Đồ Án Thiết Kế OCL Đơn (chi tiết)

Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 1
LỜI NÓI ÂẦU




Bước sang thế kỷ 21 , khoa học kỹ thuật - mà Điện Tử Viện Thông lại là một
ngành mũi nhọn luôn đi tiên phong trong mọi lĩnh vực đã và đang ngày càng phát
triển với tốc độ đáng kinh ngạc . Sự ra đời của những con Chíp , những Vi mạch với
mức độ tích đến vài chục triệu Transistor/Chíp . Tuy nhiên , với chúng ta - Những
sinh viên điện tử , đang chỉ mới bắt đầu trong ngành thì việc thiết kế một mạch điện
từ những linh kiện rời mới thật sự bổ ích .
Mặc dù vậy , để tiến tới hoàn chỉnh một mạch Điện đòi hỏi người thiết kế phải
có một kiến thức tối thiểu về lĩnh vực Điện tử - Từ những linh kiện đơn giản và
thường dùng nhất như : Điện trở ; Tụ ;Cuộn dây ; Diode và đặc biệt là Transistor mà
chúng ta phải hiểu rõ nguyên lý , bản chất một cách thấu đáo . Để từ đó chọn giải
pháp thiết kế vừa hiệu quả lại vừa kinh tế và thẫm mỹ, hòng làm hài lòng người sử
dụng.
Là sinh viên năm thứ 3 , lại là đồ án đầu tiên cùng với nhiều bở ngỡ mà đặc
biệt là gặp phải nhiều sự khác biệt giữa lý thuyết và thực tế . Nhưng với sự ham học
hỏi và quyết tâm của mình mà đặc biệt là được sự hướng dẫn tận tình của Thầy Cô
giáo trong khoa CNTT-ĐTVT cũng như sự giúp đỡ của bạn bè, em sẻ cố gắng đồ án
của mình một cách tốt nhất . Với sự tự tin vào khả năng , nghiên cứu ngiêm túc bước
đầu tập làm một người thiết kế một máy tăng âm kiểu OCL với ngõ vào đơn , công
suất vừa phải , thiết bị dể mua , dể kiếm lại không mắc lắm . Vì vậy trong thiết kế tính
toán có gì sai xót , mong được sự chỉ dẫn của các Thầy , các Cô cũng như sự đóng ý
kiến của bạn bè •
Em xin chân thành cảm ơn !
Đà Nẵng , ngày 10 tháng 4 năm 2001.
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 2
PHẦN I: LÝ THUYẾT

A. TRANSISTOR LƯỠNG CỰC ( bipolar junction transistor) :
I. CẤU TẠO :
BJT là linh kiện điện tử có ba miền bán dẫn với các loại dẫn xen kẻ nhau
trong cùng một đơn tinh thễ bán dẫn.Các miền này được phân cách bởi hai
chuyển tiếp PN.Tùy thuộc thứ tự bố trí các lớp bán dẫn mà ta có hai loại BJT:BJT
loại NPN và BJT loại PNP

 Transistor loại NPN
C
N P N B
E
Mô hình lý thuyết Ký hiệu trên mạch

 Transistor loại PNP
C
P N P B
E
Mô hình lý thuyết Ký hiệu trên mạch
Tương ứng với mỗi miền là một cực của BJT.Miền bán dẫn ở giữa hai
chuyễn tiếp PN được gọi là miền gốc (hay Base-ký hiệu B).Hai miền còn lại
được chế tạo bất đối xứng sao cho một miền có khả năng chích các hạt tải điện
vào miền Base,miền này gọi là miền phát (hay Emitter-ký hiệu E),còn miền kia
có khả năng nhận được tất cả các hạt tải điện chích từ miền Emitter qua miền
Base ,miền này gọi là miền thu (hay Collector-ký hiệu C).Để thực hiện chức năng
trên ba miền bán dẫn được cấu tạo với nồng độ tạp chất pha tạp khác nhau:Miền
phát có nồng độ tạp chất cao nhất ,miền thu có nồng độ tạp chất thấp,còn miền
gốc có nồng độ tạp chất rất thấp.
Do cấu tạo như trên sẽ hình thành 2 chuyển tiếp PN rất gần nhau :Chuyễn
tiếp Emitter giữa miền phát và miền gốc(Je),chuyễn tiếp Collector giữa miền thu
(Jc).Hoạt động của BJT chủ yếu dựa trên sự tương tác của hai chuyễn tiếp rất gần

nhau này.
II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KHẢ NĂNG KHUẾCH ĐẠI
CỦA TRANSISTOR LƯỞNG CỰC
Tùy theo thứ tự sắp xếp các miền bán dẫn mà ta chia BJT ra làm hai loại
Loại NPN và loại PNP.Nguyên lý làm việc của cả hai loại BJT này đều giống
nhau .Để thuận tiện ta xét nguyên lý làm việc vủa loại PNP làm ví dụ
Để BJT làm việc trong vùng khuếch đại thì tiếp giáp Je phân cực thuận ,còn
tiếp giáp Jc được phân cực ngược .
Đầu tiên ta xét chuyển tiếp Jc một cách riêng rẻ khi chuyển tiếp này được
phân cực ngược .Vì chuyển tiếp Jc được phân ngược nó chỉ đóng với hạt tải cơ
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 3
bản còn các hạt tải không cơ bản(lổ trống từ miền B và điện tử từ miền C) có thể
chuyển dời qua chuyển tiếp một cách dể dàng .Do vậy trong mạch C sẻ xuất hiện
một dòng điện rất nhỏ ký hiệu là Ico.Dòng Ico thường được gọi là dòng rò của
BJT.
Bây giờ ta lại xét một cách độc lập chuyển tiếp Je.Giả sử rằng điện áp đặt
vào chuyển tiếp E có chiều như trên hình vẻ ,như vậy chuyển tiếp Je sẻ phân cực
thuận và các hạt tải cơ bản (lổ trống
từ vùng P và điện tử từ vùng N) có thể chuyển dời qua chuyển tiếp một cách dể
dàng .Trong mạch E sẻ xuất hiện một dòng điện lớn (ký hiệu là Ie).Dòng Ie chủ
yếu là thành phần
khuếch tán và bao gồm hai thành phần là dòng các lổ trống từ E và dòng các điện
tử từ B.
Như vậy
I
E
=I
EN
+I
EP

