Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử part 12 pps

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (145.46 KB, 7 trang )


78


N
ế
u P n

m

kho

ng gi

a hai
đ
i

m M và N, trong
đ
ó M và N là nh

ng giao
đ
i

m
c

a
đườ


ng th

ng t

i v

i các
đườ
ng
đặ
c tuy
ế
n ra t
ĩ
nh

ng v

i các ch
ế

độ
t

i h

n c

a
tranzito U

BEmax
(hay I
Bmax
) và U
BE
= 0 (hay I
B
= 0) trên hình 2.59, ta nói t

ng khu
ế
ch
đạ
i
làm vi

c

ch
ế

độ
A. Ch
ế

độ
này có hai
đặ
c
đ

i

m c
ơ
b

n là: vùng làm vi

c gây ra méo
γ nh

nh

t và hi

u qu

bi
ế
n
đổ
i n
ă
ng l
ượ
ng c

a t

ng khu

ế
ch
đạ
i là th

p nh

t.
Hình 2.59: Đặc tuyến ra động (đường tải xoay chiều) của tầng khuếch đại (EC) và
cách xác định điểm làm việc tĩnh P
Khi P d

ch d

n v

phía
đ
i

m N, t

ng khu
ế
ch
đạ
i s

chuy


n d

n sang ch
ế

độ
AB
và lúc P trùng v

i N, ta nói t

ng khu
ế
ch
đạ
i làm vi

c

ch
ế

độ
B.
Đặ
c
đ
i

m ch


y
ế
u
c

a ch
ế

độ
B là có
độ
méo l

n (do m

t ph

n tín hi

u

m

ch ra b

c

t lúc


m

ch vào
dòng I
B
≈ 0) và hi

u su

t bi
ế
n
đổ
i n
ă
ng l
ượ
ng c

a t

ng t
ươ
ng
đố
i cao (vì dòng t
ĩ
nh
nh


).
khi P n

m ngoài N và lân c

n d
ướ
i M, ta nói t

ng khu
ế
ch
đạ
i làm vi

c

ch
ế

độ

khóa v

i hai tr

ng thái t

i h


n phân bi

t c

a tranzito: m

bão hòa (lúc P n

m g

n M)
hay khóa dòng (lúc P n

m d
ướ
i N). Ch
ế

độ
này th
ườ
ng s

d

ng

các m

ch xung

d - Hồi tiếp trong các tầng khuếch đại
H

i ti
ế
p là th

c hi

n vi

c truy

n tín hi

u t


đầ
u ra v


đầ
u vào b

khu
ế
ch
đạ
i.

Th

c hi

n h

i ti
ế
p trong b

khu
ế
ch
đạ
i s

c

i thi

n h

u h
ế
t các ch

tiêu ch

t l
ượ

ng c

a
nó và làm cho b

khu
ế
ch
đạ
i có m

t s

tính ch

t
đặ
c bi

t. D
ướ
i
đ
ây ta s

phân tích
nh

ng quy lu


t chung th

c hi

n h

i ti
ế
p trong b

khu
ế
ch
đạ
i.
Đ
i

u này c
ũ
ng
đặ
c bi

t
c

n thi
ế
t khi thi

ế
t k
ế
b

khu
ế
ch
đạ
i b

ng IC tuy
ế
n tính.
Hình 2.60 là s
ơ

đồ
c

u trúc b

khu
ế
ch
đạ
i có h

i ti
ế

p. M

ch h

i ti
ế
p có h

s


truy

n
đạ
t β, ch

rõ m

i quan h

gi

a tham s

(
đ
i

n áp, dòng

đ
i

n) c

a tín hi

u ra
I
B
=0
µ
A
I
B0

I
Bmax

E
CC
/ Rc//Rt
E
CC

U
CE
V
I
C

mA
N


M


P


U
C0

I
C0


79

m

ch
đ
ó v

i tham s

(
đ
i


n áp, dòng
đ
i

n) l

i vào c

a nó (trong tr
ườ
ng h

p hình 2.61
chính là l

i ra c

a b

khu
ế
ch
đạ
i).








