Báo cáo PBL 2 MẠCH KHUYÊCH ĐẠI OCL NGÕ VÀO VI SAI

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU………………………………...…………………………………………………..5

1


LỜI MỞ ĐẦU
Ngành Điện tử - Viễn thông là một trong những ngành quan trọng trong sự phát triển
của đất nước. Sự phát triển nhanh chóng của khoa học - công nghệ làm cho ngành
Điện tử - Viễn thông ngày càng phát triển và đạt được nhiều thành tựu mới. Nhu cầu
sử dụng máy móc cơng nghệ ngày càng cao của con người là điều kiện thuận lợi cho
ngành Điện tử - Viễn thông phát triển không ngừng, phát minh ra các sản phẩm mới
có tính năng ứng dụng cao đa tính năng. Nhưng một điều căn bản của các sản phẩm
đó là đều bắt nguồn từ các linh kiện R, L, C Diode, BJT,.... mà nền tảng là môn cấu
kiện điện tử.
Hiện nay, nước ta có rất nhiều loại máy khuếch đại âm thanh trên thị trường, mà tầng
khuếch đại công suất được thiết kế từ các loại mạch như OCL, OTL,.... Đến với đồ án
kỹ thuật mạch điện tử lần này, nhóm chúng em mang đến đây mạch khuếch đại âm
thanh sử dụng mạch khuếch đại OCL.
Là một sinh viên năm 3, đây là đồ án đầu tiên nên nhóm em khơng tránh khỏi những
khó khăn khi tiếp cận giữa lí thuyết và thực tế, nhưng nhờ sự hướng dẫn nhiệt tình của
thầy Lê Hồng Nam, cũng như tinh thần đam mê học hỏi và sự háo hức khi nhận đồ án
và nhiều sự giúp đỡ của bạn bè và tài liệu tham khảo, chúng em đã hoàn thành đồ án
một cách tốt nhất có thể. Mặc dù vậy cũng khơng tránh khỏi những sai sót và hạn chế
nhất định khi tính tốn và thi cơng mạch. Vì vậy nhóm rất mong nhận được sự góp ý,
giúp đỡ của thầy cơ để có được những kinh nghiệm sau này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Hồng Nam đã hướng dẫn, giúp đỡ tận
tình cho chúng em hoàn thành đồ án này.

2

CHƯƠNG 1: KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ
GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Trong Cuộc sống âm thanh được phát ra để âm thanh được đi xa nghe lớn ta cần phải khuyếch
đại chương này ta sẽ tìm hiểu cách phân cực cho BJT các cách mắc BJT ưu nhược điểm và sơ đồ
mạch từ đó ta sẽ hiểu rõ hơn về khuyếch đại tín hiệu nhỏ
1.1

ĐỊNH NGHĨA
- Khuyếch đại là quá trình làm biến đổi một đại lượng dòng điện hoặc điện áp từ biên độ nhỏ
thành biên độ lớn mà không làm thay đổi dạng của nó.
-Trong điện tử bộ khuyếch đại tín hiệu nhỏ là thiết bị thường được sử dụng vì chúng có khả
năng khuyếch đại tín hiệu đầu vào tương đối nhỏ , ví dụ như từ cảm biến như trung bình hình
ảnh thành tín hiệu đầu ra lớn hơn nhiều để điều khiển rơle, đèn hoặc loa.

1.2

CÁC LOẠI PHÂN CỰC
1.2.1 PHÂN CỰC CỐ ĐỊNH (Fixed- Bias )

Định nghĩa:
- Là mạch gồm một BJT NPN, 2 điện trở Rb, Rc, và một nguồn một chiều Vcc.
SƠ ĐỒ MẠCH

