Giáo trình Mạch điện tử (Nghề Điện tử công nghiệp CĐTC)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: M CH Đ
NGÀNH, NGHỀ: ĐI N T
TRÌNH ĐỘ: Cao đ

NT

CƠNG NGHI P
, Trung c

(Ban hành kèm theo Quyết định Số:257 /QĐ-CĐNĐT ngày 13 tháng 07 năm 2017
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng ngh Đồng Tháp)

Đồ

Thá , ăm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu ày thuộc loại sách iáo trì h ê các uồ thơ ti có thể được
hé dù
uyê bả hoặc trích dù cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác ma tí h lệch lạc hoặc sử dụ với mục đích ki h
doa h thiếu là h mạ h sẽ bị hiêm c m.


LỜ G Ớ TH

U

Giáo trì h ày được biê soạ th o Chư
trì h chi tiết mơ đu Mạch Điệ
Tử ba hà h k m th o Chư
trì h đào tạo hề Điệ tử cơng nghiệ trì h độ
cao đ .
C u tr c c a iáo trì h bao ồm bài. Cụ thể hư sau
Bài 1: Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng Transistor.
Bài 2: Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng FET.
Bài 3: Mạch khuếch đại dùng OP-amp.
Bài 4: Mạch khuếch đại công suất.
Bài 5: Mạch ghép transistor hồi tiếp.
Bài 6: Mạch dao động.

h
đoạ .

Tác iả i ch thà h cảm
u Th y
tài liệu iả dạy có liê ua đế mô đu

hoa Điệ -Điệ đ biê soạ
ày trước đó ua hiều iai

Tác iả i ch thà h cảm
Th y Trư
ă Tám là iả viê
hoa

Cô
hệ Trư
Đại học C Th là tác iả c a các Giáo trì h: NH
N
Đ N T và Giáo M CH Đ N T .
Tác iả c
i ch thà h cảm
các u tác iả trê
t r t có bài viết,
tài liệu, bài iả , iáo trì h liê ua đế mơ đu M CH Đ N T
ày.
Tro
trì h biê soạ mặc dù đ có hiều c
hư ch c ch khó
trá h kh i các sai sót hư l i đá h máy, cách dù c u, hì h ả h chưa r ét, chưa
đồ bộ về hì h ả h c
hư c hạ chế về mặt chuyê mô . R t mo các
iả viê tro
hoa Điệ -Điệ tử và học si h si h viê các lớ đó
ó thêm
để Giáo trì h Mạch Điệ Tử ày ày cà hồ thiệ h .
Mọi đó
ó
kiê i vui l
trao đ i ua s điệ thoại: 0989297510
hoăc mail: tha h ia 7 @ mail.com.
i ch thà h cảm !
Đồng Tháp, ngày 13 tháng 07 năm 2017
Giả

viê biê soạ : Phan Thanh Giang

1


MỤC LỤC

TT Tê bài

Trang

1
2 Bài 1: Mạch khuếch đại tí hiệu h dù
3 Bài 2: Mạch khuếch đại tí hiệu h dù
4 Bài 3: Mạch khuếch đại dù
5 Bài 4: Mạch khuếch đại cô

Tra sistor.
FET.

OP-amp.
su t.

6 Bài 5: Mạch hé tra sistor hồi tiế .
7 Bài 6: Mạch dao độ .
8 Tài liệu tham khảo.

2

T n ô đun: M CH Đ
Mã ô đun: MĐ 18.

G ÁO TRÌNH MƠ ĐUN
NT .

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của

ơ đun:

Vị trí:
à mơ đu thuộc hóm các mơ đu th c hà h, th c tậ chu mơ . Mơ
đu ày được b trí sau khi học o các mô Điệ tử c bả , Đo lư
điệ điệ tử, ỹ thuật s .
Tính chất:
à mơ đu cu c cho ư i học các kiế th c về các mạch điệ tử
cao được
dụ th c tế tro l h v c điệ tử, hì h thà h các kỹ ă
tí h tố , l mạch, đo các thô s c a các mạch , kiểm tra và sửa ch a các
mạch tro th c tế .
nghĩa và vai trị của

ơ đun:

