Điện tử cơ bản - Chương 3 pps

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 15 -
CHƯƠNG3 : CÁC MẠCH KHUYẾCH ĐẠI.
Các chỉ tiêu cơ bản của mạch khuyếch đại.
a) Đònh nghóa: khuyếch đại là quá trình biến đổi một điện lư ợng (dòng
điện hoặc điện áp) tư ø biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không thay đổi
hình dạng của nó. Khuyếch đại có 2 dạng, tùy theo tín hiệu mà phân ra
khuyếch đại 1 chiều và khuyếch đại xoay chiều.
Khuyếch đại âm tần( tần sốthấp), và khuyếch đại cao tần (tần số cao).
b) Đại lư ợng đặt trư ng :
- Điện áp Av = Vout/ Vin ; A: amplefile
- dòng điện Ai = I out/ I in ; Hệ số khuyếch đại dòng điện.
- Công suất: Ap = Vo.Io/ Vi.Ii ; hệ số khuyếch đa ïi công suất.
Hệ số khuyếch đại thay đổi theo tần số của tín hiệu
Đáp tuyến tần số.
Đối với bộ khuyếch đại lý tư ởng tín hiệu vào là hình sin thì tín hiệu ra
là hình sin, tuy nhiên trong thư ïc tế Vvào = Sin -> tín hiệu ra không
hòan toàn hình sin, ta gọi là méo phổ tuyến.
I. Các khái niệm cơ bản về một tầng khuyếch đại.
Xét mạch khuyếch đại EC, như đã biết để BJT có khả năng khuyếch
đại tín hiệu JE và Jc phải phân cư ïc thuận.
AVf
AVo
AV(dB)
Lg f
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 16 -
0
Rc
RB
E1

E 2
Vs
C1
RB
Tín hiệu vào IB và VBE -> đặt tuyến vào.
Tín hiệu vào IC và VCE -> đặt tuyến ra.
Theo đònh luật Ohm … (?) 1 ta đư ợc:
E1 = IBRB + VBE
=>IB = - VBE + E1
RB RB
đây là phư ơng trình bậc 1 nên có dạng đư ờng thẳng .
 Dòng IB và ICE liên hệ nhau theo đặt tuyến vào tónh của BJT -> vẽ nên
đư ờng số 1
mặt khác : theo đònh luật Ohm như trên ta có phư ơng trình đư ờng thẳng vào =>
… (?) tónh Q ngõ vào.
Tư ơng tư ï Ic và Vci vẽ nên đặt tuyến ngõ ra(2) của BJT(bài trư ớc).
E1/RB
VBEQ
VBE
IB
VCE = VCEQ
Q
E1
IBQ
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 17 -
Mặt khác, theo đònh luật Ohm
E2 = Ic Rc + VcE
=> Ic = - 1 VcE + E2
Rc Rc

Đư ờng tải có độ dốc là:
tg = -1 (vào)
RB
tg = -1 (ra)
Rc
II. Đường tải xoay chiều:
Dạng sóng xoay chiều đư ợc tổng hợp tư ø 2 thành phần một chiều và tín hiệu.
Khi có nguồn điện áp xoay chiều Vs tác động, mỗi cặp giá trò tư ơng ư ùng ec (f)
và VcE(t) trên ngõ ra sẽ xác đònh đặt tuyến làm việc động. Khi Vs thay đổi ,
điểm này xê dòch và vạch nên 1 q đạo gọi là đư ờng tải xoay chiều.
Gọi R là điện trở tải đối với tín hiệu xoay chiều mạch ra.
R = VcE
IcE
vậy độ dốc đư ờng tải xoa y chiều là:
tg = -1
R
Đư ờng tải tónh là tìn hiệu đặt biệt của tải động khi Vs =0
VCEQ
Ic(mA)
E2/Rc
E2
ICQ
Q1
Q2
Q
VCE(v)
IB2
IB
IB1
t

