Khuếch đại Điện tử, chương 4.1

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

133
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong qúa trình biến đổi gia công tín hiệu th-ờng phải xử lý với tín hiệu biên độ rất nhỏ, công suất thấp không đủ kích thích cho tầng tiếp theo làm việc. Nh- vậy, cần phải gia tăng công suất cho tín hiệu. Mạch điện cho phép ta nhận ở đầu ra ở tín hiệu có dạng nh- tín hiệu đầu vào nh-ng có công suất lớn hơn gọi là mạch khuếch đại. Quá trình khuếch đại là quá trình biến đổi năng l-ợng có điều khiển, ở đó năng l-ợng của nguồn một chiều ( không chứa đựng...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khuếch đại Điện tử, chương 4.1

Ch-¬ng 4 KhuÕch ®¹i §iÖn tö Trong qóa tr×nh biÕn ®æi gia c«ng tÝn hiÖu th-êng ph¶i xö lý víi tÝn hiÖu biªn ®é rÊt nhá, c«ng suÊt thÊp kh«ng ®ñ kÝch thÝch cho tÇng tiÕp theo lµm viÖc. Nh- vËy, cÇn ph¶i gia t¨ng c«ng suÊt cho tÝn hiÖu. M¹ch ®iÖn cho phÐp ta nhËn ë ®Çu ra ë tÝn hiÖu cã d¹ng nh- tÝn hiÖu ®Çu vµo nh-ng cã c«ng suÊt lín h¬n gäi lµ m¹ch khuÕch ®¹i. Qu¸ tr×nh khuÕch ®¹i lµ qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng l-îng cã ®iÒu khiÓn, ë ®ã n¨ng l-îng cña nguån mét chiÒu ( kh«ng chøa ®ùng th«ng tin ) ®-îc biÕn ®æi thµnh n¨ng l-îng xoay chiÒu cña tÝn hiÖu cã mang tin. §©y lµ mét qu¸ tr×nh gia c«ng tÝn hiÖu analog. M¹ch khuÕch ®¹i cã mÆt hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö. Trong m¹ch khuÕch ®¹i ®iÖn tö cã phÇn tö khuÕch ®¹i (tranzisto,IC ), nguån mét chiÒu vµ c¸c phÇn tö thô ®éng RLC. Ch-¬ng nµy nghiªn cøu c¸c m¹ch khuÕch ®¹i ®iÖn tö th«ng dông. 4.1.Ph©n lo¹i khuÕch ®¹i , c¸c tham sè vµ ®Æc tÝnh cña m¹ch khuÕch ®¹i. 4.1.1. Ph©n lo¹i khuÕch ®¹i M¹ch khuÕch ®¹i ( hay bé khuÕch ®¹i ) cã thÓ ph©n lo¹i theo c¸c dÊu hiÖu sau: 1/ Theo phÇn tö khuÕch ®¹i: cã khuÕch ®¹i dïng ®Ìn ®iÖn tö 3,4 hoÆc 5 cùc, khuÕch ®¹i dïng tranzisto l-ìng cùc , khuÕch ®¹i dïng tranzisto tr-êng, khuÕch ®¹i dïng diot tunen, khuÕch ®¹i tham sè, khuÕch ®¹i IC( vi m¹ch) ... 2/ Theo d¶i tÇn sè lµm viÖc : Cã khuÕch ®¹i ©m tÇn, khuÕch ®¹i cao tÇn, khuÕch ®¹i siªu cao tÇn... 3/ Theo bÒ réng cña d¶i tÇn sè thi cÇn khuÕch ®¹i : khuÕch ®¹i d¶i réng, khuÕch ®¹i d¶i hÑp. 4/ Theo d¹ng t¶i : KhuÕch ®¹i céng h-ëng(hay chän läc )cã t¶i lµ m¹ch céng h-ëng , khuÕch ®¹i ®iÖn trë(ph«ng céng h-ëng ). 