Khuếch đại Điện tử , chương 4.5

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

213
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch lặp Emitơ chung và lặp nguồn th-ờng dùng để phối hợp trở kháng với tải nhỏ và nguồn tín hiệu vào có trở kháng lớn. - Mạch Emitơ chung có hồi tiếp âm trên RE th-ờng đ-ợc dùng để làm nguồn dòng, mạch lặp emitơ dùng làm nguồn áp. - Mạch dùng FET có hệ số khuếch đại điện áp nhỏ vì hỗ dẫn nhỏ, mạch lặp cực nguồn có trở kháng ra lớn hơn mạch lặp emitơ. - Các mạch dùng FET có -u điểm lớn là trở kháng vào rất lớn....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khuếch đại Điện tử , chương 4.5

B¶ng4.1 S¬ ®å Emit¬ Colect¬ Baz¬ Nguån M¸ng Cöa chung Chung chung chung chung chung ( GC) Tham sè (SC) (DC) KU Lín Nhá Lín T. b×nh Nhá T.b×nh Ki Lín Lín Nhá RÊt lín RÊt lín Nhá ZV Trung b×nh Lín Nhá RÊt lín RÊt lín Nhá Zr Trung b×nh Nhá Lín T.b×nh Nhá Lín   0 0  0 0 cã Ku lín cÇn cã Rt lín, lµm gi¶m tÇn sè giíi h¹n trªn cña m¹ch. - M¹ch lÆp Emit¬ chung vµ lÆp nguån th-êng dïng ®Ó phèi hîp trë kh¸ng víi t¶i nhá vµ nguån tÝn hiÖu vµo cã trë kh¸ng lín. - M¹ch Emit¬ chung cã håi tiÕp ©m trªn RE th-êng ®-îc dïng ®Ó lµm nguån dßng, m¹ch lÆp emit¬ dïng lµm nguån ¸p. - M¹ch dïng FET cã hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p nhá v× hç dÉn nhá, m¹ch lÆp cùc nguån cã trë kh¸ng ra lín h¬n m¹ch lÆp emit¬. - C¸c m¹ch dïng FET cã -u ®iÓm lín lµ trë kh¸ng vµo rÊt lín. - ë tÇn sè cao m¹ch baz¬ chung cã nhiÒu -u ®iÓm h¬n so víi m¹ch emit¬ chung vµ colect¬ chung. 4.6 VÝ dô tÝnh to¸n mét m¹ch khuÕch ®¹i ®iÖn trë emit¬ chung. XÐt vÝ dô tÝnh to¸n mét mach khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ©m tÇn sau ®©y. 1.Sè liÖu ban ®Çu : §Ó tÝnh to¸n mét m¹ch khuÕch ®¹i ®iÖn të ta c¨n cø vµo sè liÖu ban ®Çu sau. - Biªn ®é ®iÖn ¸p ra Umr ,th-êng nhá h¬n 1v - Biªn ®é ®iÖn ¸p vµo Umv ,th-êng d-íi 1mv - §iÖn trë Rt , vµi tr¨m  ®Õn vµi k - D¶i th«ng ft  fC tõ vµi chôc hz ®Õn vµi chôc khz Mt, Mc - hÖ sè mÐo biªn ®é ë tÈn sè thÊp ft vµ tÇn sè cao fC. ECC - ®iÖn ¸p nguån, cã thÓ cho tr-íc hoÆc tù chän. Trong vÝ dô cho tr-íc : Rt = 280 ; Umra = 220mv; Um v = 18mv 1 ft = 200 hz ; fC = 9khz ; Mt = MC = = 1,2 m t ,c ECC = 15v. 2. Chän Tranzisto §©y lµ khuÕch ®¹i tuyÕn tÝnh lµm viÖc ë chÕ ®é A dïng tranzisto c«ng suÊt nhá tÇn sè thÊp (©m tÇn)®Ó ®¶m b¶o ®é khuÕch ®¹i cÇn thiÕt . 101
