Tải bản đầy đủ (.pdf) (53 trang)

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

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.39 MB, 53 trang )

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


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.




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


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

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


1.

Hì h 3. Mạch tư
đư
oay chiều với RS
C c thơng 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 thơng 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


×