5/ Theo ®¹i l-îng cÇn khuÕch ®¹i: khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p, khuÕch ®¹i dßng ®iÖn, khuÕch ®¹i c«ng suÊt. 4.1.2. C¸c tham sè vµ ®Æc tÝnh cña khuÕch ®¹i. §Ó ®¸nh gi¸ ®Þnh l-îng chÊt l-îng cña mét m¹ch khuÕch ®¹i ng-êi tra sö dông c¸c tham sè vµ ®Æc tÝnh sau : a)HÖ sè khuÕch ®¹i: lµ tû sè gi÷a ®¹i l-îng ®iÖn ë ®Çu ra vµ ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i. C¸c ®¹i l-îng ®ã lµ ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn hoÆc c«ng suÊt , t-¬ng øng cã . . . hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p K u hay K , hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn K I vµ hÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt KP. HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p (hay dßng ®iÖn) lµ tû sè gi÷a biªn ®é phøc cña ®iÖn ¸p (dßng ®iÖn ) ë ®Çu ra vµ ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i: . . . . U Rm (4.1) KU  K  U . U Vm 78
. . I Rm KI  (4.2) . I Vm V× trong m¹ch tån t¹i phÇn tö qu¸n tÝnh (ph¶n kh¸ng ) trªn tæng qu¸t mµ nãi K vµ KI lµ c¸c hµm sè phøc cña biÕn tÇn sè  (  = 2f ), tøc lµ phô thuéc vµo tÇn sè cña tÝn hiÖu cÇn khuÕch ®¹i. HÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt KP cho ta thÊy c«ng suÊt trung b×nh ( t¸c dông) ra t¶i cña m¹ch khuÕch ®¹i lín h¬n bao nhiªu lÇn c«ng suÊt trung b×nh ( t¸c dông) ë ®Çu vµo cña nã. PR K P  (4.3) PV HÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt cßn ®-îc biÓu thÞ b»ng ®¬n vÞ dexiben (db) KP®b = 10 lg Kp (4.4) Trong m¹ch khuÕch ®¹i dïng tranzistor tr-êng FET viÖc xÐt hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn lµ kh«ng thùc tÕ v× dßng vµo cùc nhá, do vËy ng-êi ta chØ xÐt hÖ sè . khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p K . ë khuÕch ®¹i dïng tranzistor l-ìng cùc cã thÓ dïng c¶ ba . . . hÖ sè K , K I, KP , tuy nhiªn th-êng dïng hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p K U,®Ó ®¬n . gi¶n th-êng ký hiÖu lµ K . b)§Æc tÝnh biªn ®é tÇn sè vµ ®Æc tÝnh pha tÇn sè Qu¸ tr×nh khuÕch ®¹i tÝn hiÖu th-êng ®i kÌm víi qu¸ tr×nh g©y mÐo d¹ng cña tÝn hiÖu. MÐo tÝn hiÖu cã hai d¹ng lµ mÐo tuyÕn tÝnh vµ mÐo phi tuyÕn. MÐo tuyÕn tÝnh ph¸t sinh do trë kh¸ng cña phÇn tö ph¶n kh¸ng phô thuéc vµo tÇn sè (ZC = 1/jc, ZL=jL). Do vËy c¸c thµnh phÇn tÇn sè kh¸c nhau(c¸c sãng hµi) sÏ ®-îc khuÕch ®¹i kh¸c nhau, ®ång thêi quan hÖ pha gi÷a chóng ë ®Çu ra so víi ®Çu vµo còng thay ®æi. MÐo tuyÕn tÝnh®-îc ®¸nh gi¸ qua ®Æc tÝnh biªn ®é tÇn sè (§TBT), ®Æc tÝnh pha tÇn sè( §TPT) vµ ®Æc tÝnh qu¸ ®é (§TQ§). V× hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p lµ ®¹i l-îng phøc nªn ta cã . . K( jω)  K( jω) e jφ(ω)  K()e jφ(ω) (4.5) . K( jω) =K(  =) - modun cña K (jω) φ (ω) - argument cña  K ( jω ) . . §TBT chØ sù phô thuéc cña modun hÖ sè khuÕch ®¹i K( j) vµo tÇn sè cña 79