-

Áp dụng KVL vòng 1 đối với mạch ngõ vào: � �� − �� � � − ��� = 0
3

Với Vbe = 0,7V nếu là loại Silic, Vbe = 0,3V nếu là loại Ge.
- Do đó, dịng 𝐼𝐼 phụ thuộc vào giá trị điện áp điện trở RB
- Trong vùng khuếch đại Ic = β . Ib
- Áp đụng KVL vịng 2 ta có phương trình đường tải tĩnh Vce = Vcc – Ic.Rc
>> Kết luận: Đối với mạch phân cực cố định, để BJT chuyển từ vùng tích cực
sang làm việc trong vùng bão hòa.
- Nếu giữ mạch ngõ ra không đổi, tức VCC, RC và IC SAT không đổi, ta cần phải
giảm RB nhằm tăng IB sao cho IB ≥ IB SAT.
- Nếu giữ mạch ngõ vào không đổi, tức RB và IB không đổi, ta cần phải tăng RC
nhằm giảm IC SAT sao cho βIB≥ IC SAT.
>>Ứng dụng: Dùng cho mạch khuếch đại chế độ A, role

1.2.2 MẠCH PHÂN CỰC HỒI TIẾP (EMITTOR)
Định nghĩa:
- Mạch phân cực hồi tiếp Emittor là mạch trong đó ta thêm điện trở RE mắc vào cực E của BJT
trong mạch phân cực cố định.
- Điện trở RE làm nhiệm vụ hồi tiếp, đưa tín hiệu ngõ ra về ngõ vào để ổn định
điểm làm việc khi nhiệt độ thay đổi .

Sơ đồ mạch

-

-

Trong vùng khuếch đại Ic = β Ib
KVL vịng 1: =
=

KVL vịng 2:

 Phương trình đường tải tĩnh Vce = Vcc – (Rc + Re) . Ic
4


 Ưu điểm: Có trở hồi tiếp cực E, tăng độ ổn định của điểm làm việc tĩnh.
 Nhược điểm: Việc xác định điểm làm việc vẫn còn phụ thuộc nhiều vào β.

>> Kết luận:
- Mạch phân cực hồi tiếp Emittor đã khắc phục được nhược điểm của mạch
phân cực cố định là không ổn định khi nhiệt độ thay đổi. Khi nhiệt đội thay đổi,
các giá trị như β, ICEQ, và VBE sẽ thay đổi, dẫn đên các giá trị dòng và điện áp
của điểm Q sẽ thay đổi theo. Như vậy, điểm Q sẽ không được cố định khi nhiệt
độ thay đổi.
- Nhờ cơ chế hồi tiếp được thực hiện thông qua điện trở RE, sự thay đổi ở ngõ ra
được đưa trở lại ngõ vào. Qua đó, điều chỉnh dòng IB để ổn định dòng IC, đồng
nghĩa với ổn định điểm làm việc Q.
>> Ứng dụng: Role, mạch hồi tiếp, Sử dụng ở các tầng công suất, tầng thúc.….

1.2.3 MẠCH PHÂN CỰC PHÂN ÁP
Định nghĩa: Mạch phân cực bằng phân áp là mạch sử dụng phân áp từ cực Base
thông qua hai điện trở R1 và R2 để ổn định điểm làm việc
Sơ đồ mạch
Mạch cơ bản có dạng hình 2.3. Dùng định lý Thevenin biến đổi thành mạch hình 2.3b

-

Rth= = R1//R2=
=
KVL vịng 1: =


-

Ic = β . Ib ở vùng khuếch đại
KVL vòng 2: Vce = Vcc – (Rc + Re) . Ic
Ưu điểm: Việc xác định điểm làm việc tĩnh Q ít phụ thuộc vào hệ số β.
Nhược điểm: Thiết kế và tính tốn phức tạp.

5


1.2.4 MẠCH PHÂN CỰC VỚI HỒI TIẾP ĐIỆN THẾ
(collector)
Ðây cũng là cách phân cực cải thiện độ ổn định cho hoạt động của BJT

• Ưu điểm: Khả năng hồi tiếp tốt hơn hồi tiếp cực Emitter, cải thiện độ
ổn định của BJT.
• Nhược điểm: Khó thiết kế và tính tốn.

1.2.5 MỘT SỐ DẠNG PHÂN CỰC KHÁC
Mạch phân cực bằng cầu chia điện thế và hồi tiếp điện thế rất thông dụng. Ngồi
ra tùy trường hợp người ta cịn có thể phân cực BJT theo các dạng sau đây.