U mr 220     12 U mv 18 §èi víi tranzisto c«ng suÊt d-íi 1w th× h11 = 300  3000 . h 21 vÝ dô thö chän h11 e = 1k ; KSRt = .Rt h11 Tõ (4.69) ta cã : .he .  = h21 e =   . Rt  Tra sæ tay ta thÊy cã nhiÒu tranzisto ©m tÇn c«ng suÊt nhá cã   42 . VÝ dô chän M - 37  - bãng Nga cã P = 150mw, fg = 1Mhz ,  = 50 . Khi chän tranzisto nªn chän lo¹i rÎ tiÒn, s½n cã. NÕu ®Æc tuyÕn cña tranzisto ®· chän kh«ng cho trong c¸c sæ tay ta cã thÓ lÊy ®Æc tuyÕn cña nã b»ng thùc nghiÖm. Tranzisto M - 37  - cã ®Æc tuyÕn ra trªn h×nh 4.25. NÕu nh- sau khi tÝnh mµ K lín, tøc lµ  lín th× cã thÓ chän 2 hoÆc 3 tÇng khuÕch ®¹i®Ó tho¶ m·n . 3. Chän chÕ ®é tÜnh cña tranzisto (h×nh 4.25) §iÖn trë RC chän b»ng (23)Rt. Chän Rc b»ng 1k T¶i xoay chiÒu lµ : Rt~ = RC // Rt = .  210    Biªn ®é ®iÖn ¸p ra lµ 220mv nªn biªn dé dßng ®iÖn ra lµ : 220 Imr=  1mA 210 §iÓm c«ng t¸c O chän ph¶i tho¶ m·n M  37 IC 0  Imra + Ic min. Theo ®Æc tuyÕn chän ICmin = 1mA nh- vËy ICo  2mA . §Ó cã tuyÕn tÝnh tèt ta chän ICo= 7mA , øng víi IBo = 0,2 mA (xem h×nh 4.25b), UCE0=5v.Chän Ic0 nhá nh- vËy v× biªn ®é tÝn hiÖu nhá vµ ®Ó ®ì tiªu hao c«ng suÊt.C«ng suÊt tiªu t¸n (to¶ nhiÖt) trªn colect¬ lµ : Po= UCE0. IC0= 7[mA] . 5 [v]= 35mw nhá h¬n 150mw, cho trong sæ tay cña M - 37 . Nh- vËy tranzisto kh«ng bÞ nãng. 102
Theo ®Æc tuyÕn h×nh 4.25 øng víi IB0=0,2 mA ta x¸c ®Þnh ®-îc UBEO=0,16 v 4. TÝnh to¸n c¸c ®iÖn trë trong m¹ch. §Æc tuyÕn t¶i tÜnh lµ ®-êng dùng theo ph-¬ng tr×nh UCE = ECC - ICO(RC+RE) nªn E cc  U CEo 15  5 RC + RE =   1,4 k I co 7 RE chän sao cho URE =(0,02  0,1) URc.Th-êng theo kinh nghiÖm chän RE cã trÞ sè: 20 < RE < 100.Chän RE = 30 th× uRE = 30.7.10-3 = 0,21v.Do vËy UBO = UBEO+ UREO = 0,16 + 0,21 =0,37v. UBO lµ sôt ¸p trªn R2. §Ó UBO æn ®Þnh R2 =3 h11e hoÆc IR2 = (0,33) IBO .Chän IR2 UB 0 0,37 = 0,3 IBO = 0,3. 0,2 = 0,06mA. R 2    6 k IR 2 0,06 Ecc  UB 0 15  0,37 R1    56 k IR 2  IB 0 0,06  0,2 Nh- vËy theo c¸ch chän vµ tÝnh to¸n trªn ta cã: R 1 =56K; R2 = 6K; RC = 1K; RE = 30. 5. TÝnh c¸c tham sè cña m¹ch khuÕch ®¹i + 15V_ §Ó tÝnh khuÕch ®¹i cña tÇng cÇn x¸c ®Þnh h11e, h21e. Chóng 100 F 1K cã thÓ ®o hoÆc x¸c ®Þnh trªn hä 6K ®Æc tuyÕn h×nh 4.25. 15F U BE 15 F 280  h11e  Uc=const : Ur I B Uv 56K 30  øng víi UCo = 5V, Khi UBEo = 100F 0,16V th× IB = 0,2mA H×nh 4.26.KhuÕch ®¹i ®iÖn trë emit¬ chung Khi UBO = 0,18V th× IB = 0,3mA (0,18  0,16)(V) víi c¸c th«ng s« tÝnh trªn tranzisto MП 37δ  h11e   200Ω (0,3  0,2)(mA ) ΔI C h 21e  : ΔI B U C  const Khi IC = 7mA th× IB = 0,2mA,Khi IC =14mA th× IB = 0,4mA. 14  7 h 21   35 0,4  0,2 Theo c¸c tham sè trªn th×: 103