tÝn hiÖu. D¹ng cña §TBT ®iÓn h×nh tr×nh bµy trªn h×nh4.1a. TÊt nhiªn §TBT cã thÓ biÓu diÔn b»ng ®å thÞ URm (f) hoÆc U Rm () khi Uvµo =const. Khi ph©n tÝch  khuÕch ®¹i ng-êi ta th-êng dïng §TBT quy chuÈn m = K( jω ) / Ko , trong ®ã K0 lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i cña hÖ sè khuÕch ®¹i.Tõ ®Æc tÝnh h×nh 4.1a ta thÊy nÕu tÝn hiÖu cã tÇn sè qu¸ thÊp hoÆc qu¸ cao th× khi ®i qua m¹ch khuÕch ®¹i nã sÏ ®-îc khuÕch ®¹i Ýt hoÆc kh«ng ®-îc khuÕch ®¹i.V× vËy ng-êi ta chØ coi tÝn hiÖu n»m trong d¶i th«ng ®-îc khuÕch ®¹i ,cßn n»m ngoµi d¶i th«ng bÞ lo¹i bá. D¶i th«ng lµ d¶i tÇn sè mµ trong ®ã hÖ sè khuÕch ®¹i kh«ng nhá h¬n 2 lÇn gi¸ trÞ cùc ®¹i K0.Còng trªn h×nh nµy d¶i th«ng lµ thÊpcao hay tc. §TPT chØ sù phô thuéc cña l-îng dÞch pha gi÷a tÝn hiÖu ®Çu ra vµ ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i vµo tÇn sè cña tÝn hiÖu. §TQ§ ph¶n ¸nh qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong m¹ch khuÕch ®¹i. §TQ§ ký hiÖu lµ h(t), lµ ®iÖn ¸p ë ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i biÓu diÔn heo thêi gian khi t¸c ®éng ®Çu vµo lµ t¸c ®éng bËc thang ®¬n vÞ. T¸c ®éng bËc thang ®¬n vÞ lµ suÊt ®iÖn ®éng e(t) : 0 khi t  0  e (t) =  (4.6) 1 khi t  0  §Æc tÝnh qu¸ ®é cho ta thÊy sù mÐo d¹ng xung khi khuÕch ®¹i tÝn hiÖu xung. H×nh 4.1b lµ mét d¹ng §TQ§ ®iÓn h×nh Tæng qu¸t mµ nãi th× trong mét m¹ch khuÕch ®¹i §TB§, §TFT vµ §TQ§ liªn quan chÆt chÏ víi nhau, tøc lµ d¹ng cña ®Æc tÝnh nµy sÏ quyÕt ®Þnh hai ®Æc tÝnh cßn l¹i, tuy nhiªn tuú theo chøc n¨ng cña m¹ch khuÕch ®¹i mµ ng-êi ta quan 2 t©m ®Õn ®Æc tÝnh nµo h¬n. MÐo phi tuyÕn lµ sù mÐo    d¹ng tÝn hiÖu trong bé khuÕch ®¹i ®o ®Æc tuyÕn VON - AMPE cña phÇn tö khuÕch ®¹i kh«ng ph¶i lµ tuyÕn tÝnh ( mµ lµ phi tuyÕn). Do ®Æc tuyÕn cña phÇn tö khuÕch ®¹i kh«ng tuyÕn tÝnh nªn mét tÇn sè ®-a tíi ®Çu vµo cña bé khuÕch ®¹i sÏ lµm xuÊt hiÖn ë ®Çu ra nh÷ng sãng hµi bËc cao(Xem ch-¬ng 7 môc 7.1.3a). MÐo phi tuyÕn ®-îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè hµi : U 2 m 2  U 2 m 3  ....U 2 mn K h%  100% (4.7) U m1 Trong ®ã Um1, Um2, Um3, ......Umn lµ biªn ®é cña ®iÖn ¸p tÇn sè c¬ b¶n vµ biªn ®é c¸c hµi bËc 2, 3, ...n ë ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i. Tuú theo chøc n¨ng cña m¹ch khuÕch ®¹i mµ Kh% cã ®Þnh møc kh¸c nhau trong c¸c m¹ch kü thuËt. 80