à mơ đu cu
c cho
ư i học các kiế th c về các loại mạch
khuếch đại, dao độ . Mô đu là kiế th c ề tả để hục vụ các mô học, mô
đu chuyê mô chuyê s u th c hà h, th c tậ . Do đó, yêu c u ư i học hải
hiểu, th c hà h thà h thạo các kỹ ă th o t

bài học.
M c ti u của

ô đun:

au khi học o mơ đu ày, ư i học có khả ă :
iến th c:
Ph tích được các s đồ uyê l c a các mạch khuyếch đại, mạch dao
độ tạo.
Giải thích được uyê l hoạt độ các mạch.
Hiểu được uy trì h l , đo thơ s các mạch khuyếch đại, mạch dao
độ .
n ng:
ử dụ thà h thạo các dụ cụ đo kiểm.
iểm tra được các i h kiệ điệ tử.
Tí h tố được các thơ s mạch khuếch đại, dao độ .
thà h thạo được các mạch th o uy trì h.
ác đị h hư h
và sửa ch a được các mạch điệ tử.
N ng c t chủ và tr ch nhiệ :
R luyệ cho học si h thái độ hiêmt c, tỉ mỉ, chí h ác tro học
tậ và tro th c hiệ cô việc.
3


Hiểu và vậ dụ các kiế th c, kỹ ă
chuyê mơ
hề hiệ .
Đảm bảo a tồ tro th c hà h.
Nội dung của

đ học để á dụ

vào các l h v c

ô đun:

4


BÀ 1: M CH

HU CH Đ T N H U NH
Mã Bài: MĐ 18-01

NG TRAN

TOR

Gi i thiệu:
Bài Mạch khuếch đại tí hiệu h dù
mạch khuếch đại BJT thơ dụ được sử dụ

BJT (Transistor) iới thiệu một s
tro các mạch điệ tử.

Bài ày cu c kiế th c về dạ mạch phân c c và mạch phân giải mạch
tí hiệu xoay chiều c a khuếch đại tí hiệu nh dù BJT.
Hướ
Hướ

d
d

cho
cho

ư i học tí h tố các thơng s c a mạch khuếch đại BJT.
ư i học l mạch, đo các thô s c a các mạch.

M c ti u:
au khi học o bài ày ư i học có khả ă :
iế th c:
Ph tích được uyê l làm việc c a các mạch m c BJT c bả .
Ph biệt đ
vào và ra tí hiệu trê s đồ mạch điệ và th c tế th o
các tiêu chuẩ mạch điệ
ỹ ă :
iểm tra được chế độ làm việc c a tra sistor th o s đồ thiết kế.
Thiết kế, l rá được các mạch khuếch đại dù tra sistor đ
iả th o yêu
c u kỹ thuật.
Thái độ:
N hiêm t c, tích c c tro th c hà h.
Đảm bảo a toà tro th c hà h về ư i, thiết bị, dụ
Chịu trách hiệm với h
sả hẩm mì h tạo ra.
Có khả ă
Nội du bài:

vậ dụ

các kiế th c, k

ă

cụ.

đ học để á dụ

vào th c tế.

5


1. h i niệ
1.1. h i niệ về tín hiệu.
Tí hiệu là một đại lượ vật l ch a đ
một lượ thơ ti hay một
lượ d liệu. Ch
có khả ă truyề tải đi a đế các thiết bị hậ hằm ra
lệ h hoặc yêu c u th c hiệ một cơ việc ào đó mà uồ truyề c làm.
Thơ thư
các tí hiệu sẽ được đi với dạ hàm s có đồ thị h b cụ thể.
Tí hiệu điệ là s thay đ i th o th i ia c a điệ thế ( olt) hoặc cư
độ
(Am ) c a d
diệ .
1.2. C c dạng tín hiệu.
Mạch điệ tử tạo ra nhiều loại tí hiệu các nhau. M t s loại tí hiệu c bả

như: sin, tam giác, ch nhật, răng cưa, .... Đa s các loại tí hiệu này đ u có chu k
và t s xác đị h.

Hì h Tí hiệu ch nhật.
Hì h Tí hiệu sin.
Hì h 1. Một s loại tí hiệu điệ .
Tính khuếch đại của B T.
Giả sử ta đưa một tí hiệu oay chiều có dạ si , biê độ h vào ch B
c a BJT hư hì h vẽ. Ðiệ thế ch B oài thà h h
h c c một chiều VB
c có thà h h
oay chiều c a tí hiệu vi(t) chồ lê .
vB(t)=VB+vi(t)

Hì h 2. Mạch khuếch đại dù

c u chia điệ thế.
6


Các tụ C1 và C2
vào và
ra được chọ hư thế ào để có thể m
hư i t t - du khá r t h - t s c a tí hiệu. Như vậy tác dụ c a các
tụ liê lạc C1, C2 là cho thà h h
oay chiều c a tí hiệu đi ua và ă thà h
h
h c c một chiều.

