ch tương ương ơn gi n hóa c a BJT m c ki u CE iC(io) iB(ii) B C hiE = (β+1)rE ≈ βrE • • rE = VT/IE vCE(vo) hfEiB vBE(vi) hiE hfE = β 22 • • E 11
  12. 19-Feb-11 M ch tương ương c a BJT m c ki u CE (v t lý) β iB iB iC C rB B’ B • iCEO • • rE riE rCE iE • • • E - rE: i n tr c a vùng nghèo emitter i v i tín hi u xoay chi u. 26[mV] 26[mV] nhi t thư ng: rE = ≈ I E [mA] I C[mA] - rB: i n tr b n thân c a mi n base i v i dòng IB. i v i các BJT công su t nh rB = (100÷300)Ω. - rC: i n tr c a vùng nghèo collector, có giá tr r t l n (hàng MΩ). 23 M ch tương ương c a BJT m c ki u CE (v t lý) iC C B • • iB ICEO β iB rCE riE riE= rB+(β +1)rE • • E M ch tương ương c a BJT m c ki u CE (v t lý) ơn gi n hơn iC iB B C • • Vì β >>1 và rB
  13. 19-Feb-11 IV. PHÂN TÍCH M CH KHU CH I C C PHÁT CHUNG 1.Phương pháp th Xét m ch khu ch i CE: - Dòng ngõ vào iB. - Dòng ngõ ra iC. l i dòng: Ai = iC/iB= β - Gi s VBE phân c c thu n 0.65V. Khi: vS = - 0.03V ÷ +0.03V thì VBE = -0.62V ÷ +0.68V 25 Xét trên c tuy n ngõ vào: VBE = - 0.62V ÷ + 0.68V IB = 20µA ÷ 40 µA Khi BJT d n VBE =0.65V: IB = 30µA Phương trình ư ng t i: IC. 3.103 + VCE = 18 ⇒ ư ng t i c t tr c IC, VCE trên c tuy n ra t i: IC = 6mA; VCE = 18V 26 13
  14. 19-Feb-11 Xét trên c tuy n ngõ ra: IB = 30µA ⇒ Q(3mA;9V) Phương trình ư ng t i: D a vào c tuy n: IB = 20µA ÷ 40µA ⇒IC = 2mA ÷ 4mA Vì iB bi n thiên theo hình sin nên iC cũng bi n thiên theo hình sin. 27 Vi t l i phương trình ư ng t i t ng quát: V 1 VCE + CC IC = − RC RC N u áp ngõ vào tăng: IB tăng ⇒ IC tăng ⇒ VCE gi m và ngư c l i. Do ó, áp ngõ ra và ngõ vào ngư c pha nhau. D a vào th , ta có th tính các thông s sau: vout ∆VCE (6 − 12)V Av = = = = −100 vin ∆VBE (0.68 − 0.62)V iout ∆IC (4mA) − (2mA) 20.10−3 Ai = = = = iin ∆IB (40µA) − (20µA) 20.10−6 28 14
  15. 19-Feb-11 i n tr ngõ vào c a b khu ch i: v in ∆VBE 0.06V rin = = = = 3000Ω i in ∆I B 20µA i n tr ngõ ra c a b khu ch i: v out ∆VCE 6V rin = = = = 3000Ω i out ∆I C 2mA 29 2. Phương pháp sơ tương ương Xét m ch khu ch i EC, v i ki u phân c c c nh và n nh c c phát VCC RC RB vo C2 vi M ch tương ương C1 RE C B β iB RB E RE 30 15
  16. 19-Feb-11 M ch tương ương C B β iB RB E RE vo l i i n áp: A v = vi v i = β .i B .rE + ( β + 1). i B . R E v 0 = − β .i B . R C vo βi B R C ⇒ Av = =− vi βi BrE + (β + 1)i B RE 31 RC Do β >> 1, nên: ⇒ A v = − rE + R E RC N u RE >> rE : ⇒ A v = − RE D u (-) cho th y vo và vi ngư c pha nhau. vi T ng tr vào: Zi = ii vi t: Z b = iB β i r + (β + 1)i B R E ⇒ Zb = B E ≈ β(rE + R E ) ≈ β R E iB Suy ra: Zi = RB // Zb 32 16
  17. 19-Feb-11 io Ai = l i dòng i n: ii vo io = − RC vi ii = Zi v o Zi Z = − AV . i ⇒ Ai = − . v i RC RC 33 vo T ng tr ra: Zo = io Khi ng n m ch ngõ vào: vi = 0 ⇒iB = 0 ⇒ βiB = 0 (h m ch) vo ⇒ Zo = = RC io 34 17
  18. 19-Feb-11 Trư ng h p m c thêm t phân dòng song song v i i n tr RE, ho c không có i n tr RE c c phát thì m ch tương ương v xoay chi u s không có i n tr RE. 35 M ch tương ương xoay chi u như sau: Tính toán tương t : 36 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2428 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
11=>2