Ic
t
ICQ
Ic
t
ICQ
Ic
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 18 -
* Vậy đư ờng tải đông là đư ờng thẳng đi qua điểm làm việc Q và có độ dốc xác
đònh tg = -1
R
 : làgóc hợp bởi đư ờng tải xoay chiều với trục hoành
III. Các chế độ làm việc của phần tử khuyếch đại
IV. Các chế độ họat động của Transistor
1. Chế độ A(lớp A)
Là chế độ mà điểm làm việc nằm giư õa đoạn MN trên đư ờng tải xoay
chiều.
M = đư ờng tải xoay chiều X đặc tuyến ra ư ùng với dòng cư ïc đại.
N = đư ờng tải xoay chiều X đặc tuyến ra dòng cư ïc tiểu.
* Đặt điểm :
Khuyếch đại trung thư ïc, ít méo phi tuyến.
Dòng và áp tónh luôn > 0 nên ta àng khuyếch đại tiêu hao 1 năng lư ợng
đáng kể-> hiệu suất thấp, thư ờng  max = 25%
Chế độ A thư ờng khuyếch đại tín hiệu nhỏ.
2. Chế độ B(lớp B)
là chế độ mà điểm làm việc vò trí N (hình vẽ)
vì I CQ = 0 => ít tiêu hao -> hiệu suất cao.
 max = 78,5%
=> Thư ờng dùng để khuyếch đại công suất, gọi là mạch đẩy kéo.

Icmin
Ic(mA
)
Icmax
VCE
Q
ICQ
N
M
Q
VCE(v)
icmax
iB= iBQ
icmin
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 19 -
3. Chế độ khoá( chế độ D)
Là chế độ mà điểm làm việc hoặc chư ùa N hoặc là trên điểm M => hoạt
đông với tín hiệu xung.
V. Các mạch phân cực BJT
a. Phân cư ïc kiểu đònh dòng Base(I B), không có RE
0
Vs
Vcc
C2
C1
RB
Rs
Rc
Vcc = IBRB + VBE

=> IB = Vcc- VcE
RB
Vcc = Vce + IcRc
=>Ic = -1 VcE + Vcc
Rc Rc
Ic  IB
Ví dụ: cho mạch điện như hình vẽtrên
Vcc = 6V; Rc = 3K ; Rb = 530K ; BJT loại NPN; V BE = 0.7V,  = 100.
Xác đònh điểm làm việc tónh Q.
IBQ = Vcc – VBE = 6 – 0.7 = 0.01mA
RB 530
ICQ =  IB = 100.0.01 = 1 mA
VCE Q = Vcc – IcRc = 6 -1.3 = 3V
=> Q (3,1).
b. Phân cư ïc kiểu đònh dòng IB có RE
Vcc = IBRB + VBE + IERE
IE = IB + IC = (+ 1)IB
=> IB = Vcc – VBE
RB + (+ 1)RE
Ic(mA)
E2/Rc
E2
ICQ
Q1
Q2
Q
VCE(v)
IB2
IB
IB1

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 20 -
VCE = Vcc – Ic.Rc – IE.RE  Vcc – Ic (Rc + RE)
Ví dụ: cho mạch khuyếch đại như hình vẽ:
0
Vs
RcRB
Rs
C1
C2
VccRL
REC3
Vcc= 9V ,  = 509 . Xác đònh R biết rằng trạng thái tónh.
Ic = 1mA , VcE = 5V
Giải:
Để ổn đònh điểm làm việc theo nhiệt độ chọn Rc theo điều kiện:
VE = IE . RE = (1/5 * 1/10)Vcc
Chọn VE = 1V
RE = VE = 1V = 1K
IE 1mA
IB = Ic = 1 = 0.02 mA
 50
VBE = 0.7 V
VB = VE + VBE = 1+0.7 =1.7 V
RB = Vcc – VB = 9 -1.7 = 365 K
IB 0.02
Rc = Vcc – VcE – VE = 9 – 5 -1 = 3 K
Ic 1
Bài tập về nhà:
1.Cho mạch điện như hình vẽ sau, cho RE cụ thể => tính RB , Rc.