c)§Æc tÝnh biªn ®é :®ã lµ sù phô thuéc cña biªn ®é ®iÖn ¸p ®Çu ra vµo biªn ®é ®iÖn ¸p ®Çu vµo cña bä khuÕch ®¹i. D¹ng cña nã ®-îc tr×nh bµy trªn h×nh 4.2a. Thùc tÕ khi ®iÖn ¸p vµo b»ng kh«ng ( kh«ng cã tÝn hiÖu vµo) th× vÉn tån t¹i mét ®iÖn ¸p ( tuy rÊt nhá ), ®ã lµ t¹p ©m néi bé cña m¹ch khuÕch ®¹i. Cßn khi biªn ®é ®iÖn ¸p vµo qu¸ lín th× biªn ®é ®iÖn ¸p ra sÏ kh«ng t¨ng v× tÝnh phi tuyÕn cña phÇn tö khuÕch ®¹i. Khi biªn ®é tÝn hiÖu vµo n»m trong kho¶ng UVmin  UVmax th× m¹ch khuÕch ®¹i cã thÓ coi lµ mét m¹ng bèn cùc tuyÕn tÝnh. Lóc ®ã nãi b) c) U ra a) P ra K P dB P K U m ax P vµo U m in U vµo P vµo P v max d¶i ®éng cña m¹ch khuÕch ®¹i lµ : H×nh 4.2 a)®Æc tÝnh biªn ®é cña c¸c m¹ch khuÕch ®¹i b)®Æc tÝnh biªn ®é cña khuÕch ®¹i c«ng suÊt. U V max D (4.8) U V min Víi c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt ®Æc tÝnh ®éng lµ quan hÖ Pra = f(PVµo) hoÆc KPdb = f ( Pvµo) ( h×nh 4.2b,c) lóc ®ã hÖ sè mÐo phi tuyÕn sÏ lµ : P K 0  Ra 100% (4.9) PVµo C«ng suÊt vµo cùc ®¹i Pvµomax øng víi møc gi¶m c«ng suÊt ra 1 db gäi lµ biªn trªn cña ®Æc tÝnh biªn ®é ( h×nh 4.2c). d) HiÖu suÊt η cña m¹ch khuÕch ®¹i:  ®-îc tÝnh b»ng tû sè gi÷a c«ng suÊt ra t¶i ( c«ng suÊt h÷u Ých ) vµ c«ng suÊt tiªu thô nguån cña toµn m¹ch: P η  Ra (4.10) P0 PRa - c«ng suÊt ra t¶i P0 - c«ng suÊt tiªu thô nguån. e)Trë kh¸ng (tæng trë) vµo, trë kh¸ng ra cña m¹ch khuÕch ®¹i. Tæng trë hoÆc tæng dÉn ®Çu vµo vµ ®Çu ra còng lµ mét tham sè quan träng cña m¹ch khuÕch ®¹i,chóng ®Æc tr-ng cho kh¶ n¨ng phèi víi nguån cÊp tÝn hiÖu ë ®Çu vµo vµ phèi hîp víi t¶i ë ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i.Tæng trë ®Çu vµo ( hoÆc ®Çu ra ) lµ tû sè gi÷a biªn ®é phøc cña ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn ë ®Çu vµo (hoÆc ®Çu . . ra )cña bé khuÕch ®¹i: Z U Vm U Rm V  ; ZR  . . I Vm I Rm 81
. . 1 I Vm 1 I Rm YV   ZV  ; YR   ZV  (4.11) ZV . ZR . U Vm U Rm NghÞch ®¶o cña tæng trë phøc lµ tæng dÉn phøc . TÊt c¶ c¸c tham sè vµ ®Æc tÝnh võa nªu trªn ®Òu quan träng ®èi víi mét m¹ch khuÕch ®¹i, tuy nhiªn tuú theo chøc n¨ng cña tõng m¹ch cô thÓ mµ c¸c tham sè ®ã cã thÓ cã c¸c yªu cÇu kh¸c nhau. Ngoµi ra c¸c tham sè trªn cßn cÇn ph¶i kÓ ®Õn ®é æn ®Þnh cña hÖ sè khuÕch ®¹i, hÖ sè t¹p ©m, t¹p ©m nhiÖt, c¸c tham sè khai th¸c... 4.2 S¬ l-îc vÒ håi tiÕp trong m¹ch khuÕch . ®¹i. K HiÖn t-îng mét phÇn n¨ng l-îng cña tÝn hiÖu ra quay trë l¹i .  ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i gäi lµ hiÖn t-îng håi tiÕp (hay ph¶n håi) trong m¹ch khóªch ®¹i.. H×nh 4.3 lµ s¬ ®å khèi cña m¹ch khuÕch ®¹i cã håi tiÕp.M¹ch håi tiÕp  lµ m¹ch thô . . ®éng( R, L, C)nã ®-îc ®Æc tr-ng bëi hÖ sè truyÒn  . K lµ m¹ch khuÕch ®¹i ®¬n h-íng. 4.2.1.Ph©n lo¹i håi tiÕp. Ng-êi ta ph©n lo¹i håi tiÕp theo c¸c dÊu hiÖu sau ®©y: . Theo c¸ch cÊu thµnh m¹ch håi tiÕp  :cã thÓ chia ra thµnh håi tiÕp trong vµ . håi tiÕp ngoµi.M¹ch håi tiÕp  cã thÓ ®-îc t¹o nªn bëi c¸c tham sè ký sinh bªn trong cña phÇn tö khuÕch ®¹i, lóc ®ã ta cã håi tiÕp trong.M¹ch håi tiÕp cã thÓ t¹o bëi c¸c ký sinh bªn ngoµi phÇn tö khuÕch ®¹i( vÝ dô ký sinh do l¾p r¸p m¹ch t¹o nªn ) lóc ®ã ta cã håi tiÕp ngoµi. Håi tiÕp nµy cßn gäi lµ håi tiÕp ký sinh, tån t¹i ngoµi ý muèn cña ng-êi thiÕt kÕ. Ngoµi ra m¹ch håi tiÕp ngoµi cã thÓ ®-îc t¹o nªn theo ý muèn cña ng-êi thiÕt kÕ ®Ó c¶i thiÖn c¸c tham sè kü thuËt cña khuÕch ®¹i. Theo c¸ch m¾c m¹ch håi tiÕp :Tõ h×nh (4.3) ta thÊy ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i ®-îc m¾c víi ®Çu vµo cña m¹ch håi tiÕp, ®Çu ra cña m¹ch håi tiÕp ®-îc nèi víi ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i. Nh- vËy, ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i cã thÓ ®Êu song song hoÆc nèi tiÕp víi ®Çu ra vµ ®Çu vµo cña m¹ch håi tiÕp. Cã cã 4 c¸ch ®Êu nh- ë h×nh 4.4. NÕu ®Çu ra nèi tiÕp th× cã håi tiÕp theo dßng ®iÖn, nÕu ®Êu song song th× cã håi tiÕp theo ®iÖn ¸p ( ®Ó ph©n biÖt víi ®Çu vµo ): Håi tiÕp song song theo ®iÖn ¸p h×nh 4.4a 82
Håi tiÕp song song theo dßng ®iÖn h×nh 4.4b Håi tiÕp nèi tiÕp theo ®iÖn ¸p h×nh 4.4c Håi tiÕp nèi tiÕp theo dßng ®iÖnh×nh 4.4d. Theo pha cña tÝn hiÖu håi tiÕp : NÕu tÝn hiÖu håi tiÕp ®ång pha víi tÝn hiÖu vµo th× håi tiÕp gäi lµ håi tiÕp d-¬ng, cßn ng-îc pha gäi lµ håi tiÕp ©m. 4.2.2.HÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch . . khuÕch ®¹i cã håi K Zt K Zt tiÕp. XÐt m¹ch khuÕch ®¹i a) . c) . cã håi tiÕp ®iÓn h×nh   lµ khuÕch ®¹i håi tiÕp nèi tiÕp theo ®iÖn ¸p . . h×nh 4.5 ( chÝnh lµ K Zt K Zt h×nh 4.4b).Ta . .  b)  d) .  U Ra cã: K  - HÖ  H×nh 4.4 C¸c d¹ng håi tiÕp trong khuÕch ®¹i U V' . . U ht . sè khuÕch ®¹i khi kh«ng cã håi tiÕp .   - K . UR HÖ sè truyÒn ( hµm truyÒn ®¹t phøc) cña m¹ch . håi tiÕp.  . . U ra Kβ  - HÖ sè khuÕch ®¹i khi cã håi tiÕp. . Uv . . . V× U v '  U ht  U V nªn . . U ra U ra . . . . . . U ra U ra K K    U V'  U V'  (4.12) . . . . . . . . U V U V '  U ht U ht U ht U ra 1  K  1 1 . . . U V' U ra U V ' . . . Tæng qu¸t th× K  , K ,  lµ c¸c hµm phøc (cña biÕn j); tuy nhiªn trong 83