1.3. CÁC CÁCH MẮC BJT
a. Mạch khuếch đại mắc kiểu E chung

6


Sơ đồ xoay chiều:

-

Hệ số khuyếch đại điện áp: R1//R2//
Hệ số khuếch đại dịng
Hệ số khuyếch đại cơng suất
=//
Điều kiện của để mạch hoạt động tuyến tính:
Đặc điểm :
- Tổng trở vào cỡ vài KΩ.
- Tổng trở ra từ vài chục KΩ đến vài trăm KΩ.
- Hệ số khuếch đại dòng điện: Lớn từ vài chục đến hàng trăm lần.
- Hệ số khuếch đại điện áp: Lớn cỡ hàng trăm lần.
- Điện áp tín hiệu ra có đảo pha so với điện áp tín hiệu vào (ngược pha nhau).
7


- Đải thơng của mạch hẹp.
Nhận xét: Tín hiệu vào và ra ngược pha nhau:
• Khi Vi ↑ => ii↑ => iD ↑ => ic ↑ => Vo=Vcc - IcRC ↓
Khi Vi ↓ => ii↓ => iD ↓ => ic ↓ => Vo=Vcc - IcRC ↑
Ưu nhược điểm và ứng dụng
Ưu điểm
• Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho điện áp UCE
khoảng 60% ÷ 70 % Vcc
• Có khả năng khuếch đại dịng và áp
• Dịng điện tín hiệu ra lớn hơn dịng tín hiệu vào nhưng khơng đáng kể
• Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng dụng nhiều nhất trong thiết
bị điện tử.
Nhược điểm

• Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào
Ứng dụng
• Sử dụng trong khuếch đại tầng thúc ( chủ yếu khuếch đại dòng, việc khuếch
đại áp không quá chú trọng)
b. Mạch khuyếch đại mắc kiểu C chung :
Sơ đồ mạch

Sơ đồ tương đương xoay chiều

8


-

Ta có //
Hệ số khuyếch đại điện áp: //R

-

Hệ số khuếch đại dịng
Hệ số khuyếch đại cơng suất

=//
Điều kiện của để mạch hoạt động tuyến tính: .(1+)
Đặc điểm :
- Tơng trở đầu vào (ngõ vào) cỡ vài K.
- Tổng trở đầu ra (ngõ ra) nhỏ khoảng vài chục KΩ.
- Hệ số khuếch đại dòng diện: lớn từ vài chục đến hàng trăm lần.
- Điện áp tín hiệu ra khơng đảo pha so với điện áp tín hiệu vào (đồng pha).
- Dải thơng của mạch trung bình.

Ưu nhược điểm và ứng dụng
Ưu điểm
• Cường độ của tín hiệu ra mạnh hơn cường độ của tín hiệu vào nhiều lần
• Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào
• Tổng trở vào lớn ( vài trăm ohm), tổng trở ra nhỏ ( vài chục ohm ), không
khuếch đại áp ( Av ~1)
Nhược điểm
• Mạch chỉ khuếch đại dịng, khơng khuếch đại áp
Ứng dụng: Mạch trên được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch đại đêm
(Damper), và ứng dụng rất nhiều trong các mạch ổn áp nguồn.
c. Mạch khuyếch đại mắc kiểu B chung:
Sơ đồ mạch

9


Sơ đồ tương đương xoay chiều

-

Hệ số khuyếch đại điện áp: //R
Hệ số khuếch đại dịng
Hệ số khuyếch đại cơng suất
=//
Điều kiện của để mạch hoạt động tuyến tính:
Đặc điểm :
- Tông trở vào cỡ vải chục KΩ.
- Tổng trở ngõ ra vài trăm KΩ.
- Hệ số khuếch đại dòng điện: Nhỏ.
- Hệ số khuếch đại điện áp: Lớn cỡ hàng trăm lần.

