bai giang dien tu tuong tu 4

CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.1 Định nghĩa - Phân loại
1. Định nghĩa

Khuếch đại công suất là tầng khuếch đại cuối cùng của bộ khuếch đại. Có tín hiệu vào lớn. Nó
có nhiệm vụ cho ra tải công suất lớn nhất có thể, với độ méo cho phép và đảm bảo hiệu suất cao.
Ví dụ: loa, cuộn lái tia…


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.1 Định nghĩa - Phân loại
2. Phân loại:
Tầng khuếch đại công suất có thế làm việc ở các chế độ A, B, AB và C tùy thuộc vào chế độ công tác của
transistor.


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.1 Định nghĩa - Phân loại
2. Phân loại:
- Chế độ A : Là chế độ khuếch đại cả tín hiệu hình sin vào. Chế độ này có hiệu suất thấp (với tải điện trở dưới 25%)
nhưng méo phi tuyến nhỏ nhất (Transistor hoạt động cả hai bán kỳ của tín hiệu ngõ vào).


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.1 Định nghĩa - Phân loại
2. Phân loại:
- Chế độ B : là chế độ khuếch đại nửa hình sin vào, đây là chế độ có hiệu suất lớn (η= 78%), tuy méo xuyên tâm lớn
nhưng có thể khắc phục bằng cách kết hợp với chế dộ AB và dùng hồi tiếp âm.


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất

4.1 Định nghĩa - Phân loại
2. Phân loại:
Chế dộ AB : Có tính chất chuyển tiếp giữa A và B. Nó có dòng tĩnh nhỏ để tham gia vào việc giảm méo lúc tín hiệu vào
có biên độ nhỏ.


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.1 Định nghĩa - Phân loại
2. Phân loại:
- Chế độ C : Khuếch đại tín hiệu ra bé hơn nửa hình sin, có hiệu suất khá cao (>78%) nhưng méo rất lớn.


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
2. Phân loại:


2. Phân loại:
U v(t)
180

0

0
360

t

Ur ở chế độ A

t

Ur ở chế độ B

t

Ur ở chế độ C

t

Ur ở chế độ AB

t


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.2 Khuếch đại công suất chế độ A
1. Tầng khuếch đại công suất dùng điện trở

+VCC
RB

RC

C1
Uv

T

Sơ đồ tầng KĐ công suất đơn chế độ A

CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
1. Tầng khuếch đại công suất dùng điện trở
Chế độ tĩnh vào:

IB

VCC − 0,7V
=
RB

Tương ứng dòng C

I C = βI B
Điện áp ra:

U CE = VCC − I C RC


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Chế độ tĩnh vào (khi có tín hiệu)


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.2 Khuếch đại công suất chế độ A
1. Tầng khuếch đại công suất dùng điện trở

+VCC
RB

Uv(t)

+

+
-

t

+
-

RC

C1

-

Uv

T

Sơ đồ tầng KĐ công suất đơn chế độ A


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Chế độ tĩnh vào (khi có tín hiệu)
IC

VCC/Rc

Tín hiêu vào

B

ICmax

IB3
Q2

ICQ
Dòng ra

IB2
IB1

ICmin
A

Vcc
Điện áp ra
Vmin

VCEQ Vmax

UCE


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Chế độ tĩnh vào (khi có tín hiệu)

IC

ICmax

Tín hiêu vào

VCC/Rc

ICQ

IB3

Q

IB2
IB1

Dòng ra

ICmin
Vcc
Vmin

VCQ

Vmax

Điện áp ra

UCE

CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Công suất cung cấp từ nguồn 1 chiều được định nghĩa:

PV ( DC ) = VCC . I CQ
Công suất ngõ ra lấy trên tải, trong trường hợp này là R c , được định nghĩa theo giá trị hiệu
dụng:

PR ( AC ) = U CE ( rms ) . I C ( rms ) = I

2
C ( rms )

RC =

Hiệu suất của mạch KĐCS định nghĩa:

η=

PR ( AC )
PV ( DC )

100%

U

2
CE ( rms )

RC


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Nếu tính theo điện thế đỉnh và dòng điện đỉnh:

PR ( AC )

U CE ( p ) I C ( p ) U CE ( p ) I C ( p )
=
.
=
2
2
2

Nếu tính theo điện thế và dòng điện đỉnh đối đỉnh

PR ( AC ) =

U CE ( p − p ) I C ( p − p )
8

PV ( DC ) max = VCC .

IC ( P−P )
2


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất

UCE thay đổi tối đa: U CE(p-p) max=V CC
Dòng I thay đổi tối đa: I C(p-p) max = V /R C
c
cc
Công suất ra tối đa:

VCC
VCC
2
VCC
RC
PR ( AC ) max =
=
8
8 RC


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Công suất cung cấp từ nguồn 1 chiều tối đa

PV ( DC )

2
CC

VCC
V
max = VCC .
=
RC

2 RC
2

Hiệu suất tối đa:
2
VCC
PR ( AC ) max
8 RC
η=
100% =
= 25%
2
VCC
PV ( DC ) max
2 RC


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
VD: tính PV(DC), PR(AC), Hiệu suất η, khi cho giá trị đỉnh IB(P) =10mA

+VCC=20V
RB=1K

RC=20Ω

C1
Uv

ß=25

T


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.2 Khuếch đại công suất chế độ A dùng biến áp
1. Tầng khuếch đại công suất đơn
+EC
RB

N1

N2

C1
Uv

T

Sơ đồ tầng KĐ công suất đơn chế độ A

Rt


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
4.2 Khuếch đại công suất chế độ A dùng biến áp
1. Tầng khuếch đại công suất đơn

N2
U2
I1

=
=
N1
U1
I2
⇒ P1 = P2

I1
I2

U1

U2
N1

N2


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Nếu biến áp thay đổi U và I thì điện trở cũng thay đổi

U1
'
= RL
I1

I1
I2

U2

= RL
I2
2

R’L=R1

 N1 
R
U1 I 2
 = a 2
=
.
= 
RL
I1 U 2  N 2 
'
L

U2

U1
N1

N2

RL=R2


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
’

Tính RL biết RL=8Ω và tỉ số vòng biến áp a=15/1


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
’
Tính tỉ số vòng biến áp RL =10kΩ, RL=16Ω


CHƯƠNG 4: Khuếch đại công suất
Đường thẳng lấy điện:
Nếu biến thế lý tưởng, nội trở bằng 0Ω. UCEQ=
VCC .
Do đó đường thẳng lấy điện tĩnh song song với
trục tung IC và cắt trục hoành UCE tại điểm có
trị số bằng VCC.