mét d¶i tÇn sè nhÊt ®Þnh th× cã thÓ coi chóng nhËn c¸c gi¸ trÞ thùc nªn (4.12) cã K d¹ng: Kβ  . (4.13) 1  K .β §¹i l-îng K. gäi lµ hµm truyÒn vßng, cßn g = 1 - K gäi lµ ®é s©u håi tiÕp. Khi 1>K > 0 th× hÖ sè khuÕch ®¹i khi cã håi tiÕp K lín h¬n khi kh«ng cã håi tiÕp K ,®ã lµ håi tiÕp d-¬ng . Khi K = 1 m¹ch khuÕch ®¹i bÞ tù kÝch, biÕn thµnh m¹ch t¹o dao ®éng. Khi K < 0 th×: K Kβ  K (4.14) 1  K .β §ã lµ tr-êng hîp håi tiÕp ©m. Håi tiÕp ©m tuy lµm gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i nh-ng l¹i lµm cho hµng lo¹t c¸c tham sè cña m¹ch khuÕch ®¹i tèt lªn nªn ng-êi ta sö dông khuÕch ®¹i håi tiÕp ©m rÊt nhiÒu trong c¸c m¹ch ®iÖn tö. 4.2.3. ¶nh h-ëng cña håi tiÕp ©m ®Õn c¸c ®Æc tÝnh cña khuÕch ®¹i. + ¶nh h-ëng ®Õn ®é æn ®Þnh cña hÖ sè khuÕch ®¹i: Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch khuÕch ®¹i cã thÓ biÕn ®éng, nghÜa lµ bé khuÕch ®¹i sÏ lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh. Ng-êi ta ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh b»ng sai sè t-¬ng ®èi cña hÖ sè khuÕch ®¹i khi kh«ng cã håi tiÕp K K vµ cã håi tiÕp ©m .LÊy ®¹o hµm K theo K ë (4.14) ta cã: K K dK 1 K K K 1 K 1  hay K    . .  K . . dK (1  K) 2 (1  K) 2 K (1  K.) (1  K.) K 1  K. K  K 1 VËy:  . (4.15) K K 1  K. Tõ (4.15) ta thÊy sai sè t-¬ng ®èi hÖ sè khuÕch ®¹i khi cã håi tiÕp ©m nhá h¬n (1+K.) lÇn so víi sai sè khi kh«ng cã håi tiÕp ©m, nghÜa lµ håi tiÕp ©m lµm ®é æn ®Þnh cña hÖ sè khuÕch ®¹i t¨ng lªn (1+K) lÇn. Víi bé khuÕch ®¹i gåm nhiÒu tÇng cã thÓ dïng håi tiÕp ©m ë tõng tÇng riªng rÏ hoÆc dïng håi tiÕp ©m bao tÊt c¶ c¸c tÇng . -KhuÕch ®¹i håi tiÕp ©m ë tõng tÇng riªng rÏ ( h×nh 4.6a ):Víi bé khuÕch ®¹i n tÇng, mçi tÇng cã hÖ sè khuÕch ®¹i lµ K th× hÖ sè khuÕch ®¹i cña toµn m¹ch K lµ: K n K  ( ) (4.16)   K. -KhuÕch ®¹i håi tiÕp ©m bao tÊt c¶ c¸c tÇng ( h×nh 4.6b) Kn K  (4.17)   K n Tõ (4.16) vµ (4.17) suy ra sai sè t-¬ng ®èi hÖ sè khuÕch ®¹i cã håi tiÕp ©m tõng tÇng riªng rÏ vµ håi tiÕp ©m bao tÊt c¶ c¸c tÇng t-¬ng øng lµ: 84
. . . Kh ®¹i K 1 K h ®¹i K2 K h ®¹i Kn . . . Håi tiÕp  1 Håi tiÕp  2 Håi tiÕp  n . . . K h ®¹i K 1 K h ®¹i K 2 K h ®¹i K n Håi tiÕp .  H×nh 4.6 a)Håi tiÕp ©m riªng rÏ b)Håi tiÕp ©m bao nhiÒu tÇng     n   ;        .   