- Điện áp tín hiệu ra khơng có đảo pha so với điện áp tín hiệu vào (đồng pha).
- Dải thông của mạch rộng.
Ưu nhược điểm và ứng dụng
Ưu điểm
• Mạch khuếch đại điện áp khá lớn
• Tổng trở vào nhỏ ( vài chục ohm), tổng trở ra lớn ( vài trăm ohm ), mạch khơng
khuếch đại dịng( Ai ~ 1)
• Có tính ổn định nhiệt
Nhược điểm
• khuyếch đại về điện áp và khơng khuyếch đại về dịng điện
Ứng dụng
• Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế do không đảm bảo
được yếu tố: Ki = 1, Ku không quá lớn

10


1.4. KHUYẾCH ĐẠI VI SAI

11


1.5 Kết luận
- Tầng khuếch đại tín hiệu nhỏ giúp khuếch đại dòng điện và điện áp tạo tiền
đề để
chuyển qua tầng thúc.
- Mạch C chung khuếch đại dòng lớn, khơng khuếch đại điện áp, tín hiệu vào
và ra
đồng pha nhau.
- Mạch E chung khuếch đại cả áp và dòng, tín hiệu vào và ra ngược pha

nhau.
- Mạch B chung có hệ số khuếch đại điện áp lớn, khuếch đại dịng thấp, tín
hiệu vào
và ra đồng pha nhau.

KẾT LUẬN CHƯƠNG
Tầng khuếch đại tín hiệu nhỏ giúp khuếch đại dịng điện và điện áp tạo tiền
đề để
chuyển qua tâng thúc, nhưng vì tầng khuếch đại tín hiệu nhỏ thường khơng
ổn định do
nhiệt độ thay đổi nên ta cần hồi tiếp tín hiệu ra trở về tín hiệu vào.

CHƯƠNG 2 : HỒI TIẾP TRONG BỘ KHUẾCH ĐẠI
GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Các khiếm khuyết trong mạch mắc Base chung, Emiter chung, hay Collector chung ở các dạng
ghép RC hay biến áp có thể cải thiện được chất lượng bằng phương pháp bù hổi tiếp âm. Bốn
dạng mạch hổi tiếp sau đây đều làm giảm độ khuếch đại, song lại mở rộng dải tần Bw, giảm
méo, tạp , nhiễu ở mức tối thiểu và làm ổn định độ khuếch đại toàn mạch, đặc biệt khi thiế kế
tăng âm loại công suất lớn cần bảo vệ quá tải hay khi hở tải cho cặp Transistor công suất cuối.

2.1 Mạch khuếch đại hồi tiếp
Hồi tiếp là lấy một phần hay tồn bộ tín hiệu ngõ ra (điện áp hoặc dòng điện) được đưa về trở lại
ngõ vào để ổn định hoạt động của mạch. Hồi tiếp là công cụ vơ cùng hữu ích trong rất nhiều ứng
dụng, đặc biệt trong hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển bao gồm tất cả các mạch điện ở đó
ngõ ra được sử dụng để điều khiển hoặc hiệu chỉnh ngõ vào, từ đó lại cung cấp một ngõ ra như
mong muốn.
Sơ đồ khối

12

Có hai dạng mạch hồi tiếp:
Hồi tiếp âm: là tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu vào. Do đó hồi tiếp âm được sử dụng để
ổn định làm việc của mạch.
Hồi tiếp dương: là tín hiệu hồi tiếp mà có tín hiệu đầu ra và tín hiệu vào cùng pha nhau. Do đó
mà hồi tiếp dương được sử dụng cho các mạch tạo dao động.
Đặc điểm hồi tiếp âm

•
•
•
•

Zv lớn, Zr nhỏ
Tính hiệu ra ổn định hơn
Cải thiện đáp ứng tần số
Mở rộng vùng hoạt động tuyến tính và giảm nhiễu

Phân loại mạch khuếch đại hồi tiếp
Mạch khuếch đại hồi tiếp nối tiếp – điện áp
2.2

1.
•

Sơ đồ khối

Ảnh hưởng của hồi tiếp đến trở kháng ra: Zr Ngắn mạch tín hiệu đầu vào Us = 0, ta có:
U = I.Zr + kUv
Us = 0  U = -Uf

13


U = I.Zr –kUf = IZr – kβU
Zrf = U/I = Zr/(1+kβ).
Trở kháng ra giảm đi (1+βk) lần.
• Sơ đồ mạch