Tí hiệu tại các chân c a BJT.

tư

Hì h 3. Tí hiệu tại các chân B, C, E c a BJT.
ề BJT, ư i ta thư
dù mạch tư
đư
kiểu m u re hay mạch
đư
th o thơ s h. Có thể mô tả 2 loại mạch tư
đư
ày hai
7


dạ đ
iả và đ y đ . Tuy hiê , tro
ội du
ày chỉ ét tư
m u re và mô tả th o dạ đ
iả hư hì h 4 và hì h 5.
Th o kiểu m u re c a dạ đ
iả :
Mạch khuếch đại c c hát, thu chung:

b) Mạch tư

a) Mạch c c phát, thu chung.

đư

đư

kiểu

.

Hì h 4. Mạch tư ng đư ng khuếch đại c c hát, thu chung.

Mạch khuếch đại c c ề chu

:

a)

b)

Hì h 5. Mạch tư ng đư
C c liê hệ c lưu :
Hệ s khuếch đại  do hà sả

khuếch đại c c ề chung.
u t cho biết.

, được tí h t mạch h

c c một chiều.

α ≈1
ắc theo kiểu c c E chung.

2. Mạch
2.1 Mạch khuếch đại c c ph t chung v i kiểu phân c c cố định và ổn

định c c ph t.
2.1.1 Mạch c bả .

8


Hì h 6. Mạch h
2.1.2 Mạch điện tương đương.
Mạch tư
đư
dạ

c c c đị h và

đị h c c hát.

oay chiều.

Hì h 7. Mạch tư
đư
dạ
oay chiều.
2.1. C c thông số cơ n.
T mạch tư
đư
, tìm được các thơ s c a mạch.

* Ðộ lợi điệ thế:

D u - (tr ) cho th y

O

và Vi

ược ha.

9


Ðể tí h t
tr ra c a mạch, đ u tiê ta i t t
vào ( i=0); á một
uồ iả tư
có trị s O vào hía
ra hư hì h 8, o lậ tỉ s :

Hì h 8. Mạch tư

khi tí h t

Khi Vi = 0  ib = 0  ib = 0 (tư

Chú ý: Tro
hình 9 hoặc i th
oay chiều sẽ khơ

đư

tr

ra o.

mạch h ) ê

mạch c bả hì h , ếu ta m c thêm tụ h d
ch E u
mass hư hì h 10 thì tro mạch tư
c s hiệ diệ c a điệ tr RE như hình 11.

Hì h . Mạch khuếch đại có tụ h
d
.

CE hư
đư

Hì h 10. Mạch khuếch đại E
u
mass.

i
10


Mạch tư

đư

oay chiều khi khơ

Hì h 11. Mạch tư
Ph

đư

có điệ tr RE .

oay chiều khi khơ

có RE.

iải mạch, ta tìm được:

Thật ra các kết uả trê có thể suy ra t các kết uả hì h 7 khi RE = 0.

2.2 Mạch khuếch đại c c ph t chung v i kiểu phân c c ằng cầu chia điện thế
và ổn định c c ph t.
2.2.1 Mạch điện cơ n.

Mạch khuếch đại c c hát chu
thế và
đị h c c hát.
Ð y là dạ mạch r t thơ dụ
hư hì h bê dưới.

với kiểu h

do có độ

Hì h 12. Mạch khuếch đại dù

c c bằ

c u chia điệ

đị h t t. Mạch c bả

c u chia điệ thế.
11


2.2. 2 Mạch điện tương đương.
Mạch tư ng đư ng dạ xoay chiều như bê dưới.

Hì h 13. Mạch tư ng đư ng dạ

2.2. C c thông số cơ

n.

xoay chiều.

o sá h hì h 7 với hì h 13 ta th y hồ tồ
RB=R1//R2 ê ta có thể suy ra các kết uả:

i

hau ếu thay

CE
Ch : Tro mạch điệ hì h 12, ếu ta m c thêm tụ h d
c c hát (hì h 14) hoặc i th
c c hát E u
mass (hì h 15) thì trong
mạch tư
đư
c
khơ c s hiệ diệ c a RE.