Hình 2.60: Sơ đồ khi bộ khuếch đại có hồi tiếp
H

s

khu
ế
ch
đạ
i K và h

s

truy

n
đạ
t c

a m

ch h

i ti
ế
p nói chung là nh

ng s



ph

c.


K
= kexpjϕ
K



β
= βexpjϕ
β

Ngh
ĩ
a là ph

i chú ý
đế
n kh

n
ă
ng di pha

mi


n t

n cao và t

n th

p do t

n t

i
các ph

n t


đ
i

n kháng trong m

ch khu
ế
ch
đạ
i c
ũ
ng nh
ư

trong m

ch h

i ti
ế
p n
ế
u b


khu
ế
ch
đạ
i làm vi

c

t

n s

trung bình, còn trong m

ch h

i ti
ế
p không có thành ph


n
đ
i

n kháng, thì h

s

K và β là nh

ng s

th

c. N
ế
u
đ
i

n áp ra c

a b

khu
ế
ch
đạ
i là

tham s

th

c hi

n h

i ti
ế
p thì ta có h

i ti
ế
p
đ
i

n áp, n
ế
u là dòng
đ
i

n m

ch ra thì ta có
h

i ti

ế
p dòng
đ
i

n. Có th

h

i ti
ế
p h

n h

p c

dòng
đ
i

n và
đ
i

n áp.
Khi
đ
i


n áp
đư
a v

h

i ti
ế
p n

i ti
ế
p v

i ngu

n tín hi

u vào thì ta có h

i ti
ế
p n

i
ti
ế
p. Khi
đ
i


n áp h

i ti
ế
p
đặ
t t

i
đầ
u vào b

khu
ế
ch
đạ
i song song v

i
đ
i

n áp ngu

n
tín hi

u thì có h


i ti
ế
p song song.
Hai
đặ
c
đ
i

m trên xác
đị
nh m

t lo

i m

ch h

i ti
ế
p c

th

: h

i ti
ế
p

đ
i

n áp n

i ti
ế
p
ho

c song song, h

i ti
ế
p dòng
đ
i

n n

i ti
ế
p ho

c song song, h

i ti
ế
p h


n h

p n

i ti
ế
p
ho

c song song. Hình 2.61 minh h

a m

t s

thí d

v

nh

ng m

ch h

i ti
ế
p ph

bi

ế
n
nh

t trong khu
ế
ch
đạ
i. N
ế
u khi h

i ti
ế
p n

i ti
ế
p

nh h
ưở
ng
đế
n tr

s


đ

i

n áp vào b

n
thân b

khu
ế
ch
đạ
i U
y
, thì khi h

i ti
ế
p song song s



nh h
ưở
ng
đế
n tr

s

dòng

đ
i

n
vào b

khu
ế
ch
đạ
i. Tác d

ng c

a h

i ti
ế
p có th

làm t
ă
ng khi ϕ
K
+ ϕ
β
= 2nπ ho

c gi


m
khi ϕ
K
+ ϕ
β
= (2n+1)π v

i n là s

nguyên d
ươ
ng, tín hi

u t

ng h

p


đầ
u vào b


khu
ế
ch
đạ
i và t
ươ

ng

ng
đượ
c g

i là h

i ti
ế
p d
ươ
ng và h

i ti
ế
p âm.
H

i ti
ế
p âm cho phép c

i thi

n m

t s

ch


tiêu c

a b

khu
ế
ch
đạ
i, vì th
ế

đượ
c
dùng r

t r

ng rãi.
Để

đ
ánh giá

nh h
ưở
ng c

a h


i ti
ế
p
đế
n các ch

tiêu c

a b

khu
ế
ch
đạ
i ta hãy xét thí d

h

i ti
ế
p
đ
i

n áp n

i ti
ế
p (h. 2.61a).
H


s

khu
ế
ch
đạ
i khi có h

i ti
ế
p

K


β


80


K
ht
=
r

U
/
v


U
(2-109)
y

U =
v

U
+
ht

U

Chia c

hai v
ế
c

a (2-109) cho
r

U
ta có:

r

ht


r

v

r

y
U
U
+
U
U
=
U
U

hay


ht

β
+
K
1
=
K
1
(2-110)