Do nồng độ tạp chất trong miền Emitter lớn hơn trong miền Base rất nhiều
nên: I
EP
>>I
EN
⇒I
E
≈I
EP
Xét khi cả hai chuyển tiếp Je và Jc được phân áp đồng thời với Je phân cực
thuận còn Jc phân cực ngược .Dòng các lổ trống từ miền E (I
EP
) sẻ chích vào B
do quá trình tán nhiệt có xu hướng
làm cân bằng nồng độ lổ trống ,vì thế các lổ trống này sẻ dịch chuyển về phía
C.Do chiều dày miền Base rất mỏng nên các lổ trống có thể chuyển dời đến
chuyển tiếp Jc mà không có sự tái hợp nào đáng kể .Đến chuyển tiếp Jc các lổ
trống lúc này là hạt tải không cơ bản nên vượt qua chuyển tiếp Jc một cách dể
dàng (lúc này là một điện trường gia tốc với các hạt tải không cơ bản ) và ra
mạch ngoài của C.Trong mạch C sẻ xuất hiện một dòng điện lớn có giá trị gần
bằng dòng I
E
.Thực tế thì dù chiều dày vùng Base nhỏ đến đâu vẫn xảy ra sự tái
hợp của một số lổ trống trong vùng này,dòng lổ trống trong vùng Collector sẻ
mất đi một lượng bằng số các hạt tải điện mất trong miền Base .Hay là

I
EP
=I
Eth

+I
CP
Với Ieth là thành phần tái hợp của dòng I
E
.
Như vậy ta có:
I
E
=I
EN
+I
EP
I
B
=I
EN
+I
Eth
-I
CO
I
C
=I
CP
+I
CO
⇒I
E
=I
B

+I
C
Dòng Ico là dòng độc lập ,không phụ thuộc vào dòng Ie mà chỉ phụ thuộc
vào vật liệu bán dẫn làm BJT và nhiệt độ làm việc của BJT.Dòng I
CP
phụ thuộc
vào dòng I
E
,điều này được đặc trưng bằng hệ số α gọi là hệ số truyền đạt của
BJT ,α chỉ ra có bao nhiêu lổ trống (hay điện tử từ ) E đến được C.
α=I
CP
/I
E
=0.95÷0.99
Ngoài ra BJT còn được đặc trưng bằng hệ số truyền đạt dòng I
B
,ký hiệu là
β,xác định bởi hệ thức: β=
B
C
I
I
III. CÁC DẠNG MẠCH CỦA TRANZITO
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 4
Trazito là một linh kiện bán dẫn có ba cực gồm emitơ, bazơ và colectơ khi sử
dụng thường đưa tín hiệu vào hai cực và lấy ra trên hai cực khác vì vậy có một cực
làm cực chung cho đầu và lẫn đầu ra vì vậy thường có ba cách mắc cơ bản đó là cách
mắc emitơ chung ( CE), bazơ chung ( CB) và colectơ chung (CC).
1. Cách mắc emitơ chung

1.a. Sơ đồ:
i
c


i
b
C
B U
out

U
in
i
e

E
1.b. Đặc điểm
Trazito mắc chung emitơ tức là cức emitơ được dùng chung cho cả đầu vào và
lẫn đầu ra. Dòng điện và điện áp vào được lấy từ cực bazơ và emitơ còn dòng điện ra
và điện áp ra được lấy trên hai cực emitơ và colectơ . Hệ số khuếch đại điện áp lớn,
hệ khuếch đại dòng điện lớn, trở kháng vào khoảng trung bình cho đến lớn, trở kháng
ra có giá trị trung bình, tín hiệu vào và tín hiệu ra ngược pha nhau.
Trong các cách mắc tranzito thì mạch EC có hệ số khuếch đại công suất lớn nhất
(vì K
u
.K
i
đều lớn ), vì mạch EC thường thông dụng hơn cả. Mặt khác trở kháng vào
và trở kháng ra có gia trị trung bình vì vậy mạch EC tiện lợi đối với việc ghép tải và

nguồn tín hiệu.
2. Cách mắc bazơ chung
2.a. Sơ đồ:

i
e
i
c


U
in
E C
B i
b
U
out

2.b. Đặc điểm
Trazito mắc chung cực bazơ tức là cực bazơ được dùng chung cho cả đầu vào và
đầu ra. Vì vậy dòng điện và điện áp ra lấy trên cực colectơ và bazơ. Hệ số khuếch đại
điện áp lớn, hệ số khuếch đại dòng điện bé, trở kháng vào bé, trở kháng ra lớn và điện
áp vào và điện áp ra đồng pha. Loại cacïh mắc này chỉ dùng khi khuếch đại điện áp
tần số cao.
3. Cách mắc colectơ chung
3.a. Sơ đồ
i
e

E

I
b
B
U
out
U
in C
i
c
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 5
3.b. Đặc điểm
Trazito mắc chung cực colectơ tức là cực colectơ được dùng chung cho cả đầu
vào và đầu ra. Do đó dòng điện và điện áp vào được lấy trên hai cực colectơ và
emitơ .
Hệ số khuếch đại điện áp bé, hệ số khuếch đại dòng điện lớn, trở kháng vào lớn,
trở kháng ra bé, tín hiệu vào và tín hiệu ra cùng pha. Cách ghép này được dùng để
phối hợp trở kháng tải thấp với nguồn tín hiệu có trở kháng cao, thường dùng làm bộ
khuếch đại đệm hay bộ lặp emitơ .
IV. PHÂN CỰC VÀ ỔN ĐỊNH ĐIỂM CÔNG TÁC TĨNH TRANZITO :
1. Phân cực cho tranzito
Để cho tranzito làm việc ở chế độ khuếch đại thì ta phải phân cực cho tranzito
nghĩa là đưa điện áp bênh ngoài vào chuyển tiếp emitơ và colectơ với những giá trị
cực tính thích hợp. Khi có điện áp một chiều được đặc vào thì trên các cực của
tranzito có dòng điện tĩnh và điện áp tĩnh có những giá trị xác định đó là điều kiện
phân cực cho tranzito. Điều kiện phân cực này thể hiện qua điểm công tác tĩnh Q.
Việc phân cực cho tranzito nhằm làm cho tranzito làm việc bình thường và có những
tham số tối ưu tuỳ mục đích sử dụng.
2. Sơ đồ ổn định điểm làm việc tĩnh
Để ổn định điểm làm việc tĩnh ta thường quan tâm đến các đại lượng V
BE

, I
B
và
V
CE
, I
C
. Do tính quan trọng của điểm công tác tĩnh nên ta phải tính toán cho sao thích
hợp ( thường nằm khoảng giữa đặt tuyến ra ). Để có biên độ tín hiệu ra lớn, ít bị méo
( méo ở đây là tín hiệu ra khác với dạng tín hiệu vào) và sự ổn định người ta thường
dùng loại sơ đồ hồi tiếp âm một chiều nhằm biến đổi thiên áp mạch vào của tranzito
sao cho có thể hạn chế sự duy chuyển của điểm làm việc tĩnh trên đặc tuyến ra. Sự
thay đổi của nó chính là nguyên nhân gây ra yếu tố mất ổn định. Vì vậy ta đề cập đến
các sơ đồ ổn định thường hay dùng sau.
2.a>. Sơ đồ cung cấp và ổn định điểm làm việc bằng hồi tiếp dòng emitơ
Sự ổn định điểm làm việc bằng hồi tiếp dòng emitơ hay hồi tiếp dòng điện một
chiều hay còn gọi là tự phân cực có sơ đồ sau
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 6
Re
R2
Vin
Vout
Q1
Vcc
Ce
C2
C1
Rc
R1
H.II.2.1. Sơ đồ nguyên lí mạch

phân cực bằng dòng emitơ
Hai điện trở R
1
và R
2
tạo ra bộ phân áp lấy điện từ nguồn U
cc
. Điện áp bazơ U
B
lấy
trên bộ phân áp R
1
và R
2
gần như là không đổi. Dòng I
E
bị rơi trên điện trở R
E
, lúc
này U
E
= I
E
. R
E
II.1.a
Từ hình (H.2.1) ta có
U
E
= U