Hì h 14. C c E có tụ CE.
Các kết uả trê v

đ

Hì h 15. C c E n i mass.
khi ta cho RE = 0.
12


. Mạch ắc theo kiểu c c C chung
.1. Mạch điện cơ n .
Mạch c bả hư bê dưới.

Hì h 16. Mạch tư ng đư ng dạ

.2. Mạch điện tương đương.
Mạch tư

dư
oay chiều.

xoay chiều.

Hì h 17. Mạch tư ng đư ng dạ

xoay chiều.
Như kết uả được th y h sau, điểm đặc biệt c a mạch ày là độ lợi điệ
thế h h và
bằ 1, tí hiệu vào và ra cù
ha, t
tr vào r t lớ và t
tr ra lại r t h ê tác dụ
hư biế thế. ì các l do trê , mạch c c thu
chu thư
được dù làm mạch đệm (Buff r) i cho việc truyề tí hiệu đạt
hiệu su t cao h t.
. . C c thông số cơ n.
Các thô s c a mạch.
13


*T
tr ra o
N it t
vào (Vi = 0), á 1 điệ thế Vo

ra.

Chú ý:
Mạch khuếch đại c c thu chu c
có thể được h c c bằ c u chia
điệ thế hư hì h 18. Các cơ th c trê mạch h
iải trê v đ , chỉ c
thay RB = R1//R2.
Mạch c
có thể được m c thêm 1 điệ tr RC hư hì h 19. Các cơ th c
trê v đ
khi thay RB = R1//R2. T
tr vào i và t
tr ra 0 khơng thay
đ i vì RC khơ làm ả h hư
đế c c ề và c c hát.

14


Hì h 18. C u chia điệ á .
4. Mạch ắc theo kiểu c c B chung.
4.1. Mạch điện cơ n.
Mạch c bả hư bê dưới.

Hì h 19. Mạch có RC.

Hì h 20. Mạch tư ng đư ng dạ

xoay chiều.

Hì h 21. Mạch tư ng đư ng dạ

xoay chiều.

4.2. Mạch điện tương đương.
Mạch tư
dư
oay chiều.

4. . C c thông số cơ

n.

15


5. Th c hành.

16


BÀ 2: M CH

HU CH Đ T N H U NH
Mã Bài: MĐ 18-02

NG FET

Gi i thiệu:
Bài Mạch khuếch đại tí hiệu h dù FET (JFET và MO FET) iới thiệu
một s mạch khuếch đại FETthô dụ được sử dụ tro các mạch điệ tử.

Bài ày cu c kiế th c về dạ mạch h c c và mạch h
tí hiệu oay chiều c a khuếch đại tí hiệu h dù FET.
Hướ
Hướ

d
d

cho
cho

iải mạch

ư i học tí h tố các thơ s c a mạch khuếch đại FET.
ư i học l mạch, đo các thô s c a các mạch.

M c ti u:
au khi học o bài ày ư i học có khả ă :
iế th c:
Ph tích được u l làm việc c a các mạch khuếch đại c bả dù
FET.
ỹ ă :
Thiết kế, l rá các mạch khuếch đại dù FET th o đ
yêu c u kỹ thuật.
Đo đạc, kiểm tra, sửa ch a được các mạch điệ tí hiệu h dù FET th o
yêu c u kỹ thuật.
Thái độ:
N hiêm t c, tích c c tro th c hà h.
Đảm bảo a toà tro th c hà h về ư i, thiết bị, dụ
về a toà vệ si h cơ

hiệ .
Chịu trách hiệm với h
sả hẩm mì h tạo ra.
Có khả ă
Nội du bài:

vậ dụ

các kiế th c, k

ă

cụ và th c hiệ t t

đ học để á dụ

vào th c tế.

