Bài giảng Phần 2: Kỹ thuật mạch tương tự

Phần 2:
Kỹ thuật
mạch tương tự.

1


Mục lục
Chương 1.
Các linh kiện điện tử cơ bản................................................................................4
1.1 Linh kiện tích cực : .......................................................................................................4
1.2 Linh kiện thụ động: ......................................................................................................6
1.2.1 Điện trở :................................................................................................................6
1.2.2 Tụ điện...................................................................................................................8
1.2.3 Cuộn cảm ............................................................................................................. 11
1.3 Linh kiện bán dẫn ....................................................................................................... 12
1.3.1 Giới thiệu về chất bán dẫn.................................................................................... 12
1.3.2 Các ứng dụng của chất bán dẫn ............................................................................ 14
1.4 Kết luận ...................................................................................................................... 21
Chương 2.
Mạch khuếch đại............................................................................................... 22
2.1 Khái niệm và phân loại khuếch đại ............................................................................. 22
2.2 Các thông số cơ bản của mạch khuếch đại ..................................................................23
2.2.1 Hệ số khuếch đại ..................................................................................................23
2.2.2 Đặc tính biên độ tần số và pha tần số ................................................................... 23
2.2.3 Đặc tính biên độ ................................................................................................... 25
2.2.4 Hiệu suất η của mạch khuếch đại: ........................................................................ 26
2.2.5 Trở kháng vào, trở kháng ra của mạch khuếch đại................................................ 26
2.3 Khuếch đại tần thấp dùng transistor ............................................................................ 28
2.3.1 Khuếch đại mắc Emitơ chung. ............................................................................. 28
2.3.2 Khuếch đại mắc bazơ chung................................................................................. 32

2.3.3 Khuếch đại colectơ chung. ................................................................................... 33
2.3.4 Khuếch đại dùng transistorr trường FET. ............................................................. 34
2.3.5 Ví dụ xây dựng mạch khuếch đại mắc Emito chung. ............................................ 37
2.3.6 Một số cách mắc transistor đặc biệt dùng trong khuếch đại . ................................ 40
2.4 Khuếch đại dùng vi mạch thuật toán ........................................................................... 41
2.4.1 Vi mạch khuếch đại thuật toán (Op-Amp) ............................................................ 41
2.4.2 OpAmp lý tưởng và thực tế: ................................................................................. 41
2.4.3 Mạch khuếch đại: .................................................................................................43
2.4.4 Mạch cộng trừ: ..................................................................................................... 45
2.4.5 Mạch vi tích phân: ............................................................................................... 48
2.4.6 Bài tập: ................................................................................................................ 50
2.5 Khuếch đại công suất ..................................................................................................51
2.5.1 Tầng khuếch đại công suất đơn dùng biến áp làm việc ở chế độ A. ...................... 52
2.5.2 Khuếch đại công suất đẩy kéo có biến áp ............................................................. 53
2.5.3 Khuếch đại công suất đẩy kéo không biến áp. ...................................................... 56
Chương 3.
Mạch dao động .................................................................................................59
3.1 Mạch dao động tạo xung............................................................................................. 59
3.1.1 Đa hài tạo xung vuông. ........................................................................................ 59
3.1.2 Mạch tạo xung tuyến tính. .................................................................................... 59
3.2 Mạch dao động tạo sin ................................................................................................ 59
3.2.1 Khái niệm chung ..................................................................................................59
3.2.2 Tạo dao động hình sin LC ghép hỗ cảm ............................................................... 61
2


3.2.3 Tạo dao động hình sin kiểu 3 điểm ....................................................................... 63
3.2.4 Tạo dao động RC .................................................................................................67
Chương 4.
Mạch nguồn ...................................................................................................... 70

4.1 Nguồn chỉnh lưu ......................................................................................................... 70
4.1.1 Mạch chỉnh lưu 1 nửa chu kỳ: .............................................................................. 70
4.1.2 Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ: .............................................................................. 72
4.1.3 Mạch chỉnh lưu cầu:............................................................................................. 74
4.1.4 Chỉnh lưu bội áp. .................................................................................................75
4.1.5 Lọc san bằng. ....................................................................................................... 76
4.2 Nguồn ổn áp 1 chiều tuyến tính .................................................................................. 76
4.2.1 Các tham số ổn áp một chiều................................................................................ 77
4.2.2 Ổn áp một chiều bù tuyến tính. ............................................................................ 77
4.2.3 Các IC ổn áp tuyến tính. ....................................................................................... 80
4.2.4 Nguyên lý ổn áp xung. ......................................................................................... 82

3


Chương 1.

Các linh kiện điện tử cơ bản

Bài giảng số 1
 Thời lượng: 5 tiết.
 Tóm tắt nội dung :
 Linh kiện tích cực.
 Linh kiện thụ động.
 Linh kiện bán dẫn.

1.1 Linh kiện tích cực :
1.1.1. Nguồn dòng:
a) Khái niệm và ứng dụng
Nguồn dòng là một mạch điện cung cấp một dòng điện không phụ thuộc tải.

Nguồn dòng có rất nhiều ứng dụng :
- Nguồn dòng tín hiệu khi cần truyền đi xa: để tránh sai số do điện trở đường
dây, nhiễu điện áp cảm ứng...
- Nguồn dòng trong các mạch nạp xả tụ điện, nhằm tuyến tính hóa điện áp
nạp và xả.
- Nguồn dòng trong các mạch cấp điện cho diode zenner, để có điện áp ổn
định.
- Nguồn dòng cho các mạch đo lường dựa trên điện áp trên hai đẩu điện trở
b) Phân loại :
- Nguồn dòng cố định: cho dòng ra ổn định và không thay đổi.
- Nguồn dòng phụ thuộc: cho dòng ra tỷ lệ với một áp điều khiển đầu vào.
c) Cách lắp mạch :
- Các mạch nguồn dòng đơn giản và không cần chính xác lắm, ta có thể mắc
bằng chỉ 1 hoặc 2 tranistor.

Hình 1.1.1.1. Sơ đồ các mạch nguồn dòng dung Transistorr
4


-

Nguồn chính xác hơn có thể ráp bằng OpAmp.

-

Hình 1.1.1.2. Sơ đồ mạch nguồn dòng dung OpAmp
Các nguồn dòng cố định có thể dùng các IC tạo dòng chuyên nghiệp.

