Tài liệu Khuếch đại Điện tử, chương 4.1 ppt

78
Ch-ơng 4
Khuếch đại Điện tử
Trong qúa trình biến đổi gia công tín hiệu th-ờng phải xử lý với tín hiệu
biên độ rất nhỏ, công suất thấp không đủ kích thích cho tầng tiếp theo làm việc.
Nh- vậy, cần phải gia tăng công suất cho tín hiệu. Mạch điện cho phép ta nhận ở
đầu ra ở tín hiệu có dạng nh- tín hiệu đầu vào nh-ng có công suất lớn hơn gọi là
mạch khuếch đại. Quá trình khuếch đại là quá trình biến đổi năng l-ợng có điều
khiển, ở đó năng l-ợng của nguồn một chiều ( không chứa đựng thông tin ) đ-ợc
biến đổi thành năng l-ợng xoay chiều của tín hiệu có mang tin. Đây là một quá
trình gia công 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 (tranzisto,IC ), nguồn
một chiều và các phần tử thụ động RLC. Ch-ơng này nghiên cứu các mạch
khuếch đại điện tử thông dụng.
4.1.Phân loại khuếch đại , các tham số và đặc tính của
mạch khuếch đại.
4.1.1. Phân loại khuếch đại
Mạch khuếch đại ( hay bộ khuếch đại ) có thể phân loại theo các dấu hiệu
sau:
1/ Theo phần tử khuếch đại: có khuếch đại dùng đèn điện tử 3,4 hoặc 5
cực, khuếch đại dùng tranzisto l-ỡng cực , khuếch đại dùng tranzisto tr-ờng,
khuếch đại dùng diot tunen, khuếch đại tham số, khuếch đại IC( vi mạch)
2/ Theo dải tần số làm việc : Có khuếch đại âm tần, khuếch đại cao tần,
khuếch đại siêu cao tần
3/ Theo bề rộng của dải tần số thi cần khuếch đại : khuếch đại dải rộng,
khuếch đại dải hẹp.
4/ Theo dạng tải : Khuếch đại cộng h-ởng(hay chọn lọc )có tải là mạch
cộng h-ởng , khuếch đại điện trở(phông cộng h-ởng ).
5/ Theo đại l-ợng cần khuếch đại: khuếch đại điện áp, khuếch đại dòng
điện, khuếch đại công suất.
4.1.2. Các tham số và đặc tính của khuếch đại.

Để đánh giá định l-ợng chất l-ợng của một mạch khuếch đại ng-ời tra sử
dụng các tham số và đặc tính sau :
a)Hệ số khuếch đại: là tỷ số giữa đại l-ợng điện ở đầu ra và đầu vào của mạch
khuếch đại. Các đại l-ợng đó là điện áp, dòng điện hoặc công suất , t-ơng ứng có
hệ số khuếch đại điện áp
u
.
K hay
.
K
, hệ số khuếch đại dòng điện
.
K
I
và hệ số
khuếch đại công suất K
P
. 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:

.
.
.

U
U
U
KK
Vm
Rm

U

(4.1)
79
Vm
Rm
I
.
I
.
I
.
K
(4.2)
Vì trong mạch tồn tại phần tử quán tính (phản kháng ) trên tổng quát mà nói
K và K
I
là các hàm số phức của biến tần số ( = 2f ), tức là phụ thuộc vào tần
số của tín hiệu cần khuếch đại.
Hệ số khuếch đại công suất K
P
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.

V
R
P
P
P

K

(4.3)
Hệ số khuếch đại công suất còn đ-ợc biểu thị bằng đơn vị dexiben (db)
K
Pđb
= 10 lg K
p
(4.4)
Trong mạch khuếch đại dùng tranzistor tr-ờng FET việc xét hệ số khuếch
đại dòng điện là không thực tế vì dòng vào cực nhỏ, do vậy ng-ời ta chỉ xét hệ số
khuếch đại điện áp
.
K
. ở khuếch đại dùng tranzistor l-ỡng cực có thể dùng cả ba
hệ số
.
K
,
.
K
I
, K
P
, tuy nhiên th-ờng dùng hệ số khuếch đại điện áp
.
K
U
,để đơn
giản th-ờng ký hiệu là

.
K
.
b)Đặc tính biên độ tần số và đặc tính pha tần số
Quá trình khuếch đại tín hiệu th-ờng đi kèm với quá trình gây méo dạng của
tín hiệu. Méo tín hiệu có hai dạng là méo
tuyến tính và méo phi tuyến.
Méo tuyến tính phát sinh do trở kháng của phần tử phản kháng phụ thuộc
vào tần số (Z
C
= 1/jc, Z
L
=jL). Do vậy các thành phần tần số khác nhau(các
sóng hài) sẽ đ-ợc khuếch đại khác nhau, đồng thời quan hệ pha giữa chúng ở đầu
ra so với đầu vào cũng thay đổi. Méo tuyến tínhđ-ợc 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 l-ợng phức nên ta có

)(j
e)(K
)(j
e)j(K)j(K




(4.5)

)j(
.