B
- U
BE
II.2.b

21
2
RR
R
UU
CCB
+
=
II.3.c

21
21
RR
RR
R
B
+
=
II.4.d
Từ ( II.1.a), ( II.2.b), ( II.3.c) và ( II.4.d)

ECCCBE
RI
RR
R

UU
−
+
=
21
2
II.2.1
Ở đây ta phải tính toán sao U
BE
> U ( U là điện áp nguỡng, đối với silic
U = 0,3 V còn gecmani U = 0.75V).
Mặt khác cần lư ý đến R
B
chọn giá trị thích hợp. Nếu R
B
> R
E
mạch kém ổn định
vì vậy ta phải chọn R
1
và R
2
sao cho giá trị tương ứng khi mắc song song của chúng
là R
B
có giá trị càng nhỏ . Nhưng R
B
nhỏ quá thì tầng khuếch đại giảm vì vậy ta
thường chọn R
B

= R
E
.
Ngoài ra nguyên tắt ổn định còn được trình bày ở chổ từ biểu thức ( II.2) khi
nhiệt độ thay đổi hay một yếu tố nào đó làm cho I
E
tăng lên dẫn đến điện áp trên R
E
tăng lên. Điên áp U
B
lấy trên R
1
và R
2
không đổi làm cho tiếïp giáp BE phân cực yếu
làm cho dòng I
B
giãm kéo theo dòng I
C
giãm làm cho I
C
gần trở lại giá trị ban đầu.
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 7
Trong sơ đồ trên R
E
làm nhiệm vụ hồi tiếp âm dòng điện một chiều để ổn định điểm
làm việc. Các tụ phân mạch C
1
và C
2

phải chon sao cho với tín hiệu xoay chiều trở
kháng của nó gần bằng không. Tụ C
E
là tụ thoát cao tần được mắc song song với R
E
nhằm tránh hồi tiếp âm đối với dòng tín hiệu xoay chiều trên R
E
làm giảm hệ số
khuếch đại của mạch, coi C
E
có tác dụng ngắn mạch đối với tín hiệu.
2.b>. Sơ đồ cung cấp và ổn định bằng hồi tiếp âm điện áp một chiều
Sơ đồ có dạng như sau:
Vin
Vcc
Vout
Q
C1
C2
Rc
R1
H.II.2. Hồi tiếp âm điện áp một chiều
Ta thấy rằng R
1
có nhiêm vụ đưa thiên áp vào bazơ bằng phương pháp định dòng
bazơ và dẫn điện áp hồi tiếp về mạch vào. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ hay một yếu
tố nào đó khiến dòng I
CO
trên colectơ tăng lên thì U
BEO

giảm xuống làm cho dòng định
thiên bazơ giãm xuống ( I
BO
= U
CEO
/ R
1
) làm cho dòng I
CO
giảm xuống nghĩa là dòng
tĩnh I
CO
ban đầu giữ nguyên và ta có sơ đồ tương đương như sau ( II.2.2)
Nếu bỏ qua dòng ngược I
CBO
và thiết I
C
>> I
1
thì
( )
21
2
1
21
1
1
21
21
21

2
21
21
'
RR
R
RI
RIU
RR
R
RIU
RR
RRI
RR
R
U
RR
RRI
UU
C
CCCCBCE
B
CE
B
BBE
+









−−=
+
−=
+
−
+
=
+
−=
β















+−

+
=⇒
2
1
1
1
R
R
UU
RR
I
BECC
C
C
β
β
Để ổn định dòng I
C
βR
C
>> R
1
















+−=⇒
2
1
1
1
R
R
UU
R
I
BECC
C
C
Ta thường chọn RC có ICRC = 0,2 UCC. Sơ đồ II.2.2 có ưu điểm công suất tổn hao nhỏ vì
R1 và R2 lớn.
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 8

1
1
+
V. SƠ ĐỒ DARLINGTON :
Trong nhiều trường hợp khi tín hiệu đưa vào mạch khuếch đại có trở kháng ra rất
lớn đòi hỏi phải có những mạch khuếch đại có trở kháng vào lớn hay trong mạch lặp

emitơ , hệ số khuếch đại dòng điện không đủ lớn. Để khắc phục những yếu tố trên,
người ta tổ hợp một số tranzito thành sơ đồ Darlington. Có nhiều cách mất thành sơ
đồ Darlington nhưng ta chỉ xét hai sơ đồ cơ bản sau
1. Sơ đồ mạch Darlington chuẩn :
- Hệ số khuếch đại dòng

( )
( )
212
2
22221
2
2211
2
21
1
1
fefefefe
b
bfebfefe
b
bfebfe
b
cc
b
c
fe
hhhh
i
ihihh

i
ihih
i
ii
i
i
h
++=⇒
++
=
+
=
+
==
IV.1.a
- Trở kháng vào
( )
( )
122
2
22221
2
21
1
1
iefeieie
B
BieBfefe
B
BEBE

ie
hhhh
I
IhIhh
I
Q
V
Q
V
h
++=⇒
++
=
+
=
IV.1.b
2. Sơ đồ mạch giả Darlington :
C
2
= C
1
= C E

B=B
2
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 9
B

B
2

=E
1

E =E
1
C
- Hệ số khuếch đại dòng điện
( )
( )
( )
1
1
1
12
2
122
2
11
2
1
+=
+
=
+
===
fefe
B
fefeB
B
Bfe

B
E
B
C
fe
hh
I
hhI
I
Ih
I
I
I
I
h
IV.2.a
- Trở kháng vào
2
2
2
ie
B
BE
ie
h
I
Q
V
h
==

IV.2.b
Mạch Darrlington chuẩn và giả darlington có hệ số khuếch đại dòng điện h
fe
lớn
nên dòng I
B2
= I
E2
/ h
fe2
có thể rất bé. Nên Q
2
có thể làm việc trên đoạn đặc tuyến ( I
B
=
f (V
BE
)). Để khắc phục ta mắc thêm điện trở R
b
(H.IV.2) để toàn bộ dòng tín hiệu
không thể qua R
b
mà đưa toàn bộ đến cực bazơ của Q
1
. Mắc theo kiểu giả darlington
làm cho tranzito có công suất nhỏ dẫn đến dễ tìm linh kiện.
Q2
Rb
Rb
Q4