1

24VdcOut
T

U

F

u

0
4

2

8

7

2

F

u

0

0

0

1

1

G

1

C

N

C1b

D

O

3

1

N

I

1

U

Bridge1

Gnd

D

+20Vac

1.1.2. Nguồn áp
a) Khái niệm và ứng dụng :
Nguồn áp là mạch cung cấp một điện áp không phụ thuộc tải, hay không phụ
thuộc dòng điện chạy qua.
Ví dụ: nguồn điện lưới, pin, accu, các mạch nguồn cơ bản như mạch nguồn
dùng Zenner diode ,...
Tuỳ theo yêu cầu mạch ứng dụng mà loại nguồn áp được sử dụng.
b) Phân loại
- Nguồn áp cố định
o VD : Pin , Acquy …
- Nguồn áp phụ thuộc.
o VD: Nguồn sử dụng mạch chỉnh lưu , nguồn điện lưới…
c) Cách mắc mạch:
Mắc mạch sử dụng chỉnh lưu cầu và IC LM78xx :

Hình 1.1.2.1. Sơ đồ mạch nguồn áp
1.1.3. So sánh
- Nguồn áp lý tưởng có trở kháng nguồn là 0 Ohm, còn thực tế thì rất nhỏ,
dưới 1 Ohm.
5

-

Nguồn dòng ngược lại có trở kháng nguồn là vô cùng lớn (lý tưởng).
Trong trường hợp nguồn áp được làm từ một số transistor, ở tần số thấp,
điện trở nguồn cỡ vài Mega Ohm.
Về nguyên tắc, tải của nguồn dòng không được là một giá trị vô cùng lớn
và tải của nguồn áp kô đc là ngắn mạch.

1.2 Linh kiện thụ động:
1.2.1 Điện trở :
a) Khái niệm :
Điện trở là một phần tử thụ động trong mạch điện đặc trưng cho tính chất cản trở
dòng điện Chính vì thế, khi sử dụng điện trở cho một mạch điện thì một phần
năng lượng điện sẽ bị tiêu hao để duy trì mức độ chuyển dời của dòng điện. Nói
một cách khác thì khi điện trở càng lớn thì dòng điện đi qua càng nhỏ và ngược
lại khi điện trở nhỏ thì dòng điện dễ dàng được truyền qua.
b) Phân loại
Do đặc trung chính của điện trở là cản trở dòng điện nên khi dòng điện chạy qua
nó sẽ tiêu thụ một lượng năng lượng , cụ thể ở đây là điện năng theo phương
trình
P = I2R
Với P : Công suất tổn hao trên điện trở (W)
I : Cường độ dòng điện chạy qua điện trở (A)
R : Trở kháng của điện trở (Ω)
Chính vì vậy khi phân loại điện trở trên thực tế ngưởi ta phân loại theo công suất
tiêu thụ tối đa của điện trở :
- Điện trở công suất lớn ( > 1W)
- Điện trở công suất trung bình (1/4W-1W)
- Điện trở công suất nhỏ (1/8W – 1/4W)
Tuy nhiên, do ứng dụng thực tế và do cấu tạo riêng của các vật chất tạo nên điện

trở nên thông thường, điện trở được chia thành 2 loại:
- Điện trở: là các loại điện trở có công suất trung bình và nhỏ hay là các điện
trở chỉ cho phép các dòng điện nhỏ đi qua.
- Điện trở công suất: là các điện trở dùng trong các mạch điện tử có dòng
điện lớn đi qua hay nói cách khác, các điện trở này khi mạch hoạt động
sẽ tạo ra một lượng nhiệt năng khá lớn. Chính vì thế, chúng được cấu
tạo nên từ các vật liệu chịu nhiệt.
c) Cách xác định giá trị điện trở:
Cách đọc giá trị các điện trở này thông thường cũng được phân làm 2 cách đọc,
tuỳ theo các ký hiệu có trên điện trở. Dưới đây là hình về cách đọc điện trở theo
vạch màu trên điện trở.

6


Hình 1.2.1.1. Bảng các vạch màu trên thân trở
Đối với các điện trở có giá trị được định nghĩa theo vạch màu thì chúng ta có 3
loại điện trở: Điện trở 4 vạch màu và điện trở 5 vạch màu và 6 vạch màu. Loại
điện trở 4 vạch màu và 5 vạch màu được chỉ ra trên hình vẽ. Khi đọc các giá trị
điện trở 5 vạch màu và 6 vạch màu thì chúng ta cần phải để ý một chút vì có sự
khác nhau một chút về các giá trị. Tuy nhiên, cách đọc điện trở màu đều dựa trên
các giá trị màu sắc được ghi trên điện trở 1 cách tuần tự:
 Đối với điện trở 4 vạch màu
- Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với
giá trị điện trở
- Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở
 Đối với điện trở 5 vạch màu
- Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở

- Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở
7


Vạch màu thứ 4: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá
trị điện trở
- Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở
 Ví dụ
Như trên hình vẽ, điện trở 4 vạch màu ở phía trên có giá trị màu lần lượt là:
xanh lá cây/xanh da trời/vàng/nâu sẽ cho ta một giá trị tương ứng như bảng
màu lần lượt là 5/6/4/1%. Ghép các giá trị lần lượt ta có 56x10 4Ω=560kΩ và
sai số điện trở là 1%.
Tương tự điện trở 5 vạch màu có các màu lần lượt là: Đỏ/cam/tím/đen/nâu sẽ
tương ứng với các giá trị lần lượt là 2/3/7/0/1%. Như vậy giá trị điện trở chính
là 237x100=237Ω, sai số 1%.
-

1.2.2

Tụ điện
a) Khái niệm và đặc trưng vật lý.
Tụ điện theo đúng tên gọi chính là linh kiện có chức năng tích tụ năng lượng
điện. Chúng thường được dùng kết hợp với các điện trở trong các mạch định
thời bởi khả năng tích tụ năng lượng điện trong một khoảng thời gian nhất
định. Đồng thời tụ điện cũng được sử dụng trong các nguồn điện với chức năng
làm giảm độ gợn sóng của nguồn trong các nguồn xoay chiều, hay trong các
mạch lọc bởi chức năng của tụ nói một cách đơn giản đó là tụ ngắn mạch (cho
dòng điện đi qua) đối với dòng điện xoay chiều và hở mạch đối với dòng điện
1 chiều.