17


N ư i ta c
có thể dù FET để khuếch đại tí hiệu h hư BJT.
Tro l c đó BJT, s thay đ i d
điệ
ra (d
c c thu) được điều khiể
bằ d
điệ
vào (d

c c ề ), thì FET, s thay đ i d
điệ ngõ ra
(d
c c thoát) được điều khiể bằ một điệ thế h
vào (hiệu thế c
uồ GS). Ở BJT ta có độ lợi d
điệ  thì FET có độ truyề d
m.
ới tí hiệu h , mạch tư
đư
oay chiều c a FET hư hì h 1 a, tro
đó r là t
tr vào c a FET.

b)
c)
a)
Hì h 1. Mach tư
đư
oay chiều c a FET.
Ở JFET, r khoả hà chục đế hà trăm M, tro l c MO FET
thư
hà trăm đế hà
à M. Do đó, th c tế ư i ta có thể b r trong
mạch tư
đư
hì h 1 b.
Giá trị rd và gm thư
được hà sả u t cho biết. Nếu tro mạch thiết kế,
RD (điệ tr

i t c c thốt lê
uồ ) khơ lớ l m (vài k), ta có thể b rd
tro mạch tư
đư
hì h 1 c.
1. Mạch khuếch đại c c nguồn chung.
1.1 Mạch điện cơ n.
Mạch c bả hư hì h bê dưới.

Hì h 2. Mạch dù c u chia điệ thế với RS
1.2 Mạch điện tương đương.
Mạch tư
đư
oay chiều.

đị h c c

uồ .

18


Hì h 3. Mạch tư
đư
oay chiều với RS
1. C c thông số cơ n
Các thô s c a mạch hư bê dưới.

T
T

đị h c c

uồ .

tr
vào: Zi = Vi/ii = Ri (=RG) = R1//R2.
tr ra: 0 = VO/iO = (RS + rd )//RD ≈ RS //RD

2. Mạch khuếch đại c c
ng c c tho t) chung.
2.1 Mạch điện cơ n.
Mạch c bả hư hì h bê dưới.

19


Hì h 4. Mạch c c thốt chu

.

2.2. Mạch điện tương đương.
Mạch tư
đư
oay chiều.

Hì h 5. Mạch c c thốt chu

.

2. C c thông số cơ n
Ri = RG trong hình 5 và Ri = R1 //R2 trong hình 5.
Ðộ lợi điệ thế:
Ta có: V0 = (gmvgs)( RS //rd)
Vgs = Vi - V0

T
tr vào i = Ri.
T
tr ra: Ta th y RS so so với rd và so so với uồ d
điệ
gmvgs. Nếu ta thay thế uồ d
điệ ày bằ một uồ điệ thế i tiế với
điệ tr 1/ m và đặt uồ điệ thế ày bằ 0 tro cách tí h 0, ta tìm được t g
tr ra c a mạch:
Z0 = RS //rd // 1/gm
. Mạch khuếch đại c c cổng chung.
.1 Mạch điện cơ n.
Mạch c bả hư hì h bê dưới.

20


Hì h . Mạch c c c
.2 Mạch điện tương đương.
Mạch tư
đư
oay chiều.

chu

.

Hì h 7. Mạch c c c
. C c thông số cơ n.
Các thô s c bả c a mạch.
T mạch tư
đư
oay chiều:

chu

.

Nếu đưa rd vào mạch tư

đư

thì:

21


4. Th c hành.

22


BÀ 3: M CH

HU CH Đ D NG OP-AMP
Mã Bài: MĐ 18-03

Gi i thiệu:
Bài Mạch khuếch đại dù OP-Amp iới thiệu một s mạch khuếch đại OPAmp thô dụ được sử dụ tro các mạch điệ tử.
Bài ày cu c kiế th c về dạ mạch phân c c và mạch phân giải mạch
tí hiệu xoay chiều c a khuếch đại tí hiệu nh dù OP-Amp.
Hướ

d

cho

ư i học tí h tố các thơng s c a mạch khuếch đại OP-

Hướ

d

cho

ư i học l

Amp.
mạch, đo các thô

s c a các mạch.

M c ti u:
au khi học o bài ày ư i học có khả ă :

iế th c:
Ph tích được u l làm việc c a các mạch khuếch đại dù OP-Amp
ỹ ă :
Thiết kế, l rá các mạch khuếch đại dù OP-Am th o đ
yêu c u kỹ
thuật.
Đo đạc, kiểm tra, sửa ch a được các mạch điệ tí hiệu h dù OP-Amp
th o yêu c u kỹ thuật.
Thái độ:
N hiêm t c, tích c c tro th c hà h.
Đảm bảo a toà tro th c hà h về ư i, thiết bị, dụ
về an tồ vệ sinh cơng nghiệ .
Chịu trách hiệm với h
sả hẩm mì h tạo ra.
Có khả ă
Nội du bài:

1.

vậ dụ

các kiế th c, k

ă

cụ và th c hiệ t t

đ học để á dụ

vào th c tế.

h i niệ
23