đ
ây:

r

ht

U
U

là h

s

truy

n
đạ
t c

a m

ch h

i ti
ế
p.
T


(2-110) ta tìm
đượ
c
••

ht

βK-1
K
=K
(2-111)
Để

đơ
n gi

n vi

c phân tích ta
đư
a vào tr

s

th

c K và

K
β

-1
K
=K
ht

(2-112)
Theo (2-112) khi 1> Kβ > 0 thì h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b

khu
ế
ch
đạ
i có h

i ti
ế
p K
ht

l


n h
ơ
n h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b

n thân b

khu
ế
ch
đạ
i K.
Đ
ó chính là h

i ti
ế
p d
ươ
ng,

U
ht

đư
a t

i
đầ
u vào b

khu
ế
ch
đạ
i cùng pha v

i
đ
i

n áp vào U
v
t

c là U
y
= U
v
+ U
ht

.
Đ
i

n áp ra c

a b

khu
ế
ch
đạ
i khi có h

i ti
ế
p
đươ
ng là
U
r
= K(U
v
+ U
ht)
) > K U
v
và do
đ
ó K

ht
> K
Tr
ườ
ng h

p Kβ ≥ 1 (khi h

i ti
ế
p d
ươ
ng)
đặ
c tr
ư
ng cho
đ
i

u ki

n t

kích c

a b


khu

ế
ch
đạ
i. Lúc này


đầ
u ra b

khu
ế
ch
đạ
i xu

t hi

n m

t ph

t

n s

không ph

thu

c

vào tín hi

u
đầ
u vào. V

i tr

s

ph

c K và b

t
đẳ
ng th

c | Kβ | ≥ 1 t
ươ
ng

ng v

i
đ
i

u
ki


n t

kích

m

t t

n s

c


đị
nh và tín hi

u


đầ
u ra g

n v

i d

ng hình sin. B



khu
ế
ch
đạ
i trong tr
ườ
ng h

p này làm vi

c nh
ư
m

t m

ch t

o dao
độ
ng hình sin (xem
ph

n 2.5).
Khi Kβ < 0 thì K
ht
= K / (1+ Kβ) < K (2-113)
Đ
ó là h


i ti
ế
p âm (U
ht
ng
ượ
c pha v

i U
v
) và U
y
= U
v
- U
ht
, ngh
ĩ
a là h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b


khu
ế
ch
đạ
i có h

i ti
ế
p âm K
ht
nh

h
ơ
n h

s

khu
ế
ch
đạ
i khi không h

i ti
ế
p.

81


Để

đ
ánh giá
độ


n
đị
nh h

s

khu
ế
ch
đạ
i khi có h

i ti
ế
p, th

c hi

n vi phân bi

u th

c

(2-113) có:

(
)
( ) ( )
22
ht
βK+1
dK
=
Kβ+1
Kβ.dK-Kβ+1dK
=dK
(2-114)


























Hình 261: Một số mạch hồi tiếp thông dụng
a) Hồi tiếp nối tiếp điện áp, b) Hồi tiếp dòng diện, c) Hồi tiếp song song điện áp
Bi
ế
n
đổ
i (2-114) và chú ý
đế
n (2-113) ta nh

n
đượ
c bi

u th

c
đặ
c tr
ư
ng cho s



thay
đổ
i t
ươ
ng

ng c

a h

s

khu
ế
ch
đạ
i.

K


β

a)

K



β

b)

K


β

c)

82

βK+1
K/dK
=
K
dK
ht
kt
(2-115)
T

(2-115) ta th

y s

thay
đổ
i t

ươ
ng
đố
i h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b

khu
ế
ch
đạ
i khi
có h

i ti
ế
p âm nh

h
ơ
n (1 + Kβ) l


n so v

i khi không h

i ti
ế
p.
Độ


n
đị
nh h

s

khu
ế
ch
đạ
i s

t
ă
ng khi t
ă
ng
độ
sâu h


i ti
ế
p, ví d

, gi

thi
ế
t s

thay
đổ
i t
ươ
ng
đố
i c

a h

s


khu
ế
ch
đạ
i dK/K = 20% và 1 + Kβ = 100 thì s

thay

đổ
i t
ươ
ng
đố
i h

s

khu
ế
ch
đạ
i
c

a b

khu
ế
ch
đạ
i có h

i ti
ế
p là dK
ht
/K
ht

= 0,2%. Tính ch

t này
đặ
c bi

t quý giá trong
đ
i

u ki

n h

s

khu
ế
ch
đạ
i thay
đổ
i do s

thay
đổ
i c

a tham s


theo nhi

t
độ
(nh

t là
đố
i v

i tranzito) và s

hóa già c

a chúng. N
ế
u h

s

khu
ế
ch
đạ
i K l

n và h

i ti
ế

p âm
sâu thì th

c t
ế
có th

lo

i tr

s

ph

thu

c c

a h

s

khu
ế
ch
đạ
i vào s

thay

đổ
i các
tham s

trong b

khu
ế
ch
đạ
i. Khi
đ
ó trong m

u s

c

a (2-113) có th

b

qua 1 và h


s

khu
ế
ch

đạ
i c

a nó do h

s

truy

n
đạ
t c

a m

ch h

i ti
ế
p quy
ế
t
đị
nh:
K
ht
≈ 1/β (2-116a)
ngh
ĩ
a là th


c t
ế
không ph

thu

c vào K và m

i s

thay
đổ
i c

a nó.
Ví d

, K = I0
4
và β = 10
-2
thì K
ht
≈ 100
Ý ngh
ĩ
a v

t lí c


a vi

c t
ă
ng
độ


n
đ
inh c

a h

s

khu
ế
ch
đạ
i có h

i ti
ế
p âm là


ch


khi thay
đổ
i h

s

khu
ế
ch
đạ
i K thì
đ
i

n áp h

i ti
ế
p s

b

thay
đổ
i d

n
đế
n thay
đổ

i
đ
i

n áp U
y
(h.2.61a) theo h
ướ
ng bù l

i s

thay
đổ
i
đ
i

n áp ra b

khu
ế
ch
đạ
i. (Gi

s


khi gi


m K do s

thay
đổ
i tham s

b

khu
ế
ch
đạ
i s

làm cho U
ht
gi

m và U
r
gi

m
(h.2.61a),
đ
i

n áp U
y

= U
v
- U
ht
t
ă
ng, d

n
đế
n t
ă
ng U
r
chính là ng
ă
n c

n s

gi

m c

a
h

s

khu

ế
ch
đạ
i K).
T
ă
ng
độ


n
đị
nh c

a h

s

khu
ế
ch
đạ
i b

ng h

i ti
ế
p âm
đượ

c dùng r

ng rãi
để

c

i thi

n
đặ
c tuy
ế
n biên
độ
t

n s

(h.2.62) c

a b

khu
ế
ch
đạ
i nhi

u t


ng ghép
đ
i

n
dung vì

mi

n t

n s

th

p và cao h

s

khu
ế
ch
đạ
i b

gi

m.
Tác d


ng c

a h

i ti
ế
p âm

mi

n t

n s

k

trên s

y
ế
u vì h

s

khu
ế
ch
đạ
i K nh



và s

d

n
đế
n t
ă
ng h

s

khu
ế
ch
đạ
i

biên d

i t

n và m

r

ng d


i thông c

a b


khu
ế
ch
đạ
i (h.2.62). H

i ti
ế
p âm c
ũ
ng làm gi

m méo không
đườ
ng th

ng c

a tín hi

u
ra và gi

m nhi


u trong b

khu
ế
ch
đạ
i.




Hình 2.62: Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến đặc tuyến biên độ - tần số
D
ướ
i
đ
ây ta s

kh

o sát

nh h
ưở
ng c

a h

i ti
ế

p âm
đế
n
đ
i

n tr

vào b

khu
ế
ch
đạ
i R
v
= U
v
/ I
v

Hình 2.61a th

c hi

n h

i ti
ế
p âm n


i ti
ế
p
K

f


f


f
ht

83

U
v
= U
y
+ U
ht

M

t khác ta có U
ht
= U
y

. Vì v

y
R
vht
= (1 + Kβ) U
y
/I
v
= R
v
(1 + Kβ)
Nh
ư
v

y, th

c hi

n h

i ti
ế
p âm n

i ti
ế
p làm t
ă

ng
đ
i

n tr

vào c

a b

khu
ế
ch
đạ
i
lên (1 + Kβ) l

n.
Đ
i

u này r

t c

n thi
ế
t khi b

khu

ế
ch
đạ
i nh

n tín hi

u t

b

c

m bi
ế
n

đ
i

n tr

trong l

n ho

c b

khu
ế

ch
đạ
i dùng tranzito l
ưỡ
ng c

c. T
ươ
ng t

,
đ
i

n tr


ra b

khu
ế
ch
đạ
i là :
R
rht
= R
r
/ (1 + Kβ) (2-116b)
ngh

ĩ
a là gi

m
đ
i (1 + Kβ) l

n.
Đ
i

u này
đả
m b

o
đ
i

n áp ra b

khu
ế
ch
đạ
i ít ph

thu

c

vào s

thay
đổ
i
đ
i

n tr

t

i R
t
.
T

nh

ng ph

n tích trên, có th

rút ra nh

ng quy lu

t chung

nh h

ưở
ng c

a h

i
ti
ế
p âm
đế
n ch

tiêu b

khu
ế
ch
đạ
i là: M

i lo

i h

i ti
ế
p âm
đề
u làm gi


m tín hi

u trên
đầ
u vào b

khu
ế
ch
đạ
i (U
y
hay I
y
) và do
đ
ó làm gi

m h

s

khu
ế
ch
đạ
i làm t
ă
ng
độ



n
đị
nh c

a h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b

khu
ế
ch
đạ
i.


Hình 2.63: Sơ đồ các mạch hồi liếp âm
a) Hồi tiếp dòng điện trên R
E
; b) Hồi tiếp điện áp nhờ thêm khâu RC


Ngoài ra, h

i ti
ế
p âm n

i ti
ế
p (h.2.61a, b) làm t
ă
ng
đ
i

n tr

vào.

84


H

i ti
ế
p
đ
i

n áp n


i ti
ế
p (h.2.61a) làm

n
đị
nh
đ
i

n áp ra, gi

m
đ
i

n tr

ra R
rht
.
Còn h

i ti
ế
p dòng
đ
i


n n

i ti
ế
p (h.2.61b) làm

n
đị
nh
đ
òng
đ
i

n ra Iàm t
ă
ng
đ
i

n tr

ra
R
rht


H

i ti

ế
p âm song song (h.2.61c) làm t
ă
ng dòng
đ
i

n vào và làm gi

m
đ
i

n tr

vào
c
ũ
ng nh
ư

đ
i

n tr

ra R
rht
.
C


n nói thêm là h

i ti
ế
p d
ươ
ng th
ườ
ng không dùng trong b

khu
ế
ch
đạ
i nh
ư
ng
nó có th

xu

t hi

n ngoài ý mu

n do ghép v


đ

i

n

bên trong hay bên ngoài g

i là
h

i ti
ế
p kí sinh qua ngu

n cung c

p chung, qua
đ
i

n c

m ho

c
đ
i

n dung kí sinh gi

a

m

ch ra và vào c

a b

khu
ế
ch
đạ
i.
H

i ti
ế
p kí sinh làm thay
đổ
i
đặ
c tuy
ế
n biên
độ
t

n s

c

a b


khu
ế
ch
đạ
i do
đ
ó
làm t
ă
ng h

s

khu
ế
ch
đạ
i

các
đ
o

n riêng bi

t c

a d


i t

n ho

c th

m chí có th

làm
cho b

khu
ế
ch
đạ
i b

t

kích, ngh
ĩ
a là xu

t hi

n dao
độ
ng

m


t t

n s

xác
đị
nh.
Để
lo

i b

hi

n t
ượ
ng trên có th

dùng các b

l

c thoát (m

ch R
t
, C
1
) dùng dây

d

n b

c kim, và b

trí các linh ki

n h

p lí. D
ướ
i
đ
ây là thí d

v
ế
nh

ng m

ch h

i ti
ế
p
âm th
ườ
ng g


p (h.2.63).
M

ch hình 2.63
đ
ã
đượ
c nói t

i

ph

n 2.2.3.
Trong m

ch hình 2.63b, ta th

y n
ế
u xét riêng bi

t t

ng t

ng thì
đ
i


n tr

R
E1
, R
E2

đề
u th

c hi

n h

i ti
ế
p âm dòng n

i ti
ế
p, gi

ng nh
ư
tr
ườ
ng h

p hình 2.63a. Ta xét

thêm tr
ườ
ng h

p m

ch h

i ti
ế
p t

colect
ơ
c

a tranzito T
2
v

emit
ơ
c

a tranzito T
1
qua
C và R. Theo
đị
nh ngh

ĩ
a thì
đ
ây là m

ch h

i ti
ế
p
đ
i

n áp n

i ti
ế
p. Xét v

pha c

a tín
hi

u thì
đ
ó là m

ch h


i ti
ế
p âm. Nh
ư
v

y trên
đ
i

n tr

R
C1
có c

hai lo

i h

i ti
ế
p âm
dòng
đ
i

n và
đ
i


n áp. K
ế
t qu

là h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a toàn m

ch s

b

gi

m.
2.3.2. Khuếch đại dùng tranzito lưỡng cực
D
ướ
i
đ
ây s


trình bày ph
ươ
ng pháp phân tích t

ng khu
ế
ch
đạ
i dùng tranzito
l
ưỡ
ng c

c theo ba cách m

c m

ch: emit
ơ
chung (EC), c
ơ
lect
ơ
chung (CC) và baz
ơ

chung (BC). Gi

thi

ế
t tín hi

u vào là hình sin t

n s

trung bình vì v

y tr

kháng c

a t


coi nh
ư
b

ng không,

nh h
ưở
ng
đ
i

n dung kí sinh c
ũ

ng nh
ư
s

ph

thu

c h

s

α c

a
tranzito vào t

n s

coi nh
ư
không
đ
áng k

.
a - Tầng khuếch đại (EC)
M

ch

đ
i

n nguyên lí 1 t

ng khu
ế
ch
đạ
i EC cho trên hlnh 2.64. Trong s
ơ

đồ
này
Cp1 Cp2 là các t

phân
đườ
ng (n

i t

ng). T

Cp1 lo

i tr

tác d


ng

nh h
ưở
ng l

n
nhau c

a ngu

n tín hi

u và m

ch vào v

dòng m

t chi

u. M

t khác nó
đả
m b

o cho
đ
i


n áp U
bo
trong ch
ế

độ
t
ĩ
nh không ph

thu

c vào
đ
i

n tr

trong c

a ngu

n tín hi

u
Rn. T

Cp2 ng
ă

n không cho thành ph

n 1 chi

u và ch

cho thành ph

n
đ
i

n áp xoay
chi

u ra t

i.
Đ
i

n tr

R
1
R
2

để
xác

đị
nh ch
ế

độ
t
ĩ
nh c

a t

ng. B

i vì tranzito l
ưỡ
ng c

c
đ
i

u khi

n b

ng dòng, nên dòng
đ
i

n t

ĩ
nh c

a P
Đ
K (trong tr
ườ
ng h

p này là dòng I
co
)
đượ
c t

o thành do dòng t
ĩ
nh emit
ơ
I
E
thông qua s


đ
i

u khi

n có dòng baz

ơ
I
B

đ
i

n
tr

R
E

đ
ã xét

2.2.3 và hình 2.45.

×