Để đặc trưng cho khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện, người ta đưa
ra khái niệm là điện dung của tụ điện. Điện dung càng cao thì khả năng tích trữ
năng lượng của tụ điện càng lớn và ngược lại. Giá trị điện dung được đo bằng
đơn vị Fara (kí hiệu là F). Giá trị F là rất lớn nên thông thường trong các mạch
điện tử, các giá trị tụ chỉ đo bằng các giá trị nhỏ hơn như micro fara (μF), nano
Fara (nF) hay picro Fara (pF).
b) Phân loại
Phân loại theo đặc trưng vật lý
- Tụ điện có phân cực (có cực xác định)
- Tụ điện không phân cực(không phân biệt 2 cực dương âm)
Phân loại theo cấu tạo
- Tụ hóa
- Tụ giấy
- Tụ gốm
- Tụ kẹo
c) Cách nhận biết các loại tụ điện
 Tụ phân cực : thường là các tụ điện một chiểu
 Tụ hóa :
- Tụ hóa là một loại tụ có phân cực. Chính vì
thế khi sử dụng tụ hóa yêu cầu người sử dụng
phải cắm đúng chân của tụ điện với điện áp
cung cấp. Thông thường, các loại tụ hóa
thường có kí hiệu chân cụ thể cho người sử
Hình 1.2.2.1 Tụ hóa
8


dụng bằng các ký hiệu + hoặc - tương ứng với chân tụ.
- Có hai dạng tụ hóa thông thường đó là tụ hóa có chân tại hai đầu trụ tròn
của tụ (tụ có ghi 220μF trên hình ) và loại tụ hóa có 2 chân nối ra cùng 1

đầu trụ tròn (tụ có ghi giá trị 10μF trên hình ).
- Trên các tụ hóa, người ta thường ghi kèm giá trị điện áp cực đại mà tụ có
thể chịu được. Nếu trường hợp điện áp lớn hơn so với giá trị điện áp trên
tụ thì tụ sẽ bị phồng hoặc nổ tụ tùy thuộc vào giá trị điện áp cung cấp.
Thông thường, khi chọn các loại tụ hóa này người ta thường chọn các loại
tụ có giá trị điện áp lớn hơn các giá trị điện áp đi qua tụ để đảm bảo tụ hoạt
động tốt và đảm bảo tuổi thọ của tụ hóa.
 Tụ Tatanli
Tụ Tantali cũng là loại tụ hóa nhưng có điện
áp thấp hơn so với tụ hóa. Chúng khá đắt
nhưng nhỏ thường được dùng khi yêu cầu về
tụ có điện dung lớn nhưng kích thước nhỏ.
Các loại tụ Tantali hiện nay thường ghi rõ trên
nó giá trị tụ, điện áp cũng như cực của tụ. Các
loại tụ Tantali ngày xưa sử dụng mã màu để
phân biệt. Chúng thường có 3 cột màu
Hình 1.2.2.2. Tụ Tantali
(biểu diễn giá trị tụ, một cột biểu diễn giá trị
điện áp) và một chấm màu đặc trưng cho số các số không sau dấu phẩy
tính theo giá trị μF. Chúng cũng dùng mã màu chuẩn cho việc định nghĩa
các giá trị nhưng đối với các điểm màu thì điểm màu xám có nghĩa là giá
trị tụ nhân với 0,01; trắng nhân 0,1 và đen là nhân 1. Cột màu định nghĩa
giá trị điện áp thường nằm ở gần chân của tụ và có các giá trị như sau:
o Vàng=6,3V
o Đen= 10V
o Xanh lá cây= 16V
o Xanh da trời= 20V
o Xám= 25V
o Trắng= 30V
o Hồng= 35V

 Tụ không phân cực
Là các tụ điện xoay chiều chịu được điện áp cao 50V-400V , không có cực xác
định trên 2 chân của tụ. Có 2 cách để xác định giá trị của tụ không phân cực
 Tụ dùng mã để xác định giá trị
Mã số thường được dùng cho các loại tụ có giá trị nhỏ trong đó các giá trị
được định nghĩa lần lượt như sau:
 Giá trị thứ 1 là số hàng chục
 Giá trị thứ 2 là số hàng đơn vị
 Giá trị thứ 3 là giá trị 10x của
tụ. Giá trị của tụ được đọc
theo chuẩn là giá trị picro Fara
Hình 1.2.2.3. Tụ kẹo & tụ gốm
(pF)
9


Ví dụ: tụ ghi giá trị 102 thì có nghĩa là 10 và thêm 2 số 0 đằng sau
=1000pF = 1nF chứ không phải 102pF
 Tụ dùng màu để xác định giá trị
Sử dụng chủ yếu trên các tụ loại polyester
trong rất nhiều năm. Hiện nay các loại tụ
này đã không còn bán trên thị trường nữa
nhưng chúng vẫn tồn tại trong khá nhiều
các mạch điện tử cũ.
Màu được định nghĩa cũng tương tự như
đối với màu trên điện trở. 3 màu trên cùng
lần lượt chỉ giá trị tụ tính theo pF, màu thứ Hình 1.2.2.4. Tụ dung màu đễ
xác định giá trị
4 là chỉ dung sai và màu thứ 5 chỉ ra giá trị
điện áp.

Ví dụ : tụ có màu nâu/đen/cam có nghĩa là 10000pF= 10nF= 0.01uF.
Chú ý rằng ko có khoảng trống nào giữa các màu nên thực tế khi có 2 màu
cạnh nhau giống nhau thì nó tạo ra một mảng màu rộng. Ví dụ Dải đỏ
rộng/vàng= 220nF=0.22uF
 Tụ xoay và tụ chặn :
- Tụ xoay : thường được sử dụng trong các
mạch điều chỉnh radio. Chúng thường có các
giá trị rất nhỏ, thông thường nằm trong khoảng
từ 100pF đến 500pF.
Rất nhiều các tụ xoay có vòng xoay ngắn nên
chúng không phù hợp cho các dải biến đổi rộng
như là điện trở hoặc các chuyển mạch xoay.
Chính vì thế trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là
trong các mạch định thời hay các mạch điều
Hình 1.2.2.5.Tụ xoay
chỉnh thời gian thì người ta thường thay các tụ
xoay bằng các điện trở xoay và kết hợp với 1
giá trị tụ điện xác định.
- Tụ chặn : là các tụ xoay có giá trị rất nhỏ.
Chúng thường được gắn trực tiếp lên bản mạch
điẹn tử và điều chỉnh sau khi mạch đã được chế
tạo xong. Tương tự các biến trở hiện này thì khi
điều chỉnh các tụ chặn này người ta cũng dùng
các tuốc nơ vít loại nhỏ để điều chỉnh. Tuy
nhiên do giá trị các tụ này khá nhỏ nên khi điều
chỉnh, người ta thường phải rất cẩn thận và kiên
trì vì trong quá trình điều chỉnh có sự ảnh
hưởng của tay và tuốc nơ vít tới giá trị tụ.
Hình 1.2.2.6. Tụ chặn
Các tụ chặn này thường có giá trị rất nhỏ, thông

