Bài Giảng Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 5:
KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
ÂM TẦN
Khuếch đại công suất tuyến tính âm tần
(Kđại csuất lớp A CE, Kđại csuất ghép biến áp)


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung
cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến áp
(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull)
lớp B


Mục tiêu và các yêu cầu

trong khuếch đại

công suất
 Cung cấp đủ công suất cho

tải một cách kinh tế

nhưng vẫn bảo đảm những
cầu như sau:

đặc tính theo yêu

 Kích thước.
 Trọng lượng.
 Điện áp nguồn cung cấp.
 Méo dạng
…

nhiều cách để đạt

 Người thiết kế phải kết hợp được một thiết kế tối
 Transistor được sử dụng ở giới hạn của vùng hoạt động có ích nhưng không gây phá hủy do quá
ưu.
nhiệt.


Phân

Lớp A

+Tuyến tính
+Hiệu suất
thấp

loại

khuếch

Lớp AB

+Tuyến tính với kiểu

mạch push-pull
+Hiệu suất trung bình

đại

công

suất

Lớp B

Lớp C

+Phi tuyến
+Hiệu suất cao, dùng
trong mạch cao tần


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung
cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến áp
(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull)
lớp B


Mạch khuếch đại ghép

kiểu

chung

Mạch khuếch
điện cảm chung

điện

cực

E

đại lớp

A ghép

cảm,

Sơ đồ

lớp

A

tương

đương

cực E

Ac load line

v ce = −i R =c i L R ⇒

L

L

ic = −

vce
R

L

⇒



1 


Các

đường

tải

Tầm dao động
điện áp

vCE


Tính toán công
Công suất

suất

nguồn cung cấp
2

=V

P

≈

I
CC

CC

VCC
R

CQ

L

Công suất

truyền đến tải
2

2

I Lm RL

P L=

I Cm RL

=
2

2

2

2

=

P
L ,max

I CQ RL

=

2

Công suất

VCC
2RL

tiêu tán trên cực

C
2

P C = P CC

L

−P

=

2

VCC

−

I cm RL
2

RL

Hiệu

suất

2
C ,min

P

=

VCC
η=

2RL
C ,max

PPL

=

CC
CEQ

2

2







I Cm (VRL /I 2)  1  2I cm I
2

CQ

=

1
2

CC CQ

 CQ 




Đường

hyperbol

tiêu

tán

C
Transistor có các thông số quan trọng sau
(được cho bởi nhà sản xuất):
+ Công suất tiêu tán cực
đại trên cực C
+ Dòng chịu đựng cực đại
+ Điện áp chịu đựng cực
đại

Trong

thiết kế các giá trị này ko được quá giới hạn cho phép (thường

được nhân với 1 hệ số suy giảm).

2VCC ≤ BVCEO
2I CQ ≤ max iC

cực

đại

trên

cực


Đường hyperbol tiêu tán cực đại trên cực
C: ví dụ 1

Đường hyperbol tiêu tán cực đại trên cực
C: ví dụ 2


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung
cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến áp
(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull)
lớp B


Mạch

kđại

công

suất

ghép

'

biến

áp

2

RL = N

RL

 Điện trở tải RL được phản ánh qua biến áp trở
thành RL’
 Hoạt động của mạch kđ ghép biến áp giống như mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện


Các

đường

biến

áp

 Đường tải

tải

của

mạch

của mạch kđ ghép biến

kđại

csuất

áp giống như đường

tải mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện, thay RL bằng RL’
 Tính toán công suất giống như tính toán cs mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện

ghép


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A

kiểu

chung

cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến

áp

(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy

pull) lớp B

kéo

(push-


Khuếch đại đẩy-kéo (Push-pull amp.)
iL = N (iC1 − iC 2 )


Méo xuyên tâm (crossover distortion)
Crossover distortion


Xác

định

iC
v

CE

=−

đường

tải

1

v

R'

L

CE 2

=V

CC

+ Nv

L


Tính toán công
Công suất

suất

(1)

nguồn cung cấp

1  T/2

∫

PCC = VCC 

T
 2

= 

P
CC ,max

π

V

CC

[iC (t ) + iC

−T / 2

1

2V
 =




π

2

 V CC

R'

2 
= 

(t )]dt

L



πR '

2
CC

L

VCC I cm


Tính toán công

suất (2)

Hiệu

Công suất truyền đến tải
2

I
Lm

P L=

R

L

2

I

2

N R

'

cm

=

1 R' I

L

2

2

=

2

=

P
L ,max

VCC

2R

'

trên

 2

2P = P − P = 
CC

PC ,max

PL
CC

2

=
η

P

L

Công suất tiêu tán

C

suất

cực

η max =

I

2
π
VCC
 1  VCC 



0.1
≈



=

2
2
L

(2 / π )V

≈ 78.5%

CC cm

2

'





'





khi

I cm

2  VCC
=  


'



cm

4

2

R I L cm
−


 π   I cm
=

CC

L cm

π

C

'

V

2




I

L 

CC

 
4

V

/R

2

'




Sự thay đổi công suất và hiệu suất trong
khuếch đại đẩy kéo lớp B


Khuếch

đại

Phân cực bằng nguồn

đẩy

kéo

VBB

=> Mục tiêu: tránh méo xuyên tâm

với

nguồn

phân

cực

Phân cực bằng bộ chia áp

điện trở


Mạch kđ công suất đối xứng bổ phụ
(complementary

OTL = Output Transformer Less

symmetry):

OTL

(1)


Mạch

kđ

công

suất

OTL

(2)
+98V

R10

CJ
47/60

C2
1

R 11

221(

2K7

+

00/60

+

ce

2200/S0

+

INPUT

~

1_
:ir

s_
~~...a~1+-~
e
IK
Cl

8 OHNS

NPS'.1602

R4

100
OTL = Output Transformer

Less

W.OT
L


Mạch

OCL = Output
Capacitor Less

kđ

công

suất

OCL