2. Cho đầy đủ, tìm điểm làm việc Q.
c. Phân cư ïc kiểu phân áp.
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 21 -
0
Vs
RcRB1
Rs
C1
C2
VccRL
RE
RB2
0
RBB
Rc
Vcc
EBB
RE
p dụng đònh lý Thevermin ta đư ợc:
RBB = RB1 . RB2
RB1+ RB2
EBB = Vcc RB2
RB1+RB2
=> IB = EBB – VBE
RBB + (+ 1)RE
=> Ic = IB =  EBB – VBE
RBB + (+ 1)RE
VcE = Vcc – Ic(Rc - RE)
hay Ic = -1 VcE + Vcc

Rc+RE Rc + R E
VCE(v)
Ic(mA)
Vc
c
ICQ
Q1
Q2
Q
IB2
IB
IB1
Vcc
RC+RE
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 22 -
0
Vs
RcRB1
Rs
C1
C2
VccRL
RE
RB2
d) Phân cư ïc hồi lớp nhờ Colector
0
RB
Rc
Vcc

C1
Rs
Vs
C2
VBE = VCE – IBRB = VCE – (IB + IC )RC – IBRB
IB = Vcc - VBE = Vcc
RB + (+ 1)Rc RB + (+ 1)Rc
Ic = IB
VCI = Vcc – IE Rc
hay VcE = IBRB + VBE = IBRB
Bài tập
0
R1
R3
Vcc
C1
Rs
Vs
C2
R2
Bài tập 2 :
Cho mạch phân áp như h ình vẽ:
 = 100, IcE = 0 , Vcc = 15V, RB1 =
32K , RB2 = 6.8K , RE = 1.5K , Rc =
3K
Xác đònh điểm làm việc tónh và vẽ đẵt
tuyến ra .
R1 = 220K, R2 = 300,
R3 = 1.5K,  = 50, Vcc =
12V

Xác đònh điểm làm việc
tónh Q.
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 23 -
VI. Phân cực cho JFET
a) Phân cư ïc JFET kiểu tư ï cấp các JFET thư ờng đư ợc tư ï phân cư ïc nhờ Rs
(giư õa nguồn và đất ) làm phân cư ïc nghòch chuyển tiếp P -N giư õa cư ïc và
kênh dẫn.
0
Rs RL
Vs
Vcc
RG
C2
C1
RD
RS
2
3
1
cs
b) Phân cư ïc kiểu phân áp.
0
Rs RL
Vs
Vcc
RG2
C2
C1
RG1 RD

RS
2
3
1
0
240k
2.2k
12Vdc
C1
Rs
Vs
C2
 Kiểu đònh dòng ib p hân cư ïc
a) tìm điểm phân cư ïc của mạch điện sau:
 = 50
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 24 -
0
430k
2k
20Vdc
C1
Rs
Vs
C2
1k
0
10k39k
Rs
C1

C2
22Vdc
RL
1.5k
3.3k
Vs
0
250k
4.7k
10Vdc
C1
Rs
Vs
C2
1.2k
Một số bài toán ngư ợc:
- Kiểu đònh dòng ib:
cho mạch như hình vẽ(hình), biết:
IcQ = 1 Icsat , Vc = 18V ,  = 110
I. 2
Icsat = 8mA
Xác đònh Rc , và RE , RB
b) Xác đònh điểm làm việc Q
IR ; IC ; VCE ; Vc ; VE ; VB ;
VBC
4. Phân cư ïc kiểu phân áp:
5. Hồi tiếp tư ø cư ïc C
Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng Bài giảng kỹ thuật điện tư û
- 25 -
Ic = Vcc - Vc = 2.5 K

IcQ
Icsat = Vcc = > Rc+RE = Vcc
Rc + RE Icsat
=> RE = 1K
IB = IcQ = Vcc – VBE
 RB + (+ 1)RE
=> RB = Vcc – VBE - (+ 1)RE = 639.8K
IBQ
chọn Rc = 2.4K , RE = 1K , RB = 620K
(Bài tập về nhà)
cho mạch như hình vẽ
0
RcR1
Rs
C1
C2
20Vdc
RL
RE
R2
Vs
Xác đònh R1 , R2 , RE , RC , biết ICQ
= 10mA ,
VCEQ = 8v .