Giới thiệu vi mạch khuếch đại thuật toán MC1776

Chương 1: Giới thiệu vi mạch khuếch đại thuật toán MC1776
MC1776 là bộ khuếch đại thuật toán có công suất tiêu thụ ít và trở kháng lối
vào cao. Ngoài ra, các dòng tĩnh bên trong vi mạch còn có thể được chương trình hoá
bằng cách thay đổi giá trị điện trở ngoài hay nguồn dòng cung cấp cho chân Iset ( Pin
8). Điều này cho phép tối ưu hoá công suất tiêu thụ và dòng vào với điện áp cung cấp
biến thiên trong phạm vi rộng. Chính vì vậy mà MC1776 là một bộ khuếch đại cực kỳ
linh hoạt và được sử dụng nhiều trong thực tế, đặc biệt là trong các ứng dụng tương tự
tiêu thụ công suất thấp.
1.1 Hình dạng và sơ đồ chân của vi mạch MC1776
- MC1776 là IC có 8 chân :
+ Chân 2,3 là các lối vào trừ và cộng của vi mạch
+ Chân 6 là lối ra của vi mạch
+ Chân 7 là nguồn +V
CC

+ Chân 4 là nguồn -V
EE

+ Chân 8 là chân điều chỉnh Iset
+Chân 1,5 điều chỉnh thế Offset.
1.2 Đặc tính kỹ thuật.
- Phạm vi điện áp cung cấp từ ±1.2 V đến ± 18V
- Không yêu cầu bù tần số
- Bảo vệ ngắn mạch
- Phạm vi lập trình rộng
1
- Khả năng điều chỉnh thế Offset
- Dòng thiên áp lối vào thấp
1.2.1 Cách lập trình cho điện trở R
Set
2

1.2.2 Các giá trị danh định cực đại
Rating Symbol Value Unit
Điện áp cung cấp V
CC
V
EE
+18
-18
Vdc
Điện áp vi sai lối vào V
ID
±30
Vdc
Điện áp vào chế độ chung V
ICM
Vdc
V
CC
và |V
EE
| <15 V V
CC
, V
EE
V
CC
và |V
EE
| ≥15 V ±15
Offset Null tới điện áp V

EE
±0.5 Vdc
Dòng lập trình Iset 500 µA
Điện áp lập trình Vset (Vcc-2.0 V) Vdc
Khoảng thời gian ngắn mạch lối ra T
SC
Indefinite Sec
Khoảng nhiệt độ hoạt động T
A
0 đến 70
0
C
Khoảng nhiệt độ bảo quản T
stg
-65 đến +150
0
C
Nhiệt độ tiếp giáp T
J
150
0
C
Chương 2: Nguyên lý hoạt động
3
2.1 Sơ đồ nguyên lý
2.2 Sơ đồ rút gọn
Nguyên lý hoạt động
Theo sơ đồ rút gọn ta thấy vi mạch gồm có 3 tầng khuyếch đại chính :
4
Tầng 1: Tầng khuyếch đại thứ nhất mắc theo kiểu Kaskode chồng tầng với hai

lối vào là transistor npn (Q2, Q3) mắc theo kiểu C chung có hệ số khuyếch đại dòng
cao, điện trở lối vào lớn. Hai transistor này được nuôi bởi nguồn dòng không đổi Q1.
Hai transistor pnp (Q4, Q5) mắc theo kiểu B chung có hệ số khuyếch đại dòng thấp và
được phân cực bởi hai nguồn dòng không đổi là Q8, Q9. Hai điện trở gánh là hai
nguồn dòng không đổi Q6, Q7 và hai điện trở R
1
=R
2
=10K
Ω
. Như vậy tầng một hoạt
động như tầng khuếch đại vi sai được nuôi bởi nguồng dòng Q1 và hai điện trở gánh là
(Q6+R1) và (Q7+R2).
Tầng 2: Là tầng đệm bao gồm hai tầng là Q13 được mắc theo kiểu C chung
với trở tải động là Q14, tạo ra trở kháng vào lớn nhằm để phối hợp trỏ kháng và Q20
mắc theo kiểu E chung với trở tải động là Q17, nhằm tạo ra tín hiệu đảo pha hồi tiếp
âm qua tụ C1= 30pF. Q18 và Q19 tạo thành mạch dịch mức điện áp 1,2V cho 2 Bazơ
Q21 và Q24 để lối ra hoàn toàn tuyến tính.
Tầng 3: Tầng khuyếch đại công suất lối ra gồm các tranzitor Q21, Q24. Q21
và Q24 là hai tranzitor có độ dẫn khác nhau npn và pnp được mắc theo kiểu sơ đồ kéo
đẩy. Nửa chu kỳ dương Q21 dẫn, Q24 ngắt và ngược lại. Cách mắc này thường dùng
để khuếch đại công suất. Thực chất, khuếch đại kéo đẩy cũng là sơ đồ mắ theo kiểu C
chung, nhưng thực hiện với hai tranzitor có độ dẫn khác nhau. Thật vậy, từ sơ đồ ta
thấy Q21 được đấu theo sơ đồ colector chung với tranzitor Q24 đóng vai trò trở tải
động của nó, mặt khác Q24 cũng được mắc theo sơ đồ colector chung với tranzitor
5
Q21 đóng vai trò trở tải động của nó. Hai tranzitor Q22 và Q23 được mắc dùng để bảo
vệ Q21 và Q24. Thật vậy, khi đầu ra nối V
EE
thì lập tức làm Q22 thông mạch và bảo vệ

được Q21. Nếu đầu ra nối với V
CC
thì lập tức Q23 thông và bảo vệ cho Q24 khỏi bị
dòng quá lớn dẫn đến hỏng.
Chương 3: Một số ứng dụng
3.1 Mạch cộng tín hiệu
6
Kết quả mô phỏng :
Lối vào Vin1
Lối vào Vin2
Lối ra out
7
3.2 Mạch trừ tín hiệu
Lối vào cộng :
Lối vào trừ :
8
Lối ra :
Nếu đặt RF = RP = 1k, tức là hệ số khuếch đại RF/RI = 1 thì ta thu được tín
hiệu lối ra như hình dưới đây.
3.3 Mạch vi phân tín hiệu
9
Lối vào :
Lối ra :
3.5 Khuếch đại với trở kháng vào cao
10
Lối vào cộng :
Lối vào trừ :
11
Lối ra :
12