Giải thích: Tín hiệu hồi tiếp là điện áp Vf ngang qua Re và tín hiệu lẫy mẫu là Vo
ngang qua Re. Như vậy, đây là trường hợp của mạch hồi tiếp điện thế nối tiếp
Vf
Ta có: Vo = Vf¿ V =1
Vì Rs được xem là một thành phần của mạch khuếch đạim Vi = Vs và:
F=1+β '.Av=1+=
Suy ra, Av =
Điện trở ngõ vào của mạch là:
Rif = Ri.F = ( Rs+ β . ℜ.) .
Với Ri = Rs + β .ℜ là điện trở ngõ vào của mạch không có hồi tiếp.
Vì Re được xem như tải Rl nên Rof =
Trong đó: Ro tiến đến ∞, Avnl =nên Ro’ = Re nên :
Rof’ =
Và: Rof =

14


Kết luận: Mạch khuếch đại hồi tiếp nối tiếp điện áp cải thiện tổng trở vào và ra, giảm méo tín
hiệu, mở rộng bang thơng và ổn định hàm truyền. Nhưng lại làm giảm biên độ tín hiệu và có thể
kém ổn định ở tần số cao.

2. Mạch khuếch đại hồi tiếp nối tiếp – dịng điện
Sơ đồ khối

Tín hiệu hồi tiếp tỉ lệ với dòng điện đầu ra và song song với tín hiệu vào.
• Hệ số khuếch đại:

•

Trở kháng vào:

 IvZv=Us−βkUv
 Us=IvZv + βkUv=IvZv (1+ βk )
 Zvf =
 Trở kháng vào tăng lên (1+ βk ) lần
•

Trở kháng ra:
U =Zr ( I + kβIs )=(1+ βk ) Izr

 Zrf =
® Trở kháng ra tăng (1+ βk ) lần so với khi khơng có hồi tiếp.

15


Sơ đồ mạch:

Giải thích:
Tín hiệu hồi tiếp Xf = Vf là điện thế ngang qua điện Re và là cách nối tiếp.
Nếu cho Io = 0 (Rl = ∞ ¿nghĩa là dòng cực thu bằng 0 nên Vf ngang qua Re cũng bằng

0. Vậy mạch lấy mẫu dòng điện ngõ ra, suy ra đây là mạch hồi tiếp dòng nối tiếp.
Vì điện thế hồi tiếp tỉ lệ với Io là dòng điện được lấy mẫu vào Vf xuất hiện ngang qua
Re trong mạch tại ngõ ra và không phải ngang qua Re trong mạch ngõ vào.
Vì Vs = Vi nên:
F = 1 + β ' .Gm=
Và
Nếu Re là một điện trở cố định, được dẫn truyền của mạch hồi tiếp rất ổn định, dòng
qua tải được cho là:
Io = Gmf. Vs =
Dòng qua tải tỷ lệ trực tiếp với điện thế ngõ vào và dòng này chỉ cùng thuộc Re. Độ lợi
điện thế cho tải:
Avf =
Ri = Rs + β .ℜ+ℜ
Vậy Rif = Rs + β .ℜ+(1+β ) .ℜ
Vì Ro ≠ ∞nên Rof = Ro. (1 + β ' .Gm¿=∞ vìv yậ Ro f '=Rl/¿Rof =Rl
Kết luận: Mạch khuếch đại hồi tiếp nối tiếp điện áp cải thiện tổng trở vào và ra, giảm
méo tín hiệu, mở rộng bang thơng và ổn định hàm truyền. Nhưng lại làm giảm biên độ
tín hiệu và có thể kém ổn định ở tần số cao.

16


3. Mạch khuếch đại hồi tiếp song song – dòng điện
• Sơ đồ khối
Tín hiệu hồi tiếp tỷ lệ với dịng điện đầu ra và song song với tín hiệu u vo.
ã H s khuch i:

ã Tr khỏng vo:
đ Tr khỏng vo gim i (1+k) ln.
ã Tr khỏng ra:

đ I (1+kβ ) Zr =Ur
Zrf =
•

Sơ đồ mạch
Mạch ở trên dung 2 transistor liên lạc trực tiếp dung hồi tiếp cực phát của Q2 về cực
vào của Q1 qua trở R’.Đầu tiên, ta đổi nguồn tín hiệu V6 thành nguồn gồm có dịng
điện Is =
Vs
chạy vào và mắc vào song song với Rs.
Rs
Để xác định hoặc lấy mẫu, ta cho Vo = 0 (Rc2 = 0) điều này không làm giảm Io và
khơng làm cho dịng qua Re của Q2 xuống 0 và dịng If khơng giảm xuống 0, vậy mạch
này không phải lấy mẫu điện thế.
Bây giời cho Io = 0 ( Rc = ∞), dòng If sẽ bằng 0, vậy mạch lấy mẫu bằng dòng được.
17