h 35 K  21e .R t ~  .210  36,75. h 200 11e Nh- vËy s¬ ®å b¶o ®¶m K lín h¬n 12 theo yªu cÇu. NghÜa lµ cßn d- hÖ sè khuÕch ®¹i nªn còng cã thÓ t¹o håi tiÕp ©m ®Ó t¨ng ®é æn ®Þnh cña m¹ch. Trë kh¸ng vµo tÝnh theo c«ng thøc: R .R .h R  1 2 11e  0,19K  190 . V R .R  R .h R h 1 2 1 11e 2 11e 6.TÝnh to¸n c¸c tô ®iÖn : Chän tô nèi tÇng Cn1 vµ Cn2 tho¶ m·n : 1 1  0,1  0,3Rv ; C n1  C n 2   12,5F t c n 2.200.190.0,3 Chän Cn1=Cn2=15F - 15v. 1 1 Chän CE tho¶ m·n:  0,1  0,3R ; C   80F C E E 2.200.30.0,3 t E Chän CE = 100F - 16v 1 Tô läc nguån CL chän  0,1  0,3 r0 , ro lµ néi trë cña nguån.  t.CE Chän CL = 200F 4.7.Mét sè c¸ch m¾c tranzisto ®Æc biÖt trong khuÕch ®¹i . 4.7.1. M¾c Darlington Khi yªu cÇu hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn lín hoÆc t¨ng trë C IC C kh¸ng ®Çu vµo ë c¸c m¹ch lÆp IC1 C emit¬ ng-êi ta m¾c tæ hîp 2 B T I C2 1 tranzisto thµnh 1 gäi lµ m¾c I B T2 Darlington nh- ë h×nh 4.27 B B IE1=IB2 XÐt c¸ch m¾c thø nhÊt E IE h×nh 4.27a.Ta cã a) b) E c) E Ic = Ic1 + Ic2 H×nh4.27C¸c d¹ng m¾c Darlington mµ Ic1  1IB1 + Ic10 ; Ic2  2 IB2 + Ic20 ; IE1 = IB2IC1nªn:IC22.1IB1+2IC10+IC20 Ic = 1IB1 + IC10 + 1.2.IB1 + 2Ic10 + Ic20. Víi 12 kh¸ lín th× Ic  1.2 IB1 Nh- vËy hai tranzisto m¾c Darlington h×nh 4.27a t-¬ng ®-¬ng víi mét tranzisto cã hÖ sè khuÕch ®¹i dßng tÜnh  = 12. H×nh 4.27b,c dïng hai tranzisto kh¸c tÝnh ®Ó bï nhiÖt. C¸c tranzisto m¾c Darlington cã c¸c ®Æc ®iÓm sau ®©y : 104
- Dßng d- cña tranzisto m¾c Darlington lín (Dßng ng-îc ICE0) v× dßng d- cña T1 ®-îc T2 khuÕch ®¹i nªn kh¸ lín ,v× vËy kh«ng m¾c thªm tÇng thø ba. - V× mÆt ghÐp emit¬ - baz¬ cña hai tranzisto, tøc hai ®i«t , ghÐp nèi tiÕp nªn ®iÖn ¸p mét chiÒu còng nh- møc tr«i cña ®iÖn ¸p nµy lín gÊp ®«i so víi tr-êng hîp dïng mét tranzisto. 4.7.2.M¹ch Kackot M¹ch kackot dïng hai tranzisto l-ìng cùc T1 m¾c emit¬ chung T2 m¾c baz¬ chung nh- ë h×nh 4.28 ®Ó kÕt hîp -u ®iÓm cña c¶ hai c¸ch m¾c. TÇng ra T2 lµm nhiÖm vô ng¨n c¸ch ¶nh h-ëng gi÷a m¹ch vµo vµ m¹ch ra. M¹ch Emit¬ chung cã trë kh¸ng vµo lín, t¶i cña nã lµ tÇng baz¬ chung cã trë kh¸ng vµo nhá nªn tÇn sè lµm viÖc t¨ng cao(4.4.1).MÆt kh¸c ®iÖn dung vµo cña tÇng baz¬ chung nhá nªn tÇng emit¬ chung lµm viÖc ë tÇn sè cao nh- tÇng baz¬ chung. Muèn vËy ng-êi ta thiÕt kÕ tÇng T1 cã hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p K1 = - 1 , TÇng T2 cã hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p K2 = SRC2 . Nh- vËy K = K1.K2 = - SRC 2. 