BÁO cáo THÍ NGHIỆM MẠCH điện tử KIỂM CHỨNG MẠCH KHUẾCH đại GHÉP VI SAI DÙNG BJT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MÌNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN –
ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ

KIỂM CHỨNG MẠCH KHUẾCH ĐẠI
GHÉP VI SAI DÙNG BJT
LỚP L02 – NHÓM E - HK212
GVHD: THẦY ĐỖ QUỐC TUẤN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
STT
1
2
3

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 4 NĂM 2022

1


MỤC LỤC
I. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM............................................................................ 3
II. PHẦN LÝ THUYẾT......................................................................................3
III. PHẦN THÍ NGHIỆM.................................................................................. 6
1. Phương pháp đo và sơ đồ lắp mạch...........................................................6
2. Kết quả đo đạc...........................................................................................13
3. So sánh số liệu với lý thuyết và nhận xét.................................................25

2

I. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
Kiểm chứng được mạch khuếch đại vi sai dùng BJT:
- Biết cách lắp mạch ghép BJT tạo thành mạch khuếch đại vi sai từ module thí nghiệm,
hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại vi sai dùng BJT với điện trở R E ở
cực phát và nguồn dòng ở cực phát
- Đo đạc, kiểm chứng độ lợi áp cách chung A C khi hai sóng ngõ vào chân B cùng pha,
độ lợi áp vi sai Ad khi hai sóng ngõ vào chân B ngược pha của cả hai mạch, so sánh
với lý thuyết, rút ra nhận xét, đánh giá và giải thích về sự khác nhau giữa các kết quả.
- Từ kết quả đo được độ lợi áp cách chung, độ lợi áp vi sai.

II. PHẦN LÝ THUYẾT
1. Mạch khuếch đại vi sai với RE ở cực phát
Nguyên lý hoạt động: Mạch gồm 2 BJT giống nhau về mọi thông số, ghép chung
chân C, chân E, tín hiệu đầu vào đưa vào chân B, điện trở RE hồi tiếp âm giúp
mạch luôn hoạt động ở chế độ tích cực, tín hiệu ngõ ra lấy ở chân C là khuếch đại
hiệu giữa 2 tín hiệu đầu vào (tín hiệu bé).

Hình 1.1: Mạch khuếch đại vi sai với RE ở cực phát

3


Sơ đồ tương đương:

Các thông số quan trọng:
ICQ=β

AC =

2. Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng ở cực phát
Nguyên lý hoạt động: Mạch gồm 2 BJT giống nhau về mọi thơng số, ghép chung
chân C, chân E, tín hiệu đầu vào đưa vào chân B, nguồn dòng ở chân E cung cấp
dịng cho mạch ln hoạt động ở chế độ tích cực, tín hiệu ngõ ra lấy ở chân C là
khuếch đại hiệu giữa 2 tín hiệu đầu vào ( tín hiệu bé).

4


Hình 1.2: Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dịng ở cực phát
Sơ đồ tương đương:

Các thông số quan trọng:

ICQ=

A
C


5


III. PHẦN THÍ NGHIỆM
1. Phương pháp đo và sơ đồ lắp mạch
a) Mạch khuếch đại vi sai với RE ở cực phát:
Đo phân cực DC
R

R

- Nguồn DC: 12V và -12V; BJT Q1, Q2 là 2SD468;
C1

-

C2

=

-12V là điện trở hồi tiếp âm.
-Đảm bảo cả hai BJT như nhau về các thông số, thực hiện được mạch khuếch đại
vi sai và mạch ln hoạt động ở chế độ tích cực
-Đo phân cực DC: ngắn mạch thành phần AC, dùng DMM để đo VCE1, VCE2, IB1,
IB2, IC1, IC2.

Hình 3.1 Sơ đồ lắp mạch đo điểm tĩnh

6


Đo Ac
Chọn các giá trị ngõ vào vi-pp để ngõ ra không bị méo dạng, các thông số được lựa
chọn là 100mV, 120mV, 140mV. Cố định tần số ở 10kHz. Lắp mạch như hình bên
dưới, quan sát dạng sóng ngõ vào và ngõ ra, ghi nhận giá trị v o-pp trên dao động ký. Sau
đó, ta tính được Ac thơng qua cơng thức
Ac =

Hình 3.2 Sơ đồ lắp mạch đo Ac

7


Đo Ad

Chọn các giá trị ngõ vào vi-pp để ngõ ra không bị méo dạng, các thông số được lựa

chọn là 100mV,, 120mV, 140mV. Cố định tần số ở 10kHz . Lắp mạch như hình. Cho
tín hiệu v1 v2 (cùng biên độ, ngược pha) qua RB vào chân B của 2 BJT: hai đầu của máy
phát sóng nối với 2 nhánh của 2 điện trở bằng nhau, nối tiếp nhau, điểm nối giữa 2
điện trở nối đất, 2 đầu còn lại nối với RB, giá trị của hai điện trở rất nhỏ so với RB ,
chọn giá trị hai điện trở là R5 và R6 = 100Ω << 1.2kΩ.
Tín hiệu ngõ ra vo lấy ra ở chân C của BJT Q2, mắc tụ ghép có giá trị 100μF để ở
tần số dãy giữa, tụ xem như ngắn mạch, mắc với tải 12kΩ, quan sát trên dao động ký
dạng sóng ngõ vào và ngõ ra, ghi nhận giá trị vo-pp.
Ta có : AC vC + AD v D=vo;

vC = (v1 + v2)/2; vD=v1 −v2

Vì v1, v2 ngược pha nên vC = 0 và AD tính theo cơng thức:
A
D=

v
vo

v

1− 2

8


Hình 3.3 Sơ đồ lắp mạch đo Ad

b) Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng ở cực phát
Đo phân cực DC
-