thường nhỏ hơn khoảng 100pF. Có điều đặc biệt là không thể giảm nhỏ
được các giá trị tụ chặn về 0 nên chúng thường được chỉ định với các giá trị
tụ điện tối thiểu, khoảng từ 2 tới 10 pF.
10


1.2.3

Cuộn cảm
a) Khái niệm và đặc trưng vật lý
Cuộn cảm là một phần tử thụ
động trong mạch điện có tính chất
ngăn cản dòng điện xoay chiều
đối với dòng điện một chiều thì
cuộn cảm lúc đó được coi đơn
giản như một đoạn dây nối (ngắn
mạch).
Tính chất của cuộn cảm : Cuộn
cảm hoạt động dựa trên nguyên lý
điện từ.
Hình 1.2.3.1. Quy tắc bàn tay trái
Thực tế, trong các đường dây điện th ng bình thường, khi có dòng điện chạy qua
thì xung quanh đường dây xuất hiện một từ trường, chiều của từ trường này được
xác định bằng quy tắc bàn tay trái:
Để tăng từ trường lên, chúng ta cuộn các
đoạn dây thành vòng, nhờ đó mà các từ
trường kết hợp lại với nhau tạo nên cuộn
cảm có từ trường mạnh hơn rất nhiều.
Khi cung cấp cho cuộn cảm một dòng điện
chạy qua nó thì trong cuộn cảm xuất hiện

một từ trường. Hình ảnh minh hoạ sau sẽ
nói lên điều đó:
Trị số của cuộn cảm phụ thuộc vào dòng
điện, số vòng dây và cấu tạo của cuộn cảm.
Đơn vị đo : Henri (H)
Tuy nhiên trên thực tế các cuộn cảm thường
có giá trị rất nhỏ nên đơn vị hay được sử
dụng là mH = 10-3 H
Hình 1.2.3.2. Từ trường của cuộn dây
b) Phân loại:
Cuộn cảm được phân thành 2 loại chính:
 Cuộn cảm có điện dung biến đổi.
 Cuốn cảm có điện dung xác đinh
Thực tế hiện nay trên thị trường linh kiện điện tử các cuộn cảm thường không có trị số
chính xác vì vậy trong các ứng dụng thu phát Radio (RF) cần các cuộn cảm có độ
chính xác cao nhiều khi ta phải tự cuốn lấy cuộn cảm .

11


c) Các ứng dụng thực tế của cuộn cảm.
Biến áp.

Hình 1.2.3.3. Máy biến áp
Nam châm điện.

Hình 1.2.3.4. Một số hình ảnh nam châm điện
Micro điện động, loa điện động

Hình 1.2.3.5: Micro và loa điện động

1.3 Linh kiện bán dẫn
1.3.1 Giới thiệu về chất bán dẫn
a. Chất bán dẫn là gì ?
Chất bán dẫn ( Semiconductor) là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất
cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính
dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Gọi là "bán dẫn" (chữ "bán" theo nghĩa Hán Việt có nghĩa
là một nửa), có nghĩa là có thể dẫn điện ở một điều kiện nào đó, hoặc ở một điều kiện
khác sẽ không dẫn điện.
12


b. Vùng năng lượng trong chất bán dẫn
Tính chất dẫn điện của các vật liệu rắn được giải thích nhờ lý thuyết vùng năng
lượng Như ta biết điện tử tổn tại trong nguyên tử trên những mức năng lượng gián
đoạn (các trạng thái dừng). Nhưng trong chất rắn, khi mà các nguyên tử kết hợp lại
với nhau thành các khối, thì các mức năng lượng này bị phủ lên nhau, và trở thành
các vùng năng lượng và sẽ có ba vùng chính.

Hình 1.3.1.1. Các vùng năng lượng của chất rắn
Vùng hóa trị (valence band): Là vùng có năng lượng thấp nhất theo thang năng
lượng, là vùng mà điện tử bị liên kết mạnh với nguyên tử và không linh động.
 Vùng dẫn (Conduction band): Vùng có mức năng lượng cao nhất, là vùng mà
điện tử sẽ linh động (như các điện tử tự do) và điện tử ở vùng này sẽ là điện tử
dẫn, có nghĩa là chất sẽ có khả năng dẫn điện khi có điện tử tồn tại trên vùng dẫn.
Tính dẫn điện tăng khi mật độ điện tử trên vùng dẫn tăng.
 Vùng cấm (Forbidden band): Là vùng nằm giữa vùng hóa trị và vùng dẫn, không
có mức năng lượng nào do đó điện tử không thể tồn tại trên vùng cấm. Nếu bán
dẫn pha tạp, có thể xuất hiện các mức năng lượng trong vùng cấm (mức pha tạp).
Khoảng cách giữa đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hóa trị gọi là độ rộng vùng cấm,

hay năng lượng vùng cấm (Band Gap). Tùy theo độ rộng vùng cấm lớn hay nhỏ
mà chất có thể là dẫn điện hoặc không dẫn điện.
Như vậy, tính dẫn điện của các chất rắn và tính chất của chất bán dẫn có thể lý giải
một cách đơn giản nhờ lý thuyết vùng năng lượng như sau:
 Kim loại có vùng dẫn và vùng hóa trị phủ lên nhau (không có vùng cấm) do đó
luôn luôn có điện tử trên vùng dẫn vì thế mà kim loại luôn luôn dẫn điện.
 Các chất bán dẫn có vùng cấm có một độ rộng xác định. Ở không độ tuyệt đối (0
K) mức Fermi nằm giữa vùng cấm, có nghĩa là tất cả các điện tử tồn tại ở vùng
hóa trị, do đó chất bán dẫn không dẫn điện. Khi tăng dần nhiệt độ, các điện tử sẽ
nhận được năng lượng nhiệt (kB.T với kB là hằng số Boltzmann) nhưng năng
lượng này chưa đủ để điện tử vượt qua vùng cấm nên điện tử vẫn ở vùng hóa trị.
Khi tăng nhiệt độ đến mức đủ cao, sẽ có một số điện tử nhận được năng lượng
lớn hơn năng lượng vùng cấm và nó sẽ nhảy lên vùng dẫn và chất rắn trở thành


