Bài giảng mạch điện tử : ÐÁP ỨNG TẦN SỐ CỦA BJT VÀ FET part 3 pps

Ở vùng tần số cao, các điện dung lớn (tụ liên lạc, tụ phân dòng), được xem như nối tắt
và không ảnh hưởng đến các thông số của mạch. Ðiện dung ảnh hưởng quan trọng đến hoạt động của
mạch là các điện dung liên cực bên trong linh kiện và điện dung tạo bởi dây nối bên ngoài linh kiện.
Xem một mạch khuếch đại đảo (dịch pha 180
0
giữa ngõ vào và ngõ ra). Ðiện dung ở
ngõ vào và ngõ ra sẽ gia tăng bởi tác dụng của điện dung liên cực giữa ngõ ra và ngõ vào của linh
kiện và nó sẽ làm thay đổi độ khuếch đại của mạch. Trong mô hình 5.22, điện dung “hồi tiếp” này
được định nghĩa là C
f
. Áp dụng định luật Kirchoff về dòng điện ta có:
i
i
=i
1
+i
2

Từ phương trình này ta vẽ lại mạch tương đương như hình 5.23. Các tụ liên cực ở ngõ
vào của mạch điện được xem như mắc song song với C
M
. Tổng quát, điện dung ngõ vào hiệu ứng
Miller được định nghĩa bởi:
C
Mi
= (1-A
V
)C
f
(5.23)
Như vậy ở tần số cao, độ lợi điện thế A

V
là một hàm số theo C
Mi
. Vì độ lợi ở tần số
giữa là cực đại nên ta có thể dùng độ lợi tối đa này để xác định C
Mi
trong công thức (5.23).
Hiệu ứng Miller cũng làm gia tăng điện dung ở ngõ ra, chúng phải được để ý đến khi
xác định tần số ngắt cao.





5.7 ÐÁP ỨNG TẦN SỐ CAO CỦA MẠCH KHUẾCH ÐẠI DÙNG BJT:

5.7.1 Các thông số của hệ thống.
5.7.2 Sự biến thiên của hfc hay () theo tần số.


Ở vùng tần số cao, có 2 vấn đề xác định điểm -3dB: điện dung của hệ thống (ký sinh và liên cực) và
sự phụ thuộc vào tần số của hfe hay .
5.7.1 Các thông số của hệ thống:
Ta xem mạch khuếch đại dùng BJT ở tần số cao như hình 5.25


C
be
, C
bc

, C
ce
là các tụ liên cực của BJT do chế tạo. C
wi
, C
w0
là các tụ ký sinh do hệ
thống dây nối, mạch in ở ngõ vào và ngõ ra của BJT. Như vậy, mạch tương đương xoay chiều ở tần
số cao có thể được vẽ lại như hình 5.26.


Trong đó: C
i
= C
wi
+ C
be
+ C
Mi

C
0
= C
w0
+ C
ce
+ C
M0

Chú ý sự vắng mặt của C

S
, C
C
, C
E
vì ở vùng tần số cao các tụ này xem như nối tắt.
Thông thường Cbe và Cce nhỏ nhất. Trong các sách tra cứu, nhà sản xuất thường chỉ cho biết C
be
,
C
bc
mà bỏ qua C
ce
.
Dùng định lý Thevenin biến đổi mạch ngõ vào và ngõ ra, ta được:



Với: R
th1
= R
S
//R
1
//R
2
//R
i

Tần số giảm 3dB do tác dụng của C

i
là:

Trong đó: C
i
= C
wi
+ C
be
+ C
Mi

C
i
= C
wi
+ C
be
+ (1-A
V
)C
bc

Ở tần số rất cao, ảnh hưởng của C
i
là làm giảm tổng trở vào của hệ thống, giảm biên độ
tín hiệu đưa vào hệ thống (giảm dòng i
b
) và do đó làm giảm độ lợi của mạch.
Ở ngõ ra với: R

th2
= R
c
//R
L
//r
0



Ở tần số rất cao, dung kháng của C
0
giảm nên làm giảm tổng trở ra của hệ thống và kết
quả là v
0
bị giảm và v
0
sẽ tiến dần về 0 khi X
C0
càng nhỏ.
Tần số cắt cao của mạch được xác định là tần số cắt thấp trong 2 tần số cắt f
Hi
và f
H0
.
Ngoài ra vì hfe (hay ) cũng giảm khi tần số tăng nên cũng phải được xem là một yếu
tố để xác định tần số cắt cao của mạch ngoài f
Hi
và f
H0

.
5.7.2 Sự biến thiên của h
fe
(hay ) theo tần số:
Ta chấp nhận sự biến thiên của hfe (hay ) theo tần số bằng hệ
thức:



ngườI ta thường dùng mạch tương đương của BJT theo thông số hỗn tạp (lai ) ở tần số cao.




Nếu sách tra cứu cho f

thì ta có thể suy ra f

từ công thức liên hệ:
f

= f

(1-)
Tích số độ lợi-băng tần được định nghĩa cho BJT bởi điều kiện:


f
T
 h

fe(mid)
.f

(5.30)
Chú ý là f

 B
W
= băng tần; nên f
T
chính là tích độ lợi băng tần.