Đó là mạch hồi tiếp dịng điện song song. Điện thế VB2 rất lớn đối với Vi , do Q1
khuếch đại. Vb2 ngược pha so với Vi. Vì tác động emitter follower, Ve2 thay đổi rất ít
so với Vb và 2 điện thế này cùng pha. Vậy Vb2 có biên độ lớn hơn Vi là Vb và có pha
ngược với Vi.
Nếu tín hiệu vào tăng làm cho Is tăng và If cũng tăng, Ii = Is –If sẽ nhỏ hơn trong
trường hợp khơng có hồi tiếp. Nên mạch này là mạch hồi tiếp âm.
Tín hiệu hồi tiếp là dong If chạy qua điện trở R’ nằm trong mạch ngõ ra, ta có:
Ib2 < Ic2 = | Io|
Điện trở ngõ vào giảm, điện trở ngõ ra tăng và độ lớn dòng điện Aif ổn định, ta có:
Độ lợi điện thế, ta có:
Nếu Re, R’, Rc2, Rs ổn định thì Avf ổn định (đọc lập với thông số của BJT, nhiệt độ bằng sự
giao động của nguồn điện thế V6).

Kết luận:
• Hồi tiếp nối tiếp làm tăng trở kháng vào, hồi tiếp song song làm giảm trở
kháng vào.
• Hồi tiếp điện áp làm giảm trở kháng ra, hồi tiếp dòng điện làm tăng trở kháng ra.
• Trở kháng vào lớn và trở kháng ra nhỏ là mong muốn của hầu hết các tầng
khuếch đại. Hồi tiếp điện áp nối tiếp đáp ứng cả 2 yêu cầu trên.
• Khi hệ số hồi tiếp thay đổi sẽ làm thay đổi hệ số khuếch đại trở kháng vào – ra
của mạch có hồi tiếp.
• Bộ khuếch đại hồi tiếp âm còn giúp giảm méo tần số do làm thay đổi hệ số
khuếch đại theo tần số trong mạch giảm một cách đáng kể.
• Khi có hồi tiếp âm sẽ làm nhỏ tín hiệu nhiễu, giảm méo phi tuyến

4. Mạch khuếch đại hồi tiếp song song – điện áp
Sơ đồ khối

18


Tín hiệu hồi tiếp tỉ lệ với điện áp đầu ra và ssong song với tín hiệu vào.

• Hệ số khuếch đại:

 Zv giảm đi (1+βK) lần khi mạch có hồi tiếp
• Trở kháng ra: nối hở mạch đầu vào Is = 0, => Iv = -If.
Ta có: Ur=Ir . Zr + KIv=IrZr −KIf =IrZr –KβUr
 Ur (1+ βK )=IrZr
•

Sơ đồ mạch

Mạch ở trên là 1 tầng cực phát chung vơi tín điện trở R’ được nối tiếp từ ngõ ra trở về
ngõ vào. Mạch trộn song song và Xf là dòng điện If chạy qua R’.
Nếu Vo = 0, dòng hồi tiếp If sẽ giảm tới 0 chỉ bằng kiểu lấy mẫu điện thế được sử
dụng. Vậy mạch là mạch khuếch đại hồi tiếp điện thế song song. Như vậy, độ lợi
truyền Af = Rmf được ổn định và cả hai điện trở ngõ vào ra đều bị giảm.
Vì tín hiệu hồi tiếp là dịng điện, nguồn tín hiệu được biểu diễn bằng nguồn tương đương
Narton với Is =
Tín hiệu hồi tiếp là dòng điện If chạy qua điện trở R’ nằm trong mạch ngõ ra, ta có

Nếu R’ là một điện trở ổn định thì điện trở truyền sẽ ổn định, độ lợi điện thế với mạch hồi tiếp:
19


Kết luận
Mạch khuếch đại hồi tiếp nối tiếp điện áp cải thiện tổng trở vào và ra, giảm méo tín
hiệu, mở rộng bang thông và ổn định hàm truyền. Nhưng lại làm giảm biên độ tín hiệu
và có thể kém ổn định ở tần số cao
Mạch khuếch đại hồi tiếp giúp cải thiện các tính chất của bộ khuếch đại, nâng coa chất
lượng của bộ khuếch đại, kết hợp với tầng thúc đẻ đảm bảo tín hiệu ít bị méo phi tuyến
và cho ra chất lượng âm thanh tốt.

