kỹ thuật điện tử tương tự

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
CHƯƠNG 1. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ
CHƯƠNG 2. HỒI TIẾP
CHƯƠNG 3. MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
CHƯƠNG 4. MẠCH KHUẾCH ĐẠI DC
CHƯƠNG 5. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN
CHƯƠNG 6. MẠCH DAO ĐỘNG
CHƯƠNG 7. MẠCH LỌC
CHƯƠNG 1. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ
§1. Khái niệm chung
1.1. Khái niệm “khuếch đại”

Khuếch đại là gì?
-”Làm cho lớn lên”?
- Sử dụng năng lượng nhỏ điều khiển năng lượng khác lớn hơn gấp
nhiều lần.
- Các linh kiện điện tử có khả năng khuếch đại: Transistor lưỡng cực
BJT, Transistor trường FET,…
- Mạch khuếch đại điện tử: tín hiệu đầu ra lớn gấp K lần tín hiệu đầu
vào, trong đó K được gọi là hệ số khuếch đại
- Trong đó: s
o
: là tín hiệu đầu ra (điện áp/dòng điện/công suất)
s
i
: là tín hiệu đầu vào (điện áp/dòng điện/công suất)
i
o
s
s
K

=

Đặc tính biên độ của bộ khuếch đại: là mối quan hệ giữa tín hiệu đầu ra và
tín hiệu đầu vào (điện áp/dòng điện) của bộ khuếch đại tại một tần số xác
định.

Đặc tính tần số của bộ khuếch đại: biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số
khuếch đại vào tần số

Méo phi tuyến: sự thay đổi dạng của tín hiệu ra so với tín hiệu vào do tính
phi tuyến của các phần tử của mạch gây nên.
s
i
s
o
f
1.2. Hệ số khuếch đại theo đơn vị Decibel

Hệ số khuếch đại công suất Decibel

Hệ số khuếch đại điện áp Decibel
i
o
pp
P
P
KdBK lg10lg10)(
==
i
o

uu
u
u
KdBK lg20lg20)( ==
CHƯƠNG 2. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ
§1. Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ của Transistor lưỡng cực
1.1. Một số khái niệm:

Đường tải tĩnh: là mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp đầu ra khi Transistor
được mắc trong một mạch cụ thế (khi có tải).

Điểm công tác tĩnh : nằm trên đường tải tĩnh xác định cường độ dòng điện và điện áp
đầu ra khi không có tín hiệu xoay chiều đặt vào, là giao điểm của đường tải tĩnh và đặc
tuyến ra ứng với giá trị .
Đường tải tĩnh được vẽ trên cùng hệ trục tọa độ với đặc tuyến ra.
constI
B
=

I
C
(mA)
U
CE
(V)
I
B0
I
B1
I

BQ
Q
I
Cmax
V
CC
Đường tải tĩnh
Đường tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh
1.2. Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ của Transistor
rb: điện trở liên kết Ohmic giữa điện cực B và miền Base trung hòa
re: điện trở vi phân của tiếp giáp Emitter
B
E
C
B '
i e
i b
ic
re
rb
Sơ đồ tương đương của BJT trong chế độ tín hiệu nhỏ tần số thấp











−⋅= 1eIi
T
BE
U.n
u
EbhE
EQ
T
EQEbh
T
Q
E
BE
e
I
Un
II
Un
i
u
r
⋅
≈
+
⋅
=
∂
∂
=

boc
ii
⋅β=
(βo: hệ số khuếch đại dòng điện trong chế độ động).
( )
boe
i1i ⋅β+=
( )
[ ]
bbebeobeebbbe
irir1rririu
⋅=⋅⋅β++=⋅+⋅=
( )
eobbe
r1rr ⋅β++=
E
C
i b
B
ic
rbe
§2. Tầng khuếch đại CE (Common Emitter)
1.1. Sơ đồ nguyên lý và tác dụng linh kiện