E

= 2.7kΩ, J1 =

dòng dùng BJT Q3, xem như nguồn dòng lý tưởng, hai BJT như nhau về các thôn
số, thực hiện được mạch khuếch đại vi sai và mạch ln hoạt động ở chế độ tích
cực.
-Các thơng số còn lại và cách đo tương tự Mạch khuếch đại vi sai với RE ở cực
phát

9


Hình 3.4 Sơ đồ lắp mạch đo điểm tĩnh

Đo Ac
Chọn các giá trị ngõ vào vi-pp để ngõ ra không bị méo dạng, các thông số được lựa
chọn là 100mV, 110mV, 120mV. Cố định tần số ở 10kHz. Lắp mạch như hình bên
dưới, quan sát dạng sóng ngõ vào và ngõ ra, ghi nhận giá trị v o-pp trên dao động ký. Sau
đó, ta tính được Ac thơng qua cơng thức
Ac =

10


Hình 3.5 Sơ đồ lắp mạch đo Ac

Đo Ad

Chọn các giá trị ngõ vào vi-pp để ngõ ra không bị méo dạng, các thông số được lựa

chọn là 100mV,, 110mV, 120mV. Cố định tần số ở 10kHz . Lắp mạch như hình. Cho
tín hiệu v1 v2 (cùng biên độ, ngược pha) qua RB vào chân B của 2 BJT: hai đầu của máy
phát sóng nối với 2 nhánh của 2 điện trở bằng nhau, nối tiếp nhau, điểm nối giữa 2
điện trở nối đất, 2 đầu còn lại nối với RB, giá trị của hai điện trở rất nhỏ so với RB ,
chọn giá trị hai điện trở là R5 và R6 = 100Ω << 1.2kΩ.

11


Tín hiệu ngõ ra vo lấy ra ở chân C của BJT Q2, mắc tụ ghép có giá trị 100μF để ở
tần số dãy giữa, tụ xem như ngắn mạch, mắc với tải 12kΩ, quan sát trên dao động ký
dạng sóng ngõ vào và ngõ ra, ghi nhận giá trị vo-pp.
Ta có : AC vC + AD v D=vo;

vC = (v1 + v2)/2; vD=v1 −v2

Vì v1, v2 ngược pha nên vC = 0 và AD tính theo cơng thức:
A
D=

v
vo

v

1− 2

Hình 3.6 Sơ đồ lắp mạch đo Ad


12


2. Kết quả đo đạc
a) Mạch khuếch đại vi sai với RE ở cực phát:
Đo phân cực DC

I
C1

⇒ β 1=
⇒ I C=

=

IB1

0,98+1,08

=1,03 mA

2

Đo Ac

Do ngõ ra của Ac bị nhiễu nên ta lấy giá trị vo-pp bằng đường trung bình của dạng
sóng, khơng lấy giá trị ghi trên dao động ký.

−0,35−0,3542−0,339
AC =
=−0,3477 (V/V)
3

13


Hình 3.7 Đo Ac ở trường hợp vi-pp = 100mV

14


Hình 3.8 Đo Ac ở trường hợp vi-pp = 120mV

1
5


Hình 3.9 Đo Ac ở trường hợp vi-pp = 140mV

Đo Ad

Ad =

A

d1

+ A

d2

3

+ A

d3

= 55,2+50,67+ 45,71=50,527
3

16


Hình 3.10 Đo Ad ở trường hợp vi-pp = 100 mV

17


Hình 3.11 Đo Ad ở trường hợp vi-pp = 120 mV

18


Hình 3.12 Đo Ad ở trường hợp vi-pp = 140 mV

b) Mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng ở cực phát
Đo phân cực DC

I
C1

⇒ β 1=
⇒ IC =

=

IB 1

0,955+1,05

=1,0025 mA

2

19


Đo Ac

Do ngõ ra của Ac bị nhiễu nên ta lấy giá trị vo-pp bằng đường trung bình của dạng

sóng, không lấy giá trị ghi trên dao động ký.
−0,02−0,023−0,025
AC =
=−0,0227 (V/V)
3

Hình 3.13 Đo Ac ở trường hợp vi-pp = 100mV

20


Hình 3.14 Đo Ac ở trường hợp vi-pp = 110mV

21


Hình 3.15 Đo Ac ở trường hợp vi-pp = 110mV

Đo Ad

Ad =

A

d1

+ A
+ A
d 3 = 50+ 483+47 ,3 =48,43
3d 2

22


Hình 3.16 Đo Ad ở trường hợp vi-pp = 100 mV

23