Q3
Q1
H.IV.2
VI. MÉO CROSSOVER VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC:
1. Méo CROSSOVER
Khi tầng khuếch đại làm việc ở chế độ BC thì điểm làm việc tĩnh nằm ở vị trí
Q(0;0) trên đặc tuyến vào của tranzito. Đặc tuyến này có “vùng chết” ứng với U
BE
nhỏ hơn U
γ
, nghĩa là khi điện áp tín hiệu đầu vào khác không nhưng chưa vượt qua
mức ngưỡng U
γ

thì mới có tín hiệu ra. Kết quả dạng sóng tín hiệu ra bị méo dạng ở
vùng có biên độ có tín hiệu bé và biên độ tín hiệu cũng bé hơn trường hợp có U
γ
= 0.
Méo dạng này gọi là méo CROSSOVER. (H.V.1)
i
B
méo crossover
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 10



U
BE

( H.V.1.Sơ đồ méo Crossover )

2. Các phương pháp tránh méo Crossover:
Để tránh méo Crossover người ta thường phân cực cho tiếp giáp BE để dời điểm
tĩnh Q( 0 ; 0 ) dần đến điểm Q(U
γ
; 0 ) lúc đó tầng khuếch đại công suất làm việc ở
chế độ AB. Có các phương pháp khắc phục sau
2.a. Nhiệt trở với biến trở chỉnh song song
B
1
B
2

H.2.a. Nhiệt trở với biến trở chỉnh song song
Điện trở Z
B1B2
gồm hai điện trở R
T
và V
R,
, thông thường nhiệt điện trở R
T
mắc
song song với V
R
. Ngoài nhiệm vụ phân cực cho tranzito làm việc ở chế độ AB nó
còn tác dụng ổn định dòng điện tĩnh cho tranzito khỏi ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Khi
nhiệt độ của tranzito tăng lên thì dòng tĩnh i
CBO
tăng theo lúc này làm cho R
T

giãm giá
trị làm cho phân áp U
BE
của tranzito giảm xuống làm cho dòng i
CO
giảm về giá trị ban
đầu.
V
R
: Dùng để chỉnh và làm tuyến tính hoá đặc

tuyến của R
T
với R
T
= f ( T
O
)
2.b. Diode với biến trở mắc nối tiếp
Ở dòng phân cực nhất định thì điện áp trên diode hầu như không thay đổi. Nếu
diode cùng vật liệu với các tranzito công suất thì khi V
γ
của diode xấp xỉ bằng V
γ
của
trsnzito. V
γ
để chỉnh phân áp cực cho đúng yêu cầu
( H.V.2.b ).
Tính chất giữ ổn định dòng nhiệt cho tranzito B

1
của diode tương tự như R
T
ở trên.
V
R
mắc nối tiếp với các diode do đó để điều chỉnh điểm
tĩnh Q nhưng lại bị mất mát tín hiệu trên V
R
. Khi dòng
tín hiệu tăng làm xê dịch điểm tĩnh Q của tranzito thì áp
rơi trên V
R
cũng tăng theo tín hiệu ra.
B
2
H.V.2.b. Diode với biến trở nối tiếp
2.c. Các diode với biến trở song song
Do đặc tuyến diode có đoạn cong lúc V
d
bé nên nội trở B
1

R t
VR
Vr
D2
D1
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 11
diode sẽ lớn lúc điện áp đặc vào diode lớn. Do đó với cách

mắc song song ( H.V.2.c ) biến trở với các diode thì khi dòng
tín hiệu lớn nó sẽ chảy qua diode còn dòng tín hiệu bé nó sẽ
đổ qua V
R
. Kết quả là có hiện tượng sụt áp trên Z
B1B2
hầu
như không đổi, điểm tĩnh Q sẽ không bị xê dịch. Tuy nhiên
với cách mắc này ta khó điều chỉnh hơn.
B
2
2.d. Điện trở Z
B1B2
dùng mạch tranzito
Với giả thiết dòng I
B
nhỏ, ta có:

( )
)1(
B
BRBE
CE
R
RVV
V
+
=

Trong quá trình làm việc thì V

BE
hầu như không đổi,
lúc này ta giữ giá trị R
B
và V
R
ở giá trị không đổi thì lúc này
V
CE
không đổi tức là V
BB
không thay đổi. Mặt khác, mạch
tranzito còn giữ ổn định điểm làm việc làm tĩnh Q của
tranzito khi nhiệt độ thay đổi.Khi nhiệt độ thay đổi tăng lên,
thì dẫn đến dòng i
CO
tăng làm cho V
BE
giãm thì V
B1B2
giãm
làm cho dòng I
CO
giãm, nghĩa là dòng I
CO
được ổn định.
Vậy điểm làm việc tĩnh Q không bị xê dịch theo nhiệt độ.
VI. NGUỒN DÒNG ỔN ĐỊNH BẰNG TRANZITO :
Nguồn dòng là nguồn hằng số đó là nguồn dòng điện chay ra không thay đổi theo
sự thay đổi của tải R

t

I
Ký hiệu:
Muốn tạo được một nguồn dòng bằng hằng ta có thể dùng tranzito với điện áp V
B
được giữ ổn định. Xét sơ đồ sau:
R1 I
L
Z
L
I
L

I
I
Z
B
Z
E

Nguồn dòng nội trở R
I
càng lớn thì càng ổn định và gần giống với nguồn dòng lý
tưởng.
Ta thấy:
I
L
LI
I

L
R
Z
I
ZR
IR
I
+
=
+
=
1
Vr
D2
D1
Rb
Q
Vr
1
1
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 12
Nếu R
I
rất lớn thì I
L
= I = Const
Nguồn dòng tranzito cho giá trị I
R
rất lớn đó chính là điện trở r
CE

đối với tín hiệu
xoay chiều ( AC )

C
CE
CEO
C
CE
CE
I
V
R
Id
Vd
r
=>>=
Nhờ hồi tiếp âm dòng điện do có R
E
mà nội trở tăng lên rất lớn
( hàngMΩ).
Ta có:

( )
)4(
)3(
)2(
)1(//
CEieBfeC
BieBE
CBE

EELBBBE
LCC
CL
dVhdIhdI
dIhdV
dIdIdI
RdIRZdIdV
dVdV
dIdI
+=
=
+=
−−=
−=
=
Từ (1 ), ( 2) và ( 3) suy ra

( )
=−−
EELBB
RdIRZdI //
Bie
dIh

( )
[ ]
( )
ieELB
CE
B

CEieELBB
hRRZ
dIR
dI
dIRhRRZdI
++
−
=⇔
=++−⇔
//
//
Thay dI
B
vào ( 4 )