C
1
và C
2
: tụ ghép tầng


C
E
: Tụ rẽ nhánh

R
1
và R
2
: Cầu phân áp

R
E
: Phần tử hồi tiếp âm, ổn định nhiệt cho mạch

R
L
: Tải
Sơ đồ nguyên lý tầng khuếch đại CE
2
+ V
R
1
R
R
C C
R
1
C
Q
v

S
C
E
2
C
1
R
L
~
C
E
R
s
Sơ đồ tương đương chế độ tĩnh tầng CE
E
Q
C
2
R
R
E
B
I
R
1
C
1
R
I
I

C C
+ V
Sơ đồ tương đương chế độ động tầng CE
L
R
v
R
S
b e
s
i
R
R
r
~
2
c
R
C
~
1
c
u
i
C
~
i
b
i
u

b e
i
i
R
R
R
~
R
B
o
i
s
r
i
o
L
c
S
v
•
Trở kháng vào:
•
Trở kháng ra (RL=∞; vs=0):
•
Trong đó Z
L
là trở kháng bên trái R
C
Vậy: nên
Do đó:

be
B
i
i
rR
i
u
Z
i
//
==
i B
i
b e
r
Z
u
i
R
i
LC
o
o
O
ZR
i
u
Z //==
R

L
Z
C
u
o
Z
o
b
i
,
0
R
i
r
RR s
C
B
B
o
E
i
c
b
o
i
u
i
C
b e
i

bbi
iii '+=
be
be
B
be
S
eb
r
u
R
u
R
u
+=
0
=++
be
be
B
be
S
be
r
u
R
u
R
u
0=

be
u
0==
be
be
b
r
u
i
0.
0
==
bc
ii
β
∞==
c
o
L
i
u
Z
CO
RZ =
•
Hệ số khuếch đại điện áp:
i
o
u
u

u
K
=
( ) ( )
LCboLCco
RRiRRiu //// ⋅⋅−=⋅−=
β
bebi
riu
⋅=
be
LC
ou
r
R//R
K
β−=
( )
eoeobbe
r.r.1rr β≈β++=
e
Lc
u
r
R//R
K
−=
L
Lc
o

L
beB
be
Lc
o
L
i
u
i
i
L
o
i
o
i
R
R//R
R
r//R
r
R//R
R
Z
K
Z
u
R
u
i
i

K
⋅β−≈⋅β−=⋅===
iuP
KKK
⋅=
§3. Tầng khuếch đại CB (Common Base)
1. Sơ đồ nguyên lý
- V
B
R
C
I
Q 1
I
2
1
E
E
C C
R
C
R
I
R
c
o
s
R
v
~

b
R
u
i
e
u
i
i
E
R
i
S
i
L
o
C
R
i
~
i
r
b e
Sơ đồ tương đương tĩnh
Sơ đồ tương đương động
R E
R 1
C 1
0
R C
R s

R L
R 2
C 3
Q 1
C 2
v s
- V C C
b
r
u
i
o
i
o
i
e
S
E
b e
R
Z
R
0
R
c
C
RbeEi
ZrRZ ////=
e
o

be
bo
eb
c
eb
R
r
r
i
u
i
u
Z
≈=
⋅
==
ββ
b
r
i
i
R
ii
Z
e
E
b e
i
u
i

0
R
c
E
B
C
eebeEi
rr//r//RZ ≈=
LCo
ZRZ //=
c
o
L
i
u
Z −=
bebESeeb
riRRiu .)//.( =−=
u
o
o
L
R
Z
Z
0
C
0.)//.(
=+
bebESe

riRRi
( )
0]//)1[(
=+⋅+
beESob
rRRi
β
0
=
b
i
CLCo
RZRZ
==
//
∞=−=
c
o
L
i
u
Z
Hệ số khuếch đại điện áp:
Hệ số khuếch đại dòng điện
Hệ số khuếch đại công suất
§4. Tầng khuếch đại CC (Common Collector)