n Nh- vËy dïng håi tiÕp ©m bao tÊt c¶ c¸c tÇng sÏ cho ®é æn ®Þnh cña hÖ sè khuÕch ®¹i cao h¬n. + ¶nh h-ëng ®Õn trë kh¸ng vµo . Håi tiÕp ©m lµm thay ®æi trë kh¸ng K vµo tuú theo c¸ch m¾c ë ®Çu vµo cña m¹ch IV UV ' khuÕch ®¹i. rv - Tr-êng hîp m¹ch håi tiÕp m¾c nèi UV tiÕp víi ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i, lóc nµy  r rht ta m« h×nh ho¸ ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i U' b»ng trë kh¸ng vµo rv ,®Çu ra cña m¹ch håi U r tiÕp lµ rrht ( trë kh¸ng ra cña m¹ch håi tiÕp H×nh 4.7 M« h×nh ho¸ ®Çu )m¾c nèi tiÕp víi nguån ®iÖn ¸p Ura ( vµo cña m¹ch K§ cã håi tiÕp h×nh4.7) Víi khuÕch ®¹i cã håi tiÕp theo ®iÖn ¸p ra lµ Ura, håi tiÕp theo dßng ®iÖn ra lµ Ira Lóc ®ã : Khi kh«ng cã håi tiÕp (Ur = 0) U U  U' Zv = v  V ' = rv + rrht . Iv Iv Khi cã håi tiÕp: Ur U v' (1  .β)  U ' Uv U v'  U' β.U r U v' U V' (1  K )  U ' Z Vβ      Iv Iv Iv Iv rv (1  K .)  rr ht  (1  K β)rv  g.rv (4.18) 85
Lóc nµy trë kh¸ng vµo cã håi tiÕp nèi tiÕp t¨ng (1+ K) lÇn.(tèt lªn(1+ K)lÇn ) - Tr-êng hîp ®Çu vµo ®Êu song song, còng m« h×nh ho¸ vµ chøng minh t-¬ng tù: ZV Z V  (4.19) g NghÜa lµ trë kh¸ng vµo gi¶m g=(1+ K) lÇn. + ¶nh h-ëng ®Õn trë kh¸ng ra: Håi tiÕp ©m theo ®iÖn ¸p: Z Zr   r (4.20) g Håi tiÕp ©m theo dßng ®iÖn Z r  gZ r (4.21) §Ó dÔ phèi hîp trë kh¸ng ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i cÇn cã trë kh¸ng vµo lín, trë kh¸ng ra nhá nªn ng-êi ta th-êng sö dông håi tiÕp ©m nèi tiÕp theo ®iÖn ¸p. Cã thÓ chøng minh r»ng håi tiÕp ©m më réng d¶i th«ng, gi¶m mÐo phi tuyÕn, t¨ng d¶i ®éng, gi¶m t¹p ©m trong m¹ch khuÕch ®¹i. Nh- vËy håi tiÕp ©m tuy lµm cho hÖ sè khuÕch ®¹i gi¶m nh-ng hÇu hÕt c¸c tham sè kh¸c cña m¹ch ®-îc c¶i thiÖn nªn håi tiÕp ©m ®-îc sö dông rÊt réng r·i trong kü thuËt. 4.3 .C¸c chÕ ®é lµm viÖc cña m¹ch khuÕch ®¹i. Mét bé khuÕch ®¹i cã thÓ lµm viÖc trong c¸c chÕ ®é sau: A, B, AB, C, D.ChÕ ®é A lµ chÕ ®é dßng ®iÖn ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i tån t¹i trong c¶ chu kú cña tÝn hiÖu, nghÜa lµ phÇn tö khuÕch ®¹i lu«n më ( th«ng) - H×nh 4.8a. C«ng suÊt tiªu thô nguån mét chiÒu hÇu nh- kh«ng ®æi, kh«ng phô thuéc vµo møc cña tÝn hiÖu ®Çu vµo, tû lÖ víi dßng tÜnh cña tranzistor. ChÕ ®é A øng víi gãc c¾t diÖn  = 1800. HiÖu suÊt lµm viÖc trong chÕ ®é A nhá nªn chÕ ®é A chØ dïng khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá. ChÕ ®é B, C, D ic ic dßng tÜnh cña tranzisto nhá, nghÜa lµ tranzisto kh«ng 2 t 2 t th«ng trong c¶ chu kú tÝn hiÖu mµ cã ic ic mét phÇn chu kú tranzistor sÏ ng¾t (®ãng). ë chÕ ®é B 2 t 2 khi kh«ng cã dßng t tÝn hiÖu vµo th× H×nh 4.8 Dßng colect¬ cña K§ trong c¸c chÕ ®é A,B,AB,C tranzisto kh«ng tiªu 86
thô nguån mét chiÒu. Khi cã tÝn hiÖu vµo tranzistor sÏ th«ng trong mét nöa chu kú vµ gãc c¾t  = 900 ( h×nh 4.8b). C«ng suÊt tiªu thô nguån mét chiÒu tû lÖ víi trÞ sè trung b×nh cña dßng ra. ChÕ ®é B cã hiÖu suÊt lín nªn sö dông víi c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín. ChÕ ®é AB gãc c¾t 900 <  < 1800 ( h×nh 4.8C). HiÖu suÊt lµm viÖc ë chÕ ®é AB nhá h¬n chÕ ®é B vµ lín h¬n ë chÕ ®é A. ChÕ ®é B vµ AB tÝn hiÖu bÞ mÐo d¹ng nªn chØ dïng ë c¸c bé khuÕch ®¹i 2 tranzistor m¾c ®Èy kÐo. NÕu chän chÕ ®é AB cµng gÇn chÕ ®é B th× mÐo phi tuyÕn cµng gi¶m.V× mÐo phi tuyÕn ë chÕ ®é AB nhá nªn nã ®-îc dïng nhiÒu trong c¸c tÇng khuÕch ®¹i c«ng suÊt ra ngay c¶ khi tÝn hiÖu nhá. ChÕ ®é C cã gãc  0, IE > 0 UCB = UC - UB < 0, IC < 0 (4.22) UCE  UC UEC  UE UCB  UC UBE  UB UEBUE UBE UB a) b) a) H×nh4.9.Ba c¸ch m¾c a)Emit¬ chung b)Baz¬ chung c)Colect¬ chung Dßng IC ©m cã nghÜa lµ chiÒu thùc cña dßng IC ng-îc víi chiÒu ký hiÖu trªn h×nh vÏ. M¾c emit¬ chung ( h×nh 4.9b) UBE = UB - UE 0 UEC = UE - UC > 0, IE > 0 (4.24) 87
Víi tranzistor n - p - n chiÒu ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn ng-îc víi tr-êng hîp võa tr×nh bµy cho E  Uc I C  cc µ tranzistor p - n- p. Rt o ho ViÖc cÊp nguån cho n b· MiÒ tranzistor nh»m x¸c ®Þnh ®iÓm c«ng t¸c tÜnh trªn hä ®Æc tuyÕn cña nã(Xem gi¸o tr×nh CÊu kiÖn ®iÖn tö). §iÓm c«ng t¸c tÜnh ph¶i ®-îc chän ®Ó nÕu khuÕch ®¹i lµm viÖc ë chÕ ®é A th× miÒn lµm viÖc kh«ng n»m trong c¸c miÒn cÊm. MiÒn lµm viÖc giíi h¹n bëi c¸c ®-êng ph©n chia miÒn b·o hßa vµ miÒn tÝch cùc, ®-êng UCmax, ®-êng cong PCmax, ®-êng UCmax vµ ®-êng cña miÒn c¾t ( IB = 0) nh- ë h×nh 4.10. Trªn h×nh 4.10 miÒn g¹ch nghiªng lµ miÒn kh«ng lµm viÖc hay miÒn cÊm. §iÓm 0 gäi lµ ®iÓm c«ng t¸c tÜnh hay ®iÓm lµm viÖc tÜnh. §-êng th¼ng ®i qua ®iÓm 0 vµ ®iÓm ( ECC, 0) lµ ®-êng t¶i tÜnh x¸c ®Þnh bëi ph-¬ng tr×nh: Ta xÐt vÝ dô cô thÓ khuÕch ®¹i víi tranzistor m¾c emit¬ chung trªn h×nh 4.11.a. §iÓm c«ng t¸c tÜnh ®-îc x¸c ®Þnh bëi ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn tÜnh ( tøc lµ khi ch-a cã tÝn hiÖu vµo) ë c¸c cùc cña tranzistor, ®ã lµ IC0, UC0, IB0 vµ UB0. IC(mA) b) 3,0 B I B =30A a) 2,5 Rt C D I IB=20A U Rt Rb 2,0 1,5 E IB=10 A Uc 1,0 Ub 0,5 F IB=0 A UCE 0 3,2 8,8 15,2 21,6 24 V H×nh 4.11 a) m¹ch khuÕch ®¹i EC tÜnh b) hä ®Æc tÝnh ra vµ ®-êng t¶i §-êng t¶i tÜnh x¸c ®Þnh bëi ph-¬ng tr×nh: UC = ECC - IC.Rt ; ®ã lµ ®-êng th¼ng x¸c ®Þnh khi ECC = const vµ Rt = E CC const, nã ®-îc dùng b»ng c¸ch nèi hai ®iÓm cã to¹ ®é lµ ( ECC, 0) vµ ( 0, ). Rt H×nh 4.11b lµ ®Æc tuyÕn tÜnh cña tranzisto víi ®-êng t¶i øng víi ECC = 24v, Rt = 8k. §iÓm A øng víi UC = 24v, IC = 0 88