( )
( )
CEoe
ieELB
feE
C
CEoe
ieELB
CE
feC
dVh
hRRZ
hR
dI
dVh

hRRZ
dIR
hdI
=








++
+⇔
+








++
−
=
//
1
//

Vậy
( )
)5(
//
1
1








++
+==
ieELB
feE
oeC
CE
I
hRRZ
hR
hdI
dV
R
Từ công thức ( 5 ) cho ta thấy:
Muốn tăng R
I
thì phải thay Z

B
bằng diode để Z
B
của diode nhỏ đồng thời nó còn
tác dụng ổn định nhiệt cho tranzito nguồn dòng.
VIII. TẦNG KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT :
1. Những vấn đề chung về tầng khuếch đại công suất :
Tầng khuếch đại công suất là tầng cuối cùng mắc với tải ngoài có nhiệm vụ để
đưa ra công suất đủ lớn theo yêu cầu trên tải. Công suất ra của nó cỡ vài phần mười
oát (W) cho đến và lớn hơn khoảng 100W. Công suất này được đưa ra tải dưới dạng
điện áp hoặc dòng điện có biên độ lớn. Khi khuếch đại tín hiệu lớn, các tranzito
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 13
không làm việc trong miền tuyến tính vì vậy những sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ
không còn phù hợp. Trong tầng khuếch đại công suất thường phải chú ý đến các chỉ
tiêu năng lượng.
Tầng khuếch đại công suất có thể dùng tranzito lưỡng cực hoặc IC khuếch đại
công suất. Theo cách mắc tải mà ta chia ra thành hai loại là khuếch đại công suất có
biến áp và khuếch đại công suất không có biến áp .
2. Các tham số cơ bản :
Trong tầng khuếch đại công suất chúng ta phải lưu ý và quan tâm đến các tham
số cơ bản sau
- Hệ số khuếch đại công suất. Là hệ số khuếch đại công suất K
P
là tỉ số giữa công suất
ra và công suất vào.
v
r
P
P
P

K
=
- Hiệu suất. Hiệu suất là tỉ số công suất ra và công suất cung cấp một chiều
O
r
P
P
=
η
P
O
: Công suất cung cấp một chiều
Hiệu suất càng lớn thì công suất tổn hao trên cực colectơ càng nhỏ
- Trở kháng vào. Đối với trở kháng yêu cầu trở kháng vào phải lớn tương đương
dòng tín hiệu vào nhỏ nghĩa là mạch phải có hệ số khuếch đại dòng điện lớn .
3>.Chế độ làm việc :
3.a>. Chế độ A :
Ở chế độ này tín hiệu được khuếch đại gần như tuyến tính, góc cắt là lớn nhất ,
θ = 180
0
. Khi tín hiệu vào là hình sin thì ở chế độ A dòng tĩnh colectơ (I
CO
) luôn luôn
lớn hơn biên độ dòng ra. Vì vậy hiệu suất của bộ khuếch đại A rất thấp ( nhỏ hơn
50% ). Do đó chế độ A chỉ được dùng trong trường hợp công suất nhỏ.( H.IX.3a)
i
C
I
CO

t
1
t
2
t
H.IX.3a. Chế độ A
3.b>. Chế độ B :
Chế độ của tranzito làm việc ứng với góc θ = 90
0
. Điểm làm việc tĩnh Q được xác
định tại U
BE
= 0. Chỉ một nữa chu kỳ âm ( hoặc dương ) của điện áp vào được tranzito
khuếch đại. Chế độ này có thể cho hiệu suất rất cao nhưng tín hiệu ra bị méo
(H.IX.3.b). i
C
t
1
t
2
t

H.IX.3.b. Chế độ B
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 14
VIII.2.2.c. Chế độ C
Chế độ C nó có góc cắt θ < 90
0
hiệu suất khá cao ( lớn hơn 78 % ) nhưng độ méo
rất lớn. Nó được dùng trong bộ khuếch đại tần số cao và dùng với tải cộng hưởng để

có thể lọc ra được hàm bậc nhất như mong muốn. Chế độ C thường được dùng trong
mạch logic hoặc mạch khoá.( H-IX.3.c).
i
C


I
Co
t
1
t
2
t
H-IX.3.c. Chế độ C
VIII.2.2.d. Chế độ AB
Có góc cắt 90
0
< θ < 180
0
. Ở chế độ này có thể đạt hiệu suất cao hơn chế độ A vì
dòng tĩnh lúc này nhỏ hơn dòng tĩnh ở chế độ A điểm làm việc nằm trên đặt tuyến tải
khu vực tắt của tranzito. Nhưng lại nhỏ hơn hiệu suất chế độ B. Thực ra đây là biện
pháp tránh méo Crossover của chế độ B. Ở tầng khuếch đại công suất người ta thiết
kế trazito làm việc ở chế độ AB.( H.IX.3.d).
i
C

I
Co

t
1
t
2
t

H.IX.3.d. Chế độ AB.
4>.Tầng khuếch đại công suất làm việc ở chế độ A :
Chế độ A được dùng trong tầng khuếch đại công suất đơn hay còn gọi là tầng
khuếch đại đơn, nó đảm bảo tín hiệu ra méo ít nhất nhưng hiệu suất nhỏ nhất khoảng
25% công suất tải không vượt quá vài W. Điểm làm việc tĩnh của nó thay đổi xung
quanh điểm tĩnh. So với tầng khuếch đại tín hiệu nhỏ, nó chỉ khác là biên độ tín hiệu
lớn. Tầng khuếch đại đơn hay dùng sơ đồ chung emitơ hoặc lặp emitơ vì loại sơ đồ
này có hệ số khuếch đại dòng điện lớn và méo phi tuyến nhỏ.
4a. Sơ đồ emitơ chung
I
C


CE
U
−

Vcc
C
Rb
Rc
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 15

Khi tín hiệu vào hìn sin, công suất ra được tính như sau:

)1(
222
2
2
C
CE
C
C
C
CE
r
R
U
RI
IU
P
−
−
−−
===

)2(
2
&
2
minmaxminmax CECE
CE
CC
C

UU
U
II
I
−
=
−
=
−−
Thay ( 2 ) vào ( 1 )

( ) ( )
)3(
8
minmaxminmax CCCECE
r
IIUU
P
−−
=
Từ ( 3 ) ta sẽ nhận được công suất lớn nhất với điều kiện sau

CCCECE
UUU
≈−
minmax
tức là
2
CC
CE

U
U
≈

oCCC
III 2
minmax
≈−
và
Co
CC
C
I
U
R
2
=

48
2
max
CoCC
C
CC
r
IU
R
U
P ≈≈⇒
Để xác định hiệu suất cần xác định công suất cung cấp một chiều

( )
∫
=+=
T
COCCCCOCC
IUdttSinIIU
T
P
0
0
1
ω
Hiệu suất:
%25%100
0
max
==
x
P
P
r
η
Khi ghép biến áp có thể tăng hiệu suất lên 50% vì có thể bỏ qua điện trở một
chiều của biến áp, nghĩa là giãm điện áp nguồn cung cấp một chiều cho mạch.
4.b>. Sơ đồ lặp emitơ :
Sơ đồ lặp emitơ rất thích hợp đối với tầng khuếch đại công suất. Dùng loại sơ đồ
lặp emitơ dễ dàng phối hợp trở kháng với tải. Để có tín hiệu ra lớn ta cần chọn điểm
làm việc tĩnh nằm giữa đường tải .

Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 16
Vin
Vcc
Rt
R2
R1
C
Q
Sơ đồ lặp và tín hiệu ra tầng emitơ lặp.
Ta có:
22
CERCCCERCC
CERCE
UUUU
UU
+
=
−
+=
Với
t
CC
Eo
R
U
I
2
≈
Biên độ điện áp cực đại

2
CERCC
E
UU
U
−
=
−
hoặc
CEO
II
≈
−

Khi điện diện trở tải có giá trị tối ưu

Eo
CERCC
C
t
I
UU
I
U
R
2
−
≈=
−
−

Lúc này ta nhận được công suất lớn nhất

( )
t
CERCC
t
e
e
e
R
UU
R
U
IU
P
822
2
2
max
−
===
−
−−
( a )
Coi I
C
≈
I
E

, ta tính được công suất một chiều cung cấp cho mạch

EoCCO
IUP
=
( b )
Từ ( a ) và ( b )
Hiệu suất cực đại của mạch
( )
%25%100.
4
%100.
8
%100.
2
max
≈
−
=
−
==
CC
CERCC
EoCCt
CERCC
O
r
U
UU
IUR

UU
P
P
η
Khi yêu cầu tải ra không có dòng điện một chiều, người ta thường dùng sơ đồ lặp
emitơ ghép điện dung với tải.
5.>Tầng khuếch đại đẩy kéo :
5.a>. Các loại sơ đồ :
Để tăng công suất, hiệu suất và giãm độ méo phi tuyến người ta thường dùng
tầng khuếch đại đẩy kéo. Tầng khuếch đại đẩy kéo là tầng gồm có hai phần tử tích
cực mắc chung tải. Thường dùng hai loại sơ đồ đẩy kéo gồm loại đẩy kéo song song (
H.VIII.4.a ) và loại đẩy kéo nối tiếp ( H.VIII.4.b )
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 17
Sơ đồ đẩy kéo song song, các phần tử tích cực được mắc bên trái, còn nhánh phải
là các điện trở tải. Điểm giữa của phần tử tích cực và điện trở là nguồn U
CC
. Ngược lại
trong sơ đồ đẩy kéo nối tiếp thì nguồn được mắc bên phải có điểm giữa mắc với tải.
Sơ đồ đẩy kéo song song có các phần tử tích cực đấu song song về mặt một chiều,
còn nối tiếp thì đấu nối tiếp về mặt một chiều. Điện trở tải R
t
ở sơ đồ mắc song song
chỉ có ý nghĩa nếu hai nữa của nó được liên hệ với nhau nhờ cảm ứng hoặc nhờ biến
đổi năng lượng sao cho toàn bộ công suất được đưa hết ra tải chung để tiêu thụ. Còn
sơ đồ nói tiếp, không cần dùng mạch ghép biến áp vì R
t
không yêu cầu có điểm giữa.

Phần tủ Phần tử
tích cực U

CC
tích cực
R
t
U
CC
Phần tử Phần tử
tích cực tích cực

( a ) ( b )
H.5. Phân loại các tầng đẩy kéo
( a ) Sơ đồ đẩy kéo song song; ( b ) Sơ đồ đẩy kéo nối tiếp.
5.b>. Một số đặc điểm cơ bản.
- Điểm đất của các mạch mắc song song là đầu âm của nguồn một chiều, điểm
đất của mạch mắc nối tiếp là điểm giữa của nguồn một chiều.
- Các mạch đẩy kéo dùng hai loại tranzito cung loại kích thích bởi các tín hiệu
ngược pha. Để tạo được tín hiệu này người ta có thể dùng tầng khuếch đại đảo pha
hoặc dùng biến áp mà cuộn thứ cấp của nó có điểm giữa nối đất về mặt xoay chiều.
Còn các loại mạch đẩy kéo dùng hai traanzito khác loại thì được kích thích bởi tín
hiệu đồng pha. Vì vậy có thể dùng cùng một tín hiệu kích thích cho hai tranzito.
- Các tầng đẩy kéo có thể làm việc ở chế độ A, AB, hoặc B. Ở chế độ B điểm làm
việc được chọn sao cho dòng điện ra ở chế độ tĩnh I
ro
bằng không và điện áp ra ở chế
độ tĩnh U
ro
bằng điện áp nguồn cung cấp. Mỗi tranzito chỉ khuếch đại một nữa chu kỳ
dương hoặc âm tín hiệu vào. Hai tín hiệu ra được tổng hợp hoàn chỉnh trên R
t
. Tuy

nhiên, ở chế độ B còn phải lưu ý đến méo tín hiệu sinh ra khi điểm làm việc chuyển
tiếp từ tranzito này sang tranzito khác vì trong tranzito chỉ có dòng emitơ khi có điện
áp bazơ - emitơ lớn hơn 0,7 V . Khi điện áp bazơ - emitơ nhỏ thì nó được khuếch đại
rất ít hoặc hoàn toàn không được khuếch đại méo sinh ra càng lớn khi điện áp vào
càng nhỏ. Méo này được khắc phục bằng cách tăng trị số dòng ra tại điểm tĩnh I
r o
và
cho tầng ra làm việc ở chế độ AB.
6>.Phân loại tâng khuếch đại công suất ( theo cách đưa tín hiệu ra ).
6.a>. Mạch công suất ghép tải qua biến áp
Q3
Vin
Vcc
C2
Q1
Q2
C1
D2
D1
1
R3
R2
R1
+
1
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 18
Mạ
ch này
có ưu
điểm

hiệu suất
cao
nhưng ít được dùng. Nó chỉ dùng trong những trường hợp yêu cầu phải cách điện một
chiều hoặc yêu cầu phải cho hiệu suất cao trong khi nguồn cung nhỏ vì sơ đồ này có
kích thước lớn, giá thành cao, dải tầng làm việc hẹp và không thể thực hiện dưới dạng
tích hợp.
6.b>. Mạch khuếch đại công suất ghép tụ ở ngõ ra(OTL).
Ưu điểm: Chỉ có một bộ nguồn cung cấp, dải thông rộng hơn mạch ghép biến áp,
hiệu suất cao, ít cồng kềnh chế độ làm việc ổn định, cách dòng một chiều tốt.
Nhược điểm: Bị hạn chế ở tần số thấp tổn hao năng lượng trên tụ C.
6.c>. Mạch khuếch đại công suất không ghép tụ ở ngõ ra (OCL) :
Ưu điểm: Không gây méo ở tần số thấp do không có tụ, hiệu suất cao
Nhược điểm: Phải dùng hai nguồn cung cấp đối xứng không ngăn cản được dòng
một chiều qua loa khi mạch mất đối xứng.
6.d>. Khuếch đại cầu BTL
Ưu điểm: Công suất ra lớn, dùng một nguồn cung cấp
Nhược điểm: Dùng nhiều linh kiện, các vế của cầu phải thật đối xứng để đảm bảo
không bị méo tín hiệu. Tải không được nối với vỏ máy.
X. MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT OCL.
*Dạng sơ đồ cơ bản ( H.IX ).
*Tính toán:
+ Điên áp trên đỉnh loa
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 19
CESCCLP
VVV
−=
+ Điện áp hiệu dụng ra loa
22
CESCC
LP

Lhd
VV
V
V
−
==
Q3
Q2
Q1
R3
D2
D1
C1
R2
R1
H.X.1 Sơ đồ cơ bản của OCL.
+ Công suất tiêu thụ trên loa
( )
L
CC
L
CESCC
L
R
V
R
VV
P
22
2

2
≈
−
=
+ Dòng điện trung bình chạy qua loa
π
ω
π
ωω
π
π
π
LPLP
LPLtb
I
t
I
tdtII
2
cossin
2
2
0
0
=−==
∫
+ Công suất nguồn cung cấp
π
LP
CCtbLCCCC

I
VIVP
2
.
==
+ Công suất tiêu tán trên hai tranzito
)(
2
2
2
2
∗−=−=
LPL
LPCC
LCCtt
IR
IV
PPP
π
Để tín công suất tiêu tán cực đại trên mỗi tranzito ta đạo hàm công thức
)(∗
theo I
LP
0
22
=−=
LPL
CC
LP
tt

IR
V
dI
Pd
π
L
CC
LP
R
V
I
π
2
=⇒
thì
maxtttt
PP
=
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 20
L
CC
L
L
CC
L
CCCC
tt
R
V
R

R
V
R
VV
P
2
2
2
max
2
2
2
2
.
2
2
π
π
ππ
=






−=
L
CC
L

CC
tt
R
V
R
V
P
2
2
2
1,0
==⇒
π
Ta có:
5
122
222
2
max
==⋅=
ππ
CC
L
L
CC
L
tt
V
R
R

V
P
P
Vậy
L
tt
P
P
5
1
max
=
+ Dòng tải

L
CC
LPC
R
V
II
≈=
maxmax

L
CC
L
CC
LhdL
R
V

R
V
RIRP
2
2
2
2
2
max
=








==

L
CC
CC
R
V
P
π
2
max
2

=
+ Hiệu suất

%5,78
4
max
max
max
≈==
π
η
CC
L
P
P
Mạch khuếch đại công suất OCL có dải thông rộng nhưng phải dùng hai nguồn
cung cấp đối xứng. Mạch OCL không phối hợp được với trở kháng loa. Muốn có
công suất lớn phải dùng nguồn cung cấp lớn.
XI. VẤN ĐỀ GIẢM NHIỆT CHO TRANZITO CÔNG SUẤT:
Trong mạch khuếch đại công suất khi chuyển đổi công suất nguồn nuôi ra công
suất hữu ích trên tải một phần công suất sẽ làm nóng các tranzito công suất với loại
Ge thì nhiệt độ gây hỏng khoảng 90
0
còn đối với Si là khoảng 200
0
C. Do đó vấn đề
làm giãm nhiệt độ của tranzito là cần thiết trong các mạch khuếch đại công suất.
Xem xét cách dùng các tấm nhôm toả nhiệt: Các tấm nhôm toả nhiệt cần có bề
mặt láng bóng không có khuyết, hỏng bên trong. Bề mặt đen để tăng hiệu suất bức xạ.
Tấm nhôm nên đặt thẳng đứng.

Khi cho tranzito vào tấm nhôm ở nơi tiếp xúc do điện thế tiếp xúc giữa đồng và
nhôm cao, nên lâu ngày giữa nơi tiếp xúc bị ăn mòn do hơi axit trong không khí. Để
tránh hiện tượng này nên bôi vào nơi tiếp xúc một lớp vasơlinsilicon để tránh ăn mòn
và giãm nhiệt trở nơi tiếp xúc.


Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 21

PHẦN II : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN

YÊU CẦU: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT OCL
Ngõ vào : Đơn
Công suất : P = 105W
Điện áp vào : V
in
= 0,775V
Trở kháng loa : R
L
=4 Ω
Trở kháng vào : Z
in
= 300 KΩ
Băng thông : BW = 16Hz - 16KHz
Méo phi tuyến : γ = 0,3%
TÁC DỤNG CÁC LINH KIỆN :


* Tầng khuếch đại công suất :
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 22
Tổ hợp Q

1
,Q
3
và Q
2
,Q
4
là tổ hợp các tranzitor mắc theo kiểu bù đối xứng dùng
cho khuếch đại công suất .
R
1
,R
2
có nhiệm vụ vừa tạo phân cực tĩnh cho Q
1
,Q
2
đồng thời cho thoát dòng
bazơ trong thời gian chuyển trạng thái đóng mở nhằm bảo vệ ttranzitor không bị
hư và ổn định nhiệt , đồng thời còn có tác dụng cân bằng dòng ra .
R
3
,R
4
điện trở rẽ dòng, tránh tiếng ù loa khi chưa có tín hiệu vào .
* Tầng Driver :
Q
7
là tranzito khuếch đại thúc, R
E

và R
6
điện trở hồi tiếp âm ổn định nhiệt
(Riêng R
6
không có tác dụng hồi tiếp ở chế độ xoay chiều) .
D
1
,D
2
,D
3
và V
R
là thành phần phân cực cho tầng công suất làm việc trên chế độ
AB .
Q
8
,V
R1
,D
4
,D
5
và R
13
tạo ra nguồn dòng có nội trở lớn để nâng cao trở kháng ra
cho tầng lái với mục đích là nâng hệ số khuếchd đại điện áp cho Q
7
R

5
và R8 điện trở phân cực cho tầng lái .
* Tầng vào :
Q
9
là Tranzito đầu vào .
R
9
và R
10
là

điện trở phân cực cho Q
9
hoạt động ở chế độ A.
* Mạch bảo vệ :û
Ở ngõ vào tầng khuếch đại công suất có mạch hạn dòng bảo vệ quá tải nhờ Q
10
và Q
11
R
14
,R
15
,R
16
và R
17
là thành phần phân cực cho Q
10

và Q
11
* Các thành phần khác
C
2
tụ phân đường hay tụ liên lạc ngỏ vào
R
12
và C
1
mạch lọc zobel ổn định trở kháng ra và chống dao động tự kích
R
11
,C
4
và R
17
, C
5
mạch lọc thông thấp để loại bỏ tầng số cao cho nguồn cung
cấp và chống dao động tự kích



TÍNH TÁN

A>.TẦNG NGUỒN :
1>.Biên độ của tín hiệu ra V
LP
:

-Giả sử tín hiệu vào của mạch khuếch đại có dạng hình Sin là :
v
i
= V
i
Sinωt
thì tín hiệu ra nhận được trên tải sẽ là :
v
o
=V
LP
Sinωt + V
0
I
lp
= I
LP
Sinωt + I
0
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 23
Trong đó

V
LP
và I
LP
là điện áp và dòng điện cực đại trên tải ; V
0
, I
0

là điện áp và dòng
điện mộtchiều trên tải .
Do tần công suất được phân cực ở chế độ AB nên dòng tĩnh và điện áp tĩnh rơi trên
tải coi như không đáng kể (Bỏ qua dòng rò ngược).
Vậy
v
o
=V
LP
Sinωt
I
lp
= I
LP
Sinωt
Gọi I
hd
,V
hd
là điện áp và dòng điện hiệu dụnh rơi trên tải thì :
V
hd
= V
LP
/2
I
hd
= I
LP
/2

Công suất ra trên tải :
P
L
=R
L
.
L
hd
hd
R
V
I
2
2
=
Hay

( )
VPRVV
LLhdLP
29105.4.222 ====
Dòng điện cực đại qua tải :

( )
A
R
V
I
L
LP

LP
25,7
4
29
===
2>.Điện áp nguồn cung cấp V
CC
:
-Để giảm méo tín hiệu ra loa thì điện áp nguồn phải lớn hơn điện áp đỉnh trên tải
(loa) ,tức là ta phải chọn : V
CC
>V
LP
. Mặt khác vì Transistor Q
1
và Q
2
làm việc ở chế
độ AB nên chọn hệ số sử dụng nguồn là η =0,8 ,do đó :
V
CC
=
( )
V
V
LP
25,36
8,0
=
;

Để dự trữ , ta chọn nguồn đối xứng V
CC
= ±38V
3>. Công suất nguồn cung cấp P
CC
:
*Dòng cung cấp trung bình :
Icctb =
LPLP
ItSinI
Π
=
Π
∫
Π
2
2
1
2
0
ω
=>P
CC
= Icctb.Vcc =
( )
WVI
CCLP
17638.25,7
14,3
22

≈=
Π
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 24
4>. Hiệu suất của mạch :
η% =
60100.
176
105
100.
max
≈=
CC
L
P
P
%
Vậy cần chọn nguồn cung cấp để mạch hoạt động tốt với các thông số sau :
V
CC
=38V
P
CC
=176W
I
L
=7,25A
B>. TẦNG KHUẾCH ĐẠI CÔNG :
*Tầng khuếch đại công suất có nhiệm vụ phát ra trên loa một tín hiệu âm,tần được
xác định theo yêu cầu thiết kế là 105 W.
*Các BJT này làm việc ở mức điện áp cao,các colector qua Q

1
,Q
2
cũng rất lớn.Vì
vậy phải chọn Q1,Q2 sao cho phù hợp ,đồng thời phải chọn nguồn,dòng nguồn không
được vượt quá trị số giới hạn cho phép của BJT nhưng cũng phái đủ lớn để đảm bảo
công suất và hiệu suất của mạch đạt giá trị cao . Ngoài ra việc chọn BJT cần phải chú
ý đén méo dạng tính hiệu hay tập trung nhiều nhất ở tầng này.
*Để tránh méo phi tuyến , đồng thời đảm bảo hiệu suất ta chọn Q
1
,Q
2
hoạt động ở
chế độ AB.
*Vì mạch làm việc ở chế độ AB nên dòng tỉnh colector nằm
trong khoảng 20 ÷ 50(mA)
-Vậy ta chọn dòng tỉnh trên Q
1
, Q
2
là :
I
EoQ1
= I
EoQ3
= I
CQ1
± I
CoQ1
= 50 (mA)

Và Q
1
,Q
2
luôn ở trạng thái ngưỡng dẫn , chỉ cần một tín hiệu vào nhỏ thì sẽ làm cho
Q
1
Q
2
dãn ngay . Điều này có thể khắc phục méo xuyên tâm (crossover)
-Dòng đỉnh qua Q
1
(Q
2
) là:
I
E1P
= I
E2P
= I
EoQ1
+ I
LP
= 0.05 + 7.25 = 7.3(A)
1. Tính chọn R
1
,R
2
:
- R

1
, R
2
có tác dụng cân bằng dòng và ổn định nhiệt cho Q
1
,Q
2
.
- Để tránh tổn thất tín hiệu trên tải la chọn :
U
R1
=
lp
V
20
1
=
20
1
29 = 1.45 (V)
Đồ Aïn Môn Học - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử 1 Trang 25
R
1
= R
2
=
)(2,0
3.7
45.1
1

1
Ω≈=
PE
R
I
V
Để phù hợp với thực tế , ta chọn R
1
= R
2
= 0.33 Ω
2>.Tính chọn Q
1
, Q
2
:
Nguồn cung cấp năng lượng tỷ lệ với biên độ vào , ta có :
2 P
TT (AC)
= P
CC
- P
L
- 2P
R1
=
2
1
2
)

2
(2
2
1
.2
LP
LPL
CCLP
I
RIR
TC
VI
−−
(*)
Xác định giá trị của I
LP1
để công suất tiêu tán của mỗi BJT đạt giá trị cực đại
Từ (*) ,ta có :

LPPLL
CC
LP
ACTT
IRIR
V
dI
Pd
1
)(
2

2
2(
−−
Π
=
Thay lại (*) ta được:

)(62
)33,0.24()14,3(
38.2
)2(
2
]
2
2
2
2[
)2(
2
)2(2
8
)2(2
4
2(
4
2
2
2
1
2

2
1
1
1
1
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
2
1
2
)(
W
RR
V
RR
R
RR
R
RR
V
RR
VR

RR
VR
RR
V
P
L
CC
LL
L
L
CC
L
CC
L
CCL
L
CC
ACtt
=
+
=
+
=
+
−
+
−
+
=
+

−
+
−
+
=
π
π
ππ
π
*Vậy công suất tiêu tán xoay chiêù trên mỗi BJT là :
)(31
2
62
)(
WP
ACtt
==
*Công suất tiêu tán 1 chiều trênmỗi BJT Q
1
,Q
2
là :
P
ttdc
=V
CEQ
.I
CE0Q
=0,05(38 - 0,05.0,33) ≈ 1,9(W)
*Vậy công suất tiêu tán cực đại trên mỗi BJT Q

1
,Q
2
là :
P
ttmax
=P
ttac
+P
ttdc
=31+1,9=32,9(W)
-Chọn Q
1
,Q
2
với các yêu cầu sau :
I
c
>I
E1P
=7,3A
V
CE0
>2V
cc
=76(W)
P
C
>3P
ttmax

=3.32,9 = 100W