13


dẫn điện. Khi nhiệt độ càng tăng lên, mật độ điện tử trên vùng dẫn sẽ càng tăng
lên, do đó, tính dẫn điện của chất bán dẫn tăng dần theo nhiệt độ (hay điện trở
suất giảm dần theo nhiệt độ). Một cách gần đúng, có thể viết sự phụ thuộc của
điện trở chất bán dẫn vào nhiệt độ như sau:

Với: R0 là hằng số, ΔEg là độ rộng vùng cấm.
Ngoài ra, tính dẫn của chất bán dẫn có thể thay đổi nhờ các kích thích năng lượng
khác, ví dụ như ánh sáng. Khi chiếu sáng, các điện tử sẽ hấp thu năng lượng từ
photon, và có thể nhảy lên vùng dẫn nếu năng lượng đủ lớn. Đây chính là nguyên
nhân dẫn đến sự thay đổi về tính chất của chất bán dẫn dưới tác dụng của ánh
sáng (quang-bán dẫn).
1.3.2 Các ứng dụng của chất bán dẫn

a. Điốt (Diode)
 Điốt (diode) : là từ ghép mang nghĩa "hai điện cực", với di là hai, và ode bắt nguồn
từ electrode, có nghĩa là điện cực, là một trong những linh kiện điện tử. Một công cụ
dùng để chỉnh lưu dòng điện . Khi Điốt dẩn điện, Điốt chỉ cho dòng điện chảy theo
một chiều từ Cực âm sang Cực dương.
Điốt được tạo bởi 2 chất bán dẫn. Khi ghép một bán dẫn điện âm (bán dẫn N), với
một bán dẫn điện dương (bán dẫn P) lại với nhau ta được một Điốt . Bán dẫn điện âm
thường cấu tạo từ Si . Bán dẫn điện dương
thường cấu tạo từ Ge . Từ đó ta được một linh
kiện điện tử hai chân . Chân dương (Anode) là
chân nối với bán dẫn điện dương, Chân âm
(Cathode) là chân nối với bán dẫn điện âm.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do
mang điện tích dương nên khi ghép với khối
bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ
trống này có xu hướng chuyễn động khuếch tán
sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các
điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang.
Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ
trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư
thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp,
một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng
tiến lại
Hình 1.3.2.1 . Điện áp tiếp xúc
gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau
tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình
này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh
sang (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần
đó).
Sự tích điện âm bên khối p và dương bên khối n

hình thành một điện áp gọi là điện áp tiếp xúc
14


(UTX). Điện trường sinh ra bởi điện áp có
hướng từ khối n đến khối p nên cản trở chuyển
động khuếch tán và như vậy sau một thời gian
kể từ lúc ghép 2 khối bán dẫn với nhau thì quá
Hình 1.3.2.2.
Điện áp ngoài ngược chiều
trình chuyển động khuếch tán chấm dứt và tồn
tại điện áp tiếp xúc. Lúc này ta nói tiếp xúc P-N
ở trạng thái cân bằng. Điện áp tiếp xúc ở trạng
thái cân bằng khoảng 0.6V đối với điốt làm
bằng bán dẫn Si và khoảng 0.3V đối với điốt
làm bằng bán dẫn Ge.
Hai bên mặt tiếp giáp là vùng các điện tử và lỗ trống dễ gặp nhau nhất nên quá trình
tái hợp thường xảy ra ở vùng này hình thành các nguyên tử trung hòa. Vì vậy vùng
biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện
tự do nên được gọi là vùng nghèo. Vùng này
Hinh 1.3.2.3. Điện áp ngoài cùng chiều
không dẫn điện tốt, trừ phi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài.
Đây là cốt lõi hoạt động của điốt.
Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử
và lỗ trống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt.
Nếu đặt điện áp bên ngoài cùng chiều với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các
điện tử và lỗ trống càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự
do. Nói cách khác điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một
hướng nhất định.
 Đặc trưng Voltage – Ampe của Diode.

Hình 1.3.2.4 Đặc trưng Voltage-Ampe của Diode
 Phân loại Điốt
Điốt được chia ra nhiều loại tùy theo vùng hoạt động của Điốt
15


Điốt phân cực thuân: Chỉ cần một điện áp dương đủ để cho Điốt dẩn điện . Điốt sẻ
cho dòng điện đi qua theo một chiều từ Cực Âm đến Cực Dương và sẻ cản dòng điện
đi theo chiều ngược lại. Thí dụ : Điốt Bán dẩn, LED...
Điốt phân cực nghịch: Chỉ cần một điện áp âm đủ để cho Điốt dẩn điện . Điốt sẻ cho
dòng điện đi qua theo 2 chiều . Thông thường, dẩn điện tốt hơn trong chiều nghịch.
Thí dụ : Điốt Zener, Điốt biến dung
 Điốt bán dẫn: cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic và Gecmani có pha thêm một số chất
để tăng thêm electron tự do. Loại này dùng chủ yếu để chỉnh lưu dòng điện.
 Điốt Schottky: Ở tần số thấp, điốt thông thường có thể dễ dàng khóa lại (ngưng
dẫn) khi chiều phân cực thay đổi từ thuận sang nghịch, nhưng khi tần số tăng đến
một ngưỡng nào đó, sự ngưng dẫn không thể đủ nhanh để ngăn chặn dòng điện
suốt một phần của bán kỳ ngược. Điốt Schottky khắc phục được hiện tượng này.
 Điốt Zenner, còn gọi là "điốt đánh thủng": là loại điốt được chế tạo tối ưu để hoạt
động tốt trong miền đánh thủng. Đây là cốt lõi của mạch ổn áp.