KẾT LUẬN CHƯƠNG
Mạch khuếch đại hồi tiếp giúp cải thiện các tính chất của bộ khuếch đại, nâng cao
chất lượng của bộ khuếch đại, kết hợp với tầng thúc để đưa tín hiệu sang tầng khuếch
đại cơng suất để đảm bảo tín hiệu ít bị méo phi tuyến hơn và cho ra chất lượng âm
thanh tốt hơn.

CHƯƠNG 3:

KHUYẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT

GIỚI THIỆU CHƯƠNG

Trong các chương trước ta đã tìm hiểu về các mạch khuyếch đại tín hiệu tuy nhiên đầu ra của các
tín hiệu cịn nhỏ, Để tín hiệu đầu ra đủ lớn dáp ứng yêu cầu phụ tải cho loa… ta phải dùng đến
mạch khuyếch đại công suất.
3.1

ĐỊNH NGHĨA:

Khuyếch đại công suất là tầng khuyếch đại cuối cùng của bộ khuyếch đại, có tín hiệu vào
lớn. Nó có nhiệm vụ cho ra tải một cơng suất lớn nhất có thể có được, với độ méo cho phép
và bảo đảm hiệu suất cao.
3.2

PHÂN LOẠI:
Tầng khuếch đại cơng suất có thể làm việc ở các chế độ A, B; AB
tùy thuộc vào chế độ công tác của transistor.
* Chế độ A : Là chế độ khuếch đại cả tín hiệu hình sin vào. Chế độ này có
hiệu suất thấp (với tải điện trở dưới 25%) nhưng méo phi tuyến nhỏ nhất, nên
được dùng trong trường hợp đặc biệt
* Chế độ B : là chế độ khuếch đại nửa hình sin vào, đây là chế độ có hiệu
20


suất lớn (rị= 78%), tuy méo xuyên tâm lớn nhưng có thể khắc phục bằng cách
kết hợp với chế độ AB và dùng hồi tiếp âm
* Chế độ AB : Có tính chất chuyển tiếp giữa A và B. Nó có địng tĩnh nhỏ
để tham gia vào việc giảm méo lúc tín hiệu vào có biên độ nhỏ.

a.

CHẾ ĐỘ A:

Trên đặc tuyến ngõ vào (cửa vào) của Transistor, mạch khuếch đại
chế độ hoạt động A có điểm hoạt động tĩnh Q nằm giữa đường đặc tuyến và có
~ 0,65V ÷ 0,7V cho Transistor loại Si và ~ 0,2V ÷ 0,25V cho
'Transistor loại Ge. Khi Transistor nhận được tín hiệu xoay chiều ở cực B thì
địng diện sẽ bị thay đổi theo tín hiệu xoay chiều này.

21


Trên đặc tuyến ngõ ra (cửa ra) Ic/Vẹc của Transistor, mạch khuếch đại chế
độ hoạt động A có điểm hoạt động tĩnh Q nằm giữa đường tải và .
Khi dòng điện bị thay đổi theo tín hiệu xoay chiều sẽ làm cho đòng diện lc
bị thay đổi và kéo theo điện áp cũng bị thay đổi.
Các đặc điểm của mạch khuếch đại chế độ hoạt động A là:
- Khuếch đại trung thực tín hiệu xoay chiều (khuếch đại được cả hai bán
chu kỳ của tín hiệu xoay chiều hình sin).
- Dùng cho các mạch khuếch đại tín hiệu có biên độ nhỏ.