K =K( =) - modun của
)(jK


)(
- argument của )(jK

.
ĐTBT chỉ sự phụ thuộc của modun hệ số khuếch đại
)j(K
.
vào tần số của
80
tín hiệu. Dạng của ĐTBT điển hình trình bày trên hình4.1a. Tất nhiên ĐTBT có
thể biểu diễn bằng đồ thị U
Rm
(f) hoặc U
Rm
() khi U
vào
=const. Khi phân tích
khuếch đại ng-ời ta th-ờng dùng ĐTBT quy chuẩn m =
Ko/)j(K

, trong đó K
0
là giá trị cực đại của hệ số khuếch đại.Từ đặc tính hình 4.1a ta thấy nếu tín hiệu
có tần số quá thấp hoặc quá cao thì khi đi qua mạch khuếch đại nó sẽ đ-ợc
khuếch đại ít hoặc không đ-ợc khuếch đại.Vì vậy ng-ời ta chỉ coi tín hiệu nằm
trong

dải thông đ-ợc 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
K
0
.Cũng trên hình này dải thông là
thấp

cao
hay
t

c
.
ĐTPT chỉ sự phụ thuộc của l-ợng 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) :
e (t) =







01

00
tkhi
tkhi
(4.6)
Đặc tính quá độ cho ta thấy sự méo dạng xung khi khuếch đại tín hiệu xung.
Hình 4.1b là một dạng ĐTQĐ điển hình
Tổng quát mà nói thì trong một mạch khuếch đại ĐTBĐ, ĐTFT và ĐTQĐ
liên quan chặt chẽ với nhau, tức là dạng của đặc tính này sẽ quyết định hai đặc
tính còn lại, tuy nhiên tuỳ
theo chức năng của mạch
khuếch đại mà ng-ời ta quan
tâm đến đặc tính nào hơn.
Méo phi tuyến là sự méo
dạng tín hiệu trong bộ
khuếch đại đo đặc tuyến
VON - AMPE 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 đ-a tới đầu vào của bộ khuếch đại
sẽ làm xuất hiện ở đầu ra những sóng hài bậc cao(Xem ch-ơng 7 mục 7.1.3a).
Méo phi tuyến đ-ợc đánh giá bằng hệ số hài :
%100

1
2
3
2
2
2
%
m

mnmm
h
U
UUU
K


(4.7)
Trong đó U
m1
, U
m2
, U
m3
, U
mn
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 K
h%
có định mức khác nhau
trong các mạch kỹ thuật.



2
81
c)Đặc tính biên độ :đó là sự phụ thuộc của biên độ điện áp đầu ra vào biên độ
điện áp đầu vào của bọ khuếch đại. Dạng của nó đ-ợc trình bày trên hình 4.2a.
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. Khi biên độ tín hiệu vào nằm trong khoảng U
Vmin

U
Vmax
thì mạch khuếch đại có thể coi là một mạng bốn cực tuyến tính. Lúc đó nói
dải động của mạch khuếch đại là :
Hình 4.2 a)đặc tính biên độ của các mạch khuếch đại
b)đặc tính biên độ của khuếch đại công suất.

minV
maxV
U
U
D

(4.8)
Với các mạch khuếch đại công suất đặc tính động là quan hệ P
ra
= f(P
Vào
)
hoặc K
Pdb
= f ( P
vào
) ( hình 4.2b,c) lúc đó hệ số méo phi tuyến sẽ là :

%100
0
Vào
Ra
P
P
K

(4.9)
Công suất vào cực đại P
vàomax
ứng với mức giảm công suất ra 1 db gọi là
biên trên của đặc tính biên độ ( hình 4.2c).
d) Hiệu suất

của mạch khuếch đại:

đ-ợc tính bằng tỷ số giữa công suất ra
tải ( công suất hữu ích ) và công suất tiêu thụ nguồn của toàn mạch:
0

P
P
Ra
(4.10)
P
Ra
- công suất ra tải
P
0

- công suất tiêu thụ nguồn.
e)Trở kