Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử part 15 doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (369.39 KB, 7 trang )


99

t
ă
ng, tuy nhiên khi
đ
ó c

n t
ă
ng E
D
. Vì th
ế
U
SO
th
ườ
ng ch

n kho

ng (0,1
÷
0,3)E
D
. C
ũ
ng
t


ươ
ng t

(2-125) ta có :
0.90.7
RIU
E
DDODO
D
÷
+
=
(2-165)
Khi U
GSO


0 ph

i m

c
đ
i

n tr

R
S


để

đạ
t yêu c

u v


độ


n
đị
nh ch
ế

độ
t
ĩ
nh. Lúc
đ
ó
b

t bu

c ph

i m


c R
1
. Ch

n các ph

n t

d

a vào các công th

c (2-162)
đế
n (2-165),
khi
đ
ó công th

c (2-162), (2-163) c

n ph

i ho

c cho U
GSO
= 0, ho

c là thay

đổ
i d

u
tr
ướ
c
đ
i

n áp U
GSO
. Ch
ế

độ
U
GSO
> 0 là ch
ế

độ

đ
i

n hình cho MOSFET có kênh c

m


ng lo

i n. Vì th
ế
n
ế
u th

c hi

n vi

c
đổ
i d

u tr
ướ
c U
GSO
trong công th

c (2-162), (2-
163) có th

dùng chúng
để
tính m

ch thiên áp c


a t

ng ngu

n chung.
Ch

n lo

i FET ph

i chú ý
đế
n các tham s

t
ươ
ng t

nh
ư
trong t

ng EC. Ph

i tính
đế
n dòng máng c


c
đạ
i I
Dmax
,
đ
i

n áp c

c
đạ
i U
DSmax
và Công su

t tiêu tán c

c
đạ
i
trong tranzito P
Dmax
(h.271), và U
Dsmax
.
Gi

ng nh
ư

s
ơ

đồ
EC dùng tranzito l
ưỡ
ng c

c, t

ng ngu

n chung c
ũ
ng làm
đả
o pha
tín hi

u khu
ế
ch
đạ
i. Ví d


đặ
t vào
đầ
u vào n


a chu kì
đ
i

n áp d
ươ
ng (h. 2.71) s

làm
t
ă
ng dòng máng và gi

m
đ
i

n áp máng ;


đầ
u ra s

nh

n
đượ
c n


a chu kì
đ
i

n áp
c

c tính âm.
D
ướ
i
đ
ây ta s

phân tích t

ng khu
ế
ch
đạ
i v

m

t xoay chi

u.
S
ơ


đồ
thay th
ế
t

ng SC v

trên hình 2.72a có tính
đế
n
đ
i

n dung gi

a các
đ
i

n c

c
c

a tranzito.
S
ơ

đồ
thay th

ế
d

a trên c
ơ
s

s

d

ng ngu

n dòng

m

ch ra.
Đ
i

n tr

R
D
, R
t
m

c

song song

m

ch ra xác
đị
nh t

i R
t~
= R
D
// R
t
.
Đ
i

n tr

R
1
và R
G
c
ũ
ng
đượ
c m


c
song song. Vì
đ
i

n tr

vào th
ườ
ng l

n h
ơ
n
đ
i

n tr

R
n
nhi

u, nên
đ
i

n áp vào c

a

t

ng coi nh
ư
b

ng En. T

phân
đườ
ng C
p1
, C
p2
và t

C
S
khá l

n nên
đ
i

n tr

xoay
chi

u coi nh

ư
b

ng không. Vì th
ế
trong s
ơ

đồ
thay th
ế
không v

nh

ng t


đ
ó.
H

s

khu
ế
ch
đạ
i
đ

i

n áp

t

n s

trung bình
(
)
( )
~ti
v
~tiv
V
t
u
//RrS
U
//RrSU
U
U
K
===
(2-166)
hay là
~ti
~ti
u

Rr
.RSr
K
+
=
(2-167)
Tích s

S.r
i
g

i là h

s

khu
ế
ch
đạ
i t
ĩ
nh
µ
c

a FET. Thay
µ
= Sr
i

vào (2.167) ta có :
~ti
~t
u
Rr
µ
.R
K
+
=
(2-168)
D

a vào (2-168) có th

v

s
ơ

đồ
thay th
ế
c

a t

ng SC v

i ngu


n
đ
i

n áp
µ
U
v

(h.2.72b).
Trong tr
ườ
ng h

p n
ế
u t

ng SC là t

ng ti

n khu
ế
ch
đạ
i trong b

khu

ế
ch
đạ
i nhi

u
t

ng thì R
t~
=R
D
// R
V
= R
D
. N
ế
u nh
ư
tính
đế
n R
D
<< r
i
thì h

s


khu
ế
ch
đạ
i
đ
i

n áp c

a
t

ng
đượ
c tính g

n là:

100

K
u
= SR
D
(2-169)
Đ
i

n tr


vào c

a t

ng SC là: R
v
= R
1
// R
G
(2-170)
Đ
i

n tr

ra c

a t

ng SC là: R
r
= R
D
// r
i


R

D
(2-171)
Khi chuy

n sang mi

n t

n s

cao thì ph

i chú ý
đế
n
đ
i

n dung vào và ra c

a t

ng,
ngh
ĩ
a là c

n chú ý
đế
n

đ
i

n dung gi

a các
đ
i

n c

c C
GS
, C
GD
c

a tranzito (h.2.72a),
c
ũ
ng nh
ư

đ
i

n dung l

p ráp m


ch vào C
L
(
đ
i

n dung c

a linh ki

n và dây d

n m

ch
vào
đố
i v

i c

c âm c

a ngu

n cung c

p).

Hình .2.72: Sơ đồ thay thế tầng SC

a) Ngu

n dòng ; b) Nguồn áp

t

n s

cao nh

ng
đ
i

n
đ
áng k

trên s

t

o nên thành ph

n kháng c

a dòng
đ
i


n
m

ch vào.
I
CV
= I
CGS
+ I
CGD
+ I
CL
(2-172)
Dòng I
CGS
, I
CL
xác
đị
nh b

ng
đ
i

n áp vào U
v’
, còn dòng I
CGD
xác

đị
nh b

ng
đ
i

n áp
c

c máng - c

a. Vì
đ
i

n áp c

c máng ng
ượ
c pha v

i
đ
i

n áp vào, nên
đ
i


n áp gi

a
c

c c

a và máng s

b

ng :
( )
V
.
u
.
V
.
UK1UU +=+
Dòng
đ
i

n vào
đ
i

n dung c


a t

ng
( )
v
.
L
.
V
.
uGD
.
v
.
GS

cv
.
U.wCJU.K1wCJU.CwJI +++=
hay là
( )
[ ]
v
.
vLGDUGS
v
.
VC
.
U.JwCCCK1CUJwI =+++≈



đ
ây C
v

đ
i

n dung vào c

a t

ng
C
v
= C
GS
+ ( 1+ K
u
)C
GD
+ C
L
(2-173)
a) b)

101

Đ

i

n dung ra c

a t

ng ph

thu

c vào
đ
i

n dung gi

a các
đ
i

n c

c

kho

ng máng-
ngu

n và máng - c


a, c
ũ
ng nh
ư

đ
i

n dung l

p ráp m

ch ra. Tính
đ
i

n dung ra c
ũ
ng
theo ph
ươ
ng pháp nh
ư

đ
ã tính
đố
i v


i
đ
i

n dung vào, có k
ế
t qu

:
SGD
U
U
DSr
C.C
K
K1
CC +
+
+= (2-174)
e. Khuếch đại cực máng chung DC (lặp lại cực nguồn)
Hình 2.73 là s
ơ

đồ
DC dùng FET có kênh
đặ
t s

n.
Đ

i

n tr

R
1
, R
G
cùng v

i R
s
dùng
để
xác
đị
nh ch
ế

độ
làm vi

c t
ĩ
nh c

a tranzito.

Hình 273 : Sơ đồ DC dùng FET có kênh đặt sẵn
Vi


c ch

n và
đả
m b

o ch
ế

độ
t
ĩ
nh
đượ
c ti
ế
n hành t
ươ
ng t

nh
ư
t

ng SC. T

i m

t

chi

u c

a t

ng là R
S
còn t

i xoay chi

u là R
t~
= R
S
//R
t
Đố
i v

i t

ng DC thì
đ
i

n áp t

i trùng pha v


i
đ
i

n áp vào
U
t
= U
v
– U
GS
(2-175)
Theo s
ơ

đồ
thay th
ế
thì U
t
l

i là hàm s

c

a U
GS
tác d


ng lên
đầ
u vào c

a tranzito
U
t
= SU
GS
(r
i
//r
t~
).
hay
( )
~ti
t
GS
//RrS
U
U = (2-176)
H

s

khu
ế
ch

đạ
i
đ
i

n áp c

a t

ng tính theo

102

( )
( )
~ti
~ti
v
.
t
.
U
//RS1
//RS
U
U
K
τ
τ
+

== (2-177)
vì r
i
>> R
t~
nên
~t
~t
U
Sh1
S
Ρ
Κ
+
= (2-178)
H

s

khu
ế
ch
đạ
i K
u
ph

thu

c vào

độ
h


đẫ
n S c

a tranzito và t

i xoay chi

u c

a
t

ng. H

s

khu
ế
ch
đạ
i s

ti
ế
n t


i 1 khi t
ă
ng S và R
t
~. Vì v

y
đố
i v

i t

ng DC nên
dùng tranzito có
độ
h

d

n l

n.
Để
tìm
đượ
c các tham s

t
ươ
ng

đươ
ng c

a s
ơ

đồ
thay th
ế
, bi
ế
n
đổ
i công th

c
(2-177) sau khi thay vào nó S = µ/ ri và khai tri

n ta có :
~ti
~ti
~ri
Rr
Rr
//Rr
+
=

( )
~ti

~t
u
R
µ
1r
µ
.R
K
++
= (2.179)
Chia c

t

s

là m

u s

v
ế
ph

i c

a công th

c (2-179) cho 1+µ và thay K
u

= U
t
/U
v
,
ta có
( )
~ti
~t
vt
R
µ
1r
R
.U
µ
1
µ
U
+++
= (2-180)
D

a vào (2-180) ta v


đượ
c s
ơ


đồ
thay th
ế
c

a t

ng (h.2.73b).

m

ch ra c

a s
ơ

đồ

thay th
ế
có ngu

n
đ
i

n áp t
ươ
ng
đươ

ng
V
.U
µ
1
µ
+

v

i
đ
i

n tr

t
ươ
ng
đươ
ng r
i
/(1 + µ). M

ch vào c

a s
ơ

đồ

thay th
ế
(h.2.73b) g

m 3
ph

n t

gi

ng nhau nh
ư
s
ơ

đồ
thay th
ế
SC.
D

a vào s
ơ

đồ
hình 2.73b xác
đị
nh
đượ

c
đ
i

n tr

ra c

a t

ng DC.
S
1
µ
1
1
//RR
sr

+
= (2-181)
Đ
i

n tr

ra c

a t


ng DC nh

h
ơ
n t

ng SC, và vào kho

ng 100 ÷3000Ω.

đ
i

n áp gi

a c

c c

a và c

c ngu

n c

a tranzito trong s
ơ

đồ
l


p l

i c

c ngu

n b

ng
hi

u U
v
– U
r
, nên dòng
đ
i

n vào b

n thân c

a tranzito s

nh

h
ơ

n trong s
ơ

đồ
SC, và
độ
không

n
đị
nh nhi

t
độ
c

a
đ
i

n tr

kho

ng gi

a c

a và ngu


n nh

. Do
đ
ó cho
phép ta dùng R
1
, R
G
l

n. Vì v

y t

ng DC có
đ
i

n tr

vào R
v
l

n (t

i vài MΩ) h
ơ
n t


ng
SC.
Đ
i

n dung vào c

a t

ng DC s

nh

h
ơ
n c

a t

ng SC.

103

Đố
i v

i t

ng l


p l

i c

c ngu

n thì c

n thi
ế
t ph

i tính
đế
n thành ph

n dòng
đ
i

n
dùng vào m

ch c

a - máng và c

a - ngu


n c

a tranzito, c
ũ
ng nh
ư
thành ph

n dòng
đ
i

n dung l

p ráp

m

ch vào c

a t

ng. Vì
đ
i

n áp c

c máng không
đổ

i, thành ph

n
dòng
đ
i

n dung C
GD
và C
1

đượ
c xác
đị
nh b

ng
đ
i

n áp vào U
v
. Thành ph

n dòng
đ
i

n

đ
i

n dung C
GS
ph

thu

c vào
đ
i

n áp.
Ů
GS
=
Ů
v
– U
t
=(1 – K
u
)
Ů
v

Dòng vào t

ng là

I
cv
= jωU
v
[C
GD
+ C
GS
( 1-K
u
) + C
L
]
t


đ
ó
C
v
= C
GD
+ C
GS
(1 – K
u
) + C
L
(2-182)
So sánh (2-182) v


i (2-173) th

y
đ
i

n dung vào c

a t

ng DC nh

h
ơ
n trong s
ơ

đồ

SC T

(2-182) trong t

ng DC n
ế
u K
u
≈1 thì


nh h
ưở
ng c

a
đ
i

n dung C
GS

đế
n
đ
i

n
dung vào s

gi

m.
2.3.4. Ghép giữa các tầng khuếch đại
M

t b

khu
ế
ch

đạ
i th
ườ
ng g

m nhi

u t

ng m

c n

i ti
ế
p nhau nh
ư
hình 2:74 (vì
th

c t
ế
m

t t

ng khu
ế
ch
đạ

i không
đả
m b

o
đủ
h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

n thi
ế
t),


đ
ây tín
hi

u ra c

a t

ng

đầ
u hay t

ng trung gian b

t kì s

là tín hi

u vào cho t

ng sau nó và
t

i c

a m

t t

ng là
đ
i

n tr

vào c

a t


ng sau nó.
Đ
i

n tr

vào và ra c

a b

khu
ế
ch
đạ
i
s


đượ
c tính theo t

ng
đầ
u và t

ng cu

i.

Hình 2.74: Sơ đồ khối bộ khuếch đại nhiều tầng

Theo h

th

c (2.104), h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b

khu
ế
ch
đạ
i nhi

u t

ng b

ng tích
h

s


khu
ế
ch
đạ
i c

a m

i t

ng (tính theo
đơ
n v

s

l

n) hay b

ng t

ng c

a chúng (tính
theo
đơ
n v


dB)
uNu2u1
vN
rN
v2
r2
n
rl
n
t
u
K.KK
U
U

U
U
.
E
U
E
U
K ===
K
u
(dB) = K
u1
(dB)+…+K
uN
(dB) 2-138)


Vi

c ghép gi

a các t

ng có th

dùng t


đ
i

n, bi
ế
n áp hay ghép tr

c ti
ế
p.


104

Hình 2.75: Sơ đồ bộ khuếch đại nhiều tầng ghép điện dung

105


a- Ghép tầng b

ng điện dung
B

khu
ế
ch
đạ
i nhi

u t

ng ghép
đ
i

n dung v

trên hình 2.75. Các
đ
i

u
đ
ã phân
tích trong 2.3.2
đ
úng cho m


t t

ng trung gian b

t kì n
ế
u thay R
t
cho R
v
. S

t

ng trong
b

khu
ế
ch
đạ
i nhi

u t

ng xác
đị
nh theo công th

(2-183) xu


t phát t

h

s

khu
ế
ch
đạ
i yêu c

u vi

c tính toán các t

ng (ch

n và
đả
m b

o ch
ế

độ
làm vi

c t

ĩ
nh, tính toán
ch
ế

độ
xoay chi

u) ph

i theo th

t

t

t

ng cu

i cùng v

t

ng
đầ
u tiên.
Tr
ướ
c h

ế
t ta tính t

ng cu

i cùng. T

ng này ph

i
đả
m b

o
đư
a ra t

i R
t
công su

t
tín hi

u yêu c

u. D

a và h


s

khu
ế
ch
đạ
i t

ng cu

i, ng
ườ
i ta xác
đị
nh các tham s


tín hi

u vào c

a nó. Và
đ
ó chính là s

li

u ban
đầ
u

để
tính t

ng tr
ướ
c cu

i, và
v.v cho t

i t

ng
đầ
u tiên (t

ng vào) c

a b

khu
ế
ch
đạ
i.
Đầ
u tiên ta tính

t


n s

trung bình f
o
b

qua

nh h
ưở
ng c

a t


đ
i

n trong b


khu
ế
ch
đạ
i và không tính
đế
n s

ph


thu

c c

a các tham s

tranzito vào t

n s

. Trong
tr
ườ
ng h

p c

n thi
ế
t ph

i chú ý
đế
n
đặ
c tính c

a tranzito và


nh h
ưở
ng c

a t



biên
t

n c

a tín hi

u c

n khu
ế
ch
đạ
i,
đ
i

u này s

làm cho
đ
i


n áp
đầ
u ra b

khu
ế
ch
đạ
i
thay
đổ
i c

biên
độ
l

n pha khí t

n s

tín hi

u vào thay
đổ
i.

mi


n t

n s

th

p, khi t

i
thu

n tr

thì nh

ng s

ph

thu

c k

trên là do t


đ
i

n trong s

ơ

đồ
quy
ế
t
đị
nh, còn


mi

n t

n s

cao thì ch

y
ế
u là do các tham s

c

a tranzito quy
ế
t
đị
nh. Trong th


c t
ế
,
th
ườ
ng ng
ườ
i ta có th

nghiên c

u

nh h
ưở
ng c

a các y
ế
u t

trên m

t cách
độ
c l

p



hai mi

n t

n s

th

p và cao.
D
ướ
i
đ
ây ta xét
đặ
c
đ
i

m công tác c

a b

khu
ế
ch
đạ
i

mi


n t

n th

p.
Trong 2.3.2. khi tính h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a t

ng
đơ
n
đ
ã gi

thi
ế
t
đ
i


n tr

xoay
chi

u c

a t

b

ng không. Nh

ng gi

thi
ế
t nh
ư
v

y ch


đ
úng

d

i t


n trung bình. Khi
t

n s

gi

m thì
độ

đẫ
n
đ
i

n c

a t

ghép t

ng C
p
s

gi

m. Do
đ

ó h

áp trên t

nên
đ
i

n
áp t

ngu

n tín hi

u
đặ
t vào t

ng
đầ
u tiên hay
đ
i

n áp ra t

ng tr
ướ
c

đặ
t vào t

ng sau
s

b

gi

m. H

áp

trên t

s

làm gi

m biên
độ
tín hi

u


đầ
u ra m


i t

ng và c

a c


b

khu
ế
ch
đạ
i nói chung t

c là làm gi

m h

s

khu
ế
ch
đạ
i

mi

n t


n th

p (h.2.76a).

nh h
ưở
ng c

a t

C
p
th

hi

n r

t rõ ràng trong b

khu
ế
ch
đạ
i ghép
đ
i

n dung



ch

h

s

khu
ế
ch
đạ
i K
u
→0 khi khi f → 0. Nh
ư
v

y là tr

s

c

a t

C
p



nh h
ưở
ng
đế
n h

s

khu
ế
ch
đạ
i

mi

n t

n th

p.
T


đ
i

n C
E
c

ũ
ng

nh h
ưở
ng
đế
n h

s

khu
ế
ch
đạ
i

mi

n t

n th

p. Vì khi gi

m
t

n s


s

làm gi

m tác d

ng m

c r

c

a t


đố
i v

i
đ
i

n tr

R
E
và do
đ
ó làm t
ă

ng m

c
độ
h

i ti
ế
p âm dòng xoay chi

u trên R
E
và do
đ
ó làm gi

m h

s

khu
ế
ch
đạ
i.
Vi

c gi

m mô

đ
un h

s

khu
ế
ch
đạ
i

mi

n t

n s

th

p K
t

đượ
c
đặ
c tr
ư
ng b

ng

h

s

méo t

n s

th

p c

a b

khu
ế
ch
đạ
i
M
t
= K
o
/K
t
đ
ó chính là tính h

s


méo t

n s

c

a m

i t

trong b

khu
ế
ch
đạ
i
M
t
= M
t1
.M
t2
M
tn
(2-184)
H

s


méo t

n s

c

a t

tính theo
2
tt
t
ω
1
1M








+=
τ
(2-185)

×