• Ưu điểm:
Tín hiệu ngõ ra khuếch đại trong cả chu kì theo tín hiệu vào.
Ít biến dạng

• Nhược điểm:
Do được phân cực làm việc tối ưu, nên tiêu hao năng lượng lớn
Hiệu suất của mạch thấp thường là ƞ = 25%

• Ứng dụng:

Được sử dụng trong các mạch trung gian như khuếch đại cao tần, khuếch
đại trung tần, tiền khuếch đại, …
b.

CHẾ ĐỘ B:
Trên đặc tuyến ngõ vào (cửa vào) / thì mạch khuếch đại chế độ hoạt
động B có điểm hoạt động tĩnh Q ở điểm = 0V và = 0A. Khi Transistor
nhận được tín hiệu xoay chiều ở cực B thì chỉ có một bán chu kỳ được khuếch đại
vì làm phân cực tiếp giáp BE và tăng lên, còn một bán chu kỳ làm giảm phân
22


cực tiếp giáp BE xuống vùng ngưng dẫn nên tín hiệu không được khuếch đại.

Trên đặc tuyến ngõ ra (cửa ra) Ic/ thì khuếch đại chế độ hoạt động B có
điểm hoạt động tĩnh Q nằm trên đường biên giữa vùng khuếch đại và vùng
ngưng dẫn, ~ Vcc. Khi đồng điện tăng lên theo tín hiệu xoay chiều thì
đồng điện cũng tăng lên và làm cho điện áp giảm xuống. Ở ngõ ra (cửa
ra) cũng chỉ có một bán chu kỳ tín hiệu được khuếch đại.
Các đặc điểm của mạch khuếch đại chế độ hoạt động B là:
- Khi không có tín hiệu thì Transistor khơng dẫn ( I; = 0, I- = 0).
- Transistor chỉ khuếch đại được một bán chu kỳ nên muốn có đủ cả hai
bán chu kỳ thì phải dùng hai Transistor dể khuếch đại luân phiên cho hai bán
chu kỳ.
- Dùng cho các mạch khuếch đại có biên độ lớn.
- Hiệu suất cao đo cơng suất tiêu tần nhỏ.
- Tín hiệu ra bị méo dạng (biến dạng) xuyên trục.

23

• Kết luận:
Mạch khuếch đại công suất chế độ B được cải thiện hơn so với
mạch khuếch đại
chế độ A, nhưng méo phi tuyến lớn, độ méo tăng lên khi kích
thước tín hiệu tăng.
• Ưu điểm:
Mạch khơng hoạt động khi khơng có tín hiệu vào
Năng lượng tiêu hao ít
Hiệu suất cao từ 50-75%
• Nhược điểm:
Tín hiêu ra bị méo xun tâm
u cầu cần phải có nguồn đơi
• Thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại công suất đẩy
kéo như công suất âm tần, công suất mành của tivi, ...
c.

CHẾ ĐỘ AB:

24


“Trên đặc tuyến ngõ vào (cửa vào) /thì mạch khuếch đại chế độ hoạt
động AB có điểm hoạt động tĩnh Q nằm giữa chế độ hoạt động A và chế độ
hoạt động B, có = 0,6V cho Transistor loại Si và = 0,15V cho
Transistor loại Ge. Khi Transistor nhận được tín hiệu xoay chiều ở cực B thì
bán chu kỳ dương được rơi vào vùng gần như tuyến tính nên được khuếch đại
mạnh, bán chu kỳ âm được rơi vào vùng đưới nên Transistor khơng đẫn và
khơng có tín hiệu ra.
Trên đặc tuyến ngõ ra (cửa ra) Ic/ điểm hoạt động tĩnh Q nằm ở vùng,

gần ngưng dẫn nên = Vcc. Ở chế độ hoạt động này thì chỉ có bán chu kỳ
dương của tín hiệu được khuếch đại vì làm dòng điện tăng lên.
Các đặc điểm của mạch khuếch đại chế độ hoạt động AB là:
- Khi khơng có tín hiệu vào thì các dịng điện , có giá trị rất nhỏ so với
dòng điện tương ứng ở chế độ hoạt động A.
- Transistor chỉ khuếch đại được một bán chu kỳ, bán chu kỳ âm rơi vào
vùng ngưng dẫn nên biên độ tín hiệu ra bằng 0.
- Dùng cho các mạch khuếch đại có biên độ lớn.
25