Hình 1.3.2.5 Mốt số loại Điốt

16


Hình 1.3.2.6 Điốt phát quang
Điốt phát quang : hay còn gọi là LED (Light Emitting Diode) là các điốt có khả
năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt bán dẫn,

LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.
 Điốt quang : (photodiode): là loại nhạy với ánh sáng, có thể biến đổi ánh sáng vào
thành đại lượng điện.
 Điốt biến dung (varicap): Có tính chất đặc biệt, đó là khi phận cực nghịch, điốt
giống như một tụ điện, loại này được dùng nhiều cho máy thu hình, máy thu sóng
FM và nhiều thiết bị truyền thông khác.
 Điốt ổn định dòng điện: là loại điốt hoạt động ngược với Điốt Zener. Trong mạch
điện điốt này có tác dụng duy trì dòng điện không đổi.
 Điốt Step Recovery : Ở bán kỳ dương, điốt này dẫn điện như loại điốt Silic thông
thường, nhưng sang bán kỳ âm, dòng điện ngược có thể tồn tại một lúc do có lưu
trữ điện tích, sau đó dòng điện ngược đột ngột giảm xuống còn 0.
 Điốt ngược: Là loại điốt có khả năng dẫn điện theo hai chiều, nhưng chiều nghịch
tốt hơn chiều thuận.
b. Transistor
Transistor là một linh kiện điện tử bán dẫn được chế tạo từ Ge và Si dùng để khuyếch
đại tín hiệu hoặc đóng mở mạch điện như một Rơle. Người ta pha các tạp chất khác
nhau để tạo các bán dẫn loại P và loại N. Các bán dẫn này được sắp xếp theo 3 miền
p-n-p hoặc n-p-n. Từ 3 miền khác nhau này người ta lấy ra 3 cực khác nhau là emitơ
(E) , bazơ (B) và colectơ (C). Tùy theo thứ tự sắp xếp mà ta có loại transistor p-n-p
hay n-p-n.
Do có 3 miền bán dẫn khác nhau nên trong transistor có 2 lớp tiếp giáp p-n là lớp tiếp
giáp BE và BC. Để transistor làm việc được ở chế độ khuếch đại tín hiệu thì giữa BE
người ta đặt một điện áp một chiều đấu theo chiều phân cực thuận, giữa BC đặt một
điện áp phân cực ngược. Trên ký hiệu của transistor chiều mũi tên là chiều phân cực
thuận.


17

Hình 1.3.2.7. Cấu trúc và cách mắc nguồn Transistor thuận và nghịch
Để khảo sát sự phân cực cho transistor, người ta thường dùng mạch điện đơn giản
dưới đây .
Ba trạng thái của transistor được mô ta trên đặc tuyến ngõ ra của transistor. Hình

Hình 1.3.2.8. Sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của Transistor
Tuỳ theo mức phân cực mà transistor có thể làm việc ở một trong ba trạng thái là
ngưng dẫn, khuếch đại tuyến tính và bão hoà.
Trạng thái ngưng dẫn:
Nếu phân cực cho transistor có V BE < VZ ( VBE =0 v – 0.4 v ) thì transistor ngưng
dẫn, dòng điện IB =0, IC =0 và VCE =+VCC
Lúc đó chỉ có dòng điện dò qua transistor rất nhỏ không đáng kể
Trạng thái khuếch đại
Nếu phân cực cho transistor có VBE =0,5 V - 0,7 V thì transistor dẫn điện và có dòng
điện IB dòng điện IC tăng theo IE qua hệ số khuếch đại hfe . Lúc đó, điểm làm việc của
transistor sẽ nằm trên đường tải tĩnh và khi IB tăng thì IC tăng và VCE giảm.
Trạng thái bão hoà:
Nếu phân cực cho transistor có VBE = 0,8 V thì transistor sẽ dẫn rất mạnh gọi là bão
hoà. Lúc đó IB tăng cao làm IC tăng cao đến mức gần bằng
và điện thế VCE
giảm còn rất nhỏ ( 0,2 V ) gọi là điện thế VCE Sat (saturation) hay là VCE bão hoà.
18


Người ta thường dùng transistor để khuyếch đại tín hiệu, bằng việc phân cực cho
transistor hoạt động ở vùng khuếch đại tuyến tính.
Làm việc ở chế độ khuếch đại, transistor được ứng dụng nhiều vào các mạch khuếch
đại tín hiệu: Máy tăng âm là một loại máy áp dụng rất nhiều tính năng khuếch đại của
transistor.
Transistor cũng có thể dùng như một khoá điện tử bằng việc phân cực cho

transistor chỉ hoạt động ở hai mức ngưng dẫn và dẫn bão hoà. Hiện nay đã chế tạo
transistor chuyên dụng làm khoá điện tử, những transistor này thường có mức điện
áp phân cực từ trạng thái ngưng dẫn sang bão hoà rất gần nhau khiến cho việc
chuyển trạng thái từ không dẫn điện sang dẫn điện rất dễ dàng. Khoá điện tử dùng
transistor có một ưu điểm lớn là có thể hoạt động ở tần số cao, do đó có thể tạo ra
được một dãy xung điện ở tần số rất cao. Chính nhờ đặc điểm đó mà transistor được
ứng dụng rất nhiều trong ngành kĩ thuật xung, số.
Trong thực tế, khi sử dụng chúng ta cần phải kiểm tra xem transistor của chúng ta có
còn tốt hay không, lúc đó chúng ta cần kiểm tra như sau:
t tr ns stor
Để xác định trạng thái tốt hay hỏng của một transistor có thể dùng đồng hồ vạn năng
ở thang đo R x 100 lần lượt đo các cặp chân BE, BC và CE, mỗi cặp chân đo hai lần
bằng cách đổi hai que đo của đồng hồ.
.

Hình 1.3.2.9. Sơ đồ mạch thử Transistor
19


Hình trên là trường hợp đo điện trở thuận của các cặp chân của transistor đối với loại
NPN. Muốn đo điện trở ngược thì đổi đầu hai que đo.
Cặp chân
BE
BC
CE

Transistor Si
Thuận
Ngược
Vài KΩ

Vô cực Ω
Vài K Ω
Vô cực Ω
Vô cực Ω
Vô cực Ω

Transistor Ge
Thuận
Ngược
Vài trăm Ω
Vài trăm K Ω
Vài trăm Ω
Vài trăm K Ω
Vài chục K Ω Vài trăm K Ω

Bảng 1.3.2.1 kết quả đo trị số điện trở thuận nghịch các cặp chân của transistor.