4.8 KhuÕch ®¹i d¶i réng vµ khuÕch ®¹i xung. TÝn hiÖu xung cã cã phæ rÊt réng nªn khuÕch ®¹i xung còng lµ khuÕch ®¹i d¶i réng. §Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu xung ng-êi ta dïng khuÕch ®¹i ®iÖn trë ®· xÐt víi c¸ch chän c¸c tham sè cña m¹ch thÝch hîp vµ cã thÓ m¾c thªm c¸c m¹ch söa d¹ng xung. 4.8.1. Ph©n tÝch mÐo d¹ng xung §Ó ph©n tÝch mÐo d¹ng xung khi dïng khuÕch ®¹i ®iÖn trë ®· xÐt ng-êi ta th-êng kh«ng dïng ®Æc tÝnh tÇn sè K() mµ dïng ®Æc tÝnh qu¸ ®é h(t) .Muèn vËy tiÖn lîi h¬n c¶ lµ dïng hÖ sè khuÕch ®¹i to¸n tö K(s), chÝnh lµ hµm K(j) mµ thay biÕn j b»ng biÕn s, gäi lµ to¸n tö Laplas ®· xÐt trong to¸n cao cÊp. Lóc nµy ®iÖn ¸p vµo vµ ra tøc thêi uv(t) , ur(t) sÏ cã ¶nh lµ Uv(s) vµ Ur(s) :Ur(s) = K(s). Uv(s) NÕu uv(t) lµ t¸c ®éng bËc thang ®¬n vÞ th× ¶nh cña nã lµ Uv(s) = 1/s nªn Ura(s) =  s  .NÕu ta chuÈn ho¸ Ur(s) theo K0 th× gäi ®ã lµ ¶nh cña ®Æc tÝnh qu¸ ®é h(s): s Ur s   s  ms  h(s) =   (4.69)   s s U Hµm h(s) t×m ®-îc øng víi (4.41) lµ : U U 1 0,9U0 h (s)  1 UK s (1  )( 1  s  c ) s t 0 Tõ ®ã ta cã ®Æc tÝnh qu¸ ®é cña m¹ch khuÕch ®¹i t1 t2 t ®iÖn trë emit¬ chung lµ H×nh 4.29 .MÐo d¹ng xung 105
 t e  t  e t  c h(t)  (4.70) Theo ®Æc tÝnh qu¸ ®é h(t) cã thÓ ®¸nh gi¸ mÐo d¹ng xung ë ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i. Mét xung vu«ng cã ®é réng tX (thêi gian tån t¹i xung) sau khi ®-îc khuÕch ®¹i sÏ cã d¹ng nh- h×nh 4.29 .Xung ®Çu ra cã biªn ®é U0 = K0.Uv, Uv - biªn ®é xung ®iÖn ¸p ®Çu vµo. MÐo xung ®¸nh gi¸ ®Þnh l-îng b»ng thêi gian s-ên tr-íc tS, l-îng vãn ®Ønh xung U, ®é sôt ®Ønh xung U. Thêi gian s-ên tr-íc ts lµ kho¶ng thêi gian xung ra ®¹t 0,1 ®Õn 0,9 trÞ sè biªn ®é : tS = t2 – t1. §é sôt ®Ønh xung U = Uo - UK , UK - Gi¸ trÞ cña xung khi xung ®Çu vµo kÕt thóc . L-îng vãn ®Ønh xung U = UM - U0. UM - trÞ sè cùc ®¹i xung ra ®¹t ®-îc vµo thêi ®iÓm ngay sau lóc xung vµo xuÊt hiÖn. Sö dông ®Þnh lý to¸n häc cã thÓ t×m hµm gèc khi biÕt hµm ¶nh ®Ó t×m hµm qu¸ ®é h(t): lim h ( t )  lim h (p).p (4.71) t p t p Hay lim h (p)  lim m(p) t p t p Tõ (4.71) ta thÊy d¹ng ®Æc tÝnh biªn ®é tÇn sè ë vïng tÇn sè cao sÏ quyÕt ®Þnh d¹ng cña ®Æc tÝnh qu¸ ®é ë ®o¹n biÕn thiªn nhanh cña xung ( s-ên xung), d¹ng ®Æc tÝnh tÇn sè ë miÒn tÇn sè thÊp sÏ quyÕt ®Þnh d¹ng cña ®Æc tÝnh qu¸ ®é ë miÒn biÕn thiªn chËm cña xung ( ®Ønh xung). XÐt tõng miÒn ®ã riªng biÖt ®Ó ®¸nh gi¸ mÐo d¹ng xung. MiÒn biÕn thiªn nhanh ( t >C) øng víi thêi gian ®Ønh xung: t t h(t )  e  t  1  (4.74) t U L-ît sôt ®Ønh   vµo thêi ®iÓm kÕt thóc xung lµ: Uo 106