 Phân loại transistor

Hình 1.3.2.10. Một số loại Transistor

20


Hình 1.3.2.11. Sơ đồ chân của một số loại transistor
 BJT(Biopolar Junction Transistor) – Transistor lưỡng cực (hình a)
Loại transistor thường hay được sử dụng trong cuộc sống
Một số đặc tính của transistor lưỡng cực
IE = I B + I C
trong đó

IB << IC , IE
Dòng IC phụ thuộc vào
 JFET(Junction Field Effect Trasistor) – Transistor trường mối nối điều khiển
bằng lớp tiếp xúc P-N (hình b)
 MOSFET(Metal Oxit Semiconductor FET) – Transistor trường có cổng cách
điện(hình c).
Transistor điều khiển bằng điện áp , khi kệnh G có điện áp > 0 (0,8V) thì transistor
mở toàn phần , dòng ID phu thuộc vào điện áp VDS và tải của mạch\

1.4 Kết luận
Các kiến thức đã học và cần nhớ trong chương 1
- Phân biệt các loại linh kiện trong mạch điện
- Phân biệt nguồn dòng và nguồn áp
- Biết cách xác định giá trị của các linh kiện thụ động (điện trở, tụ điện, cuộn cảm)
- Phân biệt một số loại linh kiện bán dẫn: các loại diode, các loại transistor
- Biết cách đo và xác định chân của transistor, chiều của diode.

21


Chương 2.

Mạch khuếch đại

Bài giảng số 2
 Thời lượng: 10 tiết.
 Tóm tắt nội dung :
 Khái niệm và phân loại khuếch đại
 Các thông số kỹ thuật cơ bản của mạch khuếch đại
 Bố khuếch đại tần thấp dùng transistor

 Khuếch đại dung vi mạch thuật toán
 Khuếch đại công suất

2.1 Khái niệm và phân loại khuếch đại
2.1.1. Khái niệm
Trong qúa trình biến đổi xử lý tín hiệu thường phải xử lý với tín hiệu biên độ rất nhỏ, công suất
thấp không đủ kích thích cho tầng tiếp theo làm việc. Như vậy, cần phải gia tăng công suất cho
tín hiệu. Mạch điện cho phép ta nhận ở đầu ra ở tín hiệu có dạng như tín hiệu đầu vào nhưng
có công suất lớn hơn gọi là mạch khuếch đại.
Quá trình khuếch đại là quá trình biến đổi năng lượng có điều khiển ở đó năng lượng của
nguồn một chiều ( không chứa đựng thông tin ) được biến đổi thành năng lượng xoay
chiều của tín hiệu có mang tin đây là một quá trình gia công xử lý tín hiệu analog.
Mạch khuếch đại có mặt hầu hết các thiết bị điện tử. Trong mạch khuếch đại điện tử có phần tử
khuếch đại (transistor,IC ), nguồn một chiều và các phần tử thụ động RLC. Chương này nghiên
cứu các mạch khuếch đại điện tử thông dụng.
2.1.2. Phân loại khuếch đại
Mạch khuếch đại ( hay bộ khuếch đại ) có thể phân loại theo các dấu hiệu sau:
 Theo phần tử khuếch đại: có khuếch đại dùng đèn điện tử 3,4 hoặc 5 cực, khuếch đại
dùng transistor lưỡng cực , khuếch đại dùng transistor trường, khuếch đại dùng diode
tunen, khuếch đại tham số, khuếch đại IC( vi mạch) ...
 Theo dải tần số làm việc : Có khuếch đại âm tần, khuếch đại cao tần, khuếch đại siêu cao
tần...
 Theo bề rộng của dải tần số khi cần khuếch đại : khuếch đại dải rộng, khuếch đại dải hẹp.
 Theo dạng tải : Khuếch đại cộng hưởng (hay chọn lọc) có tải là mạch cộng hưởng ,
khuếch đại điện trở(không cộng hưởng ).
 Theo đại lượng cần khuếch đại: khuếch đại điện áp, khuếch đại dòng điện, khuếch đại
công suất.

22

2.2 Các thông số cơ bản của mạch khuếch đại
Để đánh giá chất lượng của một mạch khuếch đại ta thường sử dụng các tham số và đặc tính
sau :
2.2.1
Hệ số khuếch đại
Là tỷ số giữa đại lượng điện ở đầu ra và đầu vào của mạch khuếch đại.
Các đại lượng đó là điện áp, dòng điện hoặc công suất , tương ứng có hệ số khuếch đại điện áp

.

.

K u , hệ số khuếch đại dòng điện K I và hệ số khuếch đại công suất KP. Hệ số khuếch đại điện

áp (hay dòng điện) là tỷ số giữa biên độ phức của điện áp (dòng điện ) ở đầu ra và đầu vào của
mạch khuếch đại:

.

.

.

KU  K 

U Rm

.

.
U

U Vm

.
.
I Rm
KI 
.
I Vm
Vì trong mạch tồn tại phần tử quán tính (cảm kháng, dung kháng ) nên tổng quát mà nói KU và
KI là các hàm số phức của biến tần số  (  = 2f ), tức là phụ thuộc vào tần số của tín hiệu
cần khuếch đại.
Hệ số khuếch đại công suất KP cho ta thấy công suất trung bình ( tác dụng) ra tải của mạch
khuếch đại lớn hơn bao nhiêu lần công suất trung bình ( tác dụng) ở đầu vào của nó.

KP 

PR
PV

Hệ số khuếch đại công suất còn được biểu thị bằng đơn vị dexiben (dB)
KPđb = 10 lg Kp (dB)
Trong mạch khuếch đại dùng transistorr trường FET việc xét hệ số khuếch đại dòng điện là

.

không thực tế vì dòng vào cực nhỏ, do vậy người ta chỉ xét hệ số khuếch đại điện áp Ku . Ở

.

.

khuếch đại dùng transistorr lưỡng cực có thể dùng cả ba hệ số K u , K I, KP , tuy nhiên thường

.

.

dùng hệ số khuếch đại điện áp K U,để đơn giản thường ký hiệu là K .
2.2.2
Đặc tính biên độ tần số và pha tần số
Quá trình khuếch đại tín hiệu thường đi kèm với quá trình gây méo dạng của tín hiệu. Méo tín
hiệu có hai dạng là méo tuyến tín và méo p tuyến
23


Méo tuyến tính phát sinh do trở kháng của phần tử cảm kháng và dung kháng phụ thuộc vào
tần số (ZC = 1/jc, ZL=jL). Do vậy các thành phần tần số khác nhau(các sóng hài) sẽ được
khuếch đại khác nhau, đồng thời quan hệ pha giữa chúng ở đầu ra so với đầu vào cũng thay
đổi. Méo tuyến tính được đánh giá qua đặc tính biên độ tần số (ĐTBT), đặc tính pha tần số(
ĐTPT) và đặc tính quá độ (ĐTQĐ).
Vì hệ số khuếch đại điện áp là đại lượng phức nên ta có
.
.
K ( j ω)  K ( j ω) ej φ(ω)  K ()ej φ(ω)

.
K ( j ω) =K(

φ (ω)

(4.5)

=) - modun của K (j ω)

 (j ω) .
- argument của K

.

ĐTBT chỉ sự phụ thuộc của modun hệ số khuếch đại K ( j ) vào tần số của tín hiệu. Dạng của
ĐTBT điển hình trình bày trên hình 2.2.2.1a. Tất nhiên ĐTBT có thể biểu diễn bằng đồ thị
URm (f) hoặc U Rm () khi Uvào =const. Khi phân tích khuếch đại người ta thường dùng ĐTBT
quy chuẩn m = K ( j ω) / Ko , trong đó K0 là giá trị cực đại của hệ số khuếch đại.Từ đặc tính hình
2.2.2.1a ta thấy nếu tín hiệu có tần số quá thấp hoặc quá cao thì khi đi qua mạch khuếch đại nó
sẽ được khuếch đại ít hoặc không được khuếch đại.Vì vậy người ta chỉ coi tín hiệu nằm trong
dả t ông được khuếch đại ,còn nằm ngoài dải thông bị loại bỏ. Dải thông là dải tần số mà
trong đó hệ số khuếch đại không nhỏ hơn 2 lần giá trị cực đại K0.Cũng trên hình này dải
thông là  thấp cao hay t c.
ĐTPT chỉ sự phụ thuộc của lượng dịch pha giữa tín hiệu đầu ra và đầu vào của mạch khuếch
đại vào tần số của tín hiệu.
ĐTQĐ phản ánh quá trình quá độ trong mạch khuếch đại. ĐTQĐ ký hiệu là h(t), là điện áp ở
đầu ra của mạch khuếch đại biểu diễn heo thời gian khi tác động đầu vào là tác động bậc thang
đơn vị.
Tác động bậc thang đơn vị là suất điện động e(t) :
0 khi t 0

e (t) = 

1 khi t  0

Đặc tính quá độ cho ta thấy sự méo dạng xung khi khuếch đại tín hiệu xung. Hình 2.2.1.1b là
một dạng ĐTQĐ điển hình
Tổng quát mà nói thì trong một mạch khuếch đại ĐTBĐ, ĐTPT và ĐTQĐ liên quan chặt chẽ
với nhau, tức là dạng của đặc
tính này sẽ quyết định hai đặc
K
a)
b)
h(t)
tính còn lại, tuy nhiên tuỳ theo
K
chức năng của mạch khuếch K 0
2
đại mà người ta quan tâm đến
đặc tính nào hơn.


t
c
H×nh 2.2.2.1. a) mét d¹ ng § TBT cña khuÕch ®¹ i
b) mét d¹ ng § TQ§ cña khuÕch ®¹ i

t

24


Méo phi tuyến là sự méo dạng tín hiệu trong bộ khuếch đại đo đặc tuyến VOLTAGE –

AMPERE của phần tử khuếch đại không phải là tuyến tính ( mà là phi tuyến). Do đặc tuyến
của phần tử khuếch đại không tuyến tính nên một tần số đưa tới đầu vào của bộ khuếch đại sẽ
làm xuất hiện ở đầu ra những sóng hài bậc cao. Méo phi tuyến hay méo không đường th ng
được đánh giá bằng hệ số hài :

U 2 m2  U 2 m3  ....U 2 mn
K h% 
100 %
U m1
Trong đó Um1, Um2, Um3, ......Umn là biên độ của điện áp tần số cơ bản và biên độ các hài bậc 2,
3, ...n ở đầu ra của mạch khuếch đại.
Tuỳ theo chức năng của mạch khuếch đại mà Kh% có định mức khác nhau trong các mạch kỹ
thuật.
2.2.3
Đặc tính biên độ
Đó là sự phụ thuộc của biên độ điện áp đầu ra vào biên độ điện áp đầu vào của bộ khuếch đại.
Ura = f(Uvào)
Dạng của nó được trình bày trên hình 2.2.3.1a.
Thực tế khi điện áp vào bằng không ( không có tín hiệu vào) thì vẫn tồn tại một điện áp ( tuy rất
nhỏ ), đó là tạp âm nội bộ của mạch khuếch đại. Còn khi biên độ điện áp vào quá lớn thì biên
độ điện áp ra sẽ không tăng vì tính phi tuyến của phần tử khuếch đại.
U ra

U m in

c)

b)

a)

P ra

U m ax

K P dB

P

U vµo

P vµo

K

P v max

P vµo

Hình 2.2.3.1 a)đặc tính biên độ của các mạch khuếch đại
b)đặc tính biên độ của khuếch đại công suất.
Khi biên độ tín hiệu vào nằm trong khoảng UVmin  UVmax thì mạch khuếch đại có thể coi là
một mạng bốn cực tuyến tính. Lúc đó nói dải động của mạch khuếch đại là :
D

U V max
U V min

Với các mạch khuếch đại công suất đặc tính động là quan hệ Pra = f(PVào) hoặc KPdb = f ( Pvào)
( hình 2.2.3.1b,c) lúc đó hệ số méo phi tuyến sẽ là :

P
K 0  Ra 100 %
PVµo
Công suất vào cực đại Pvàomax ứng với mức giảm công suất ra 1 db gọi là biên trên của đặc
tính biên độ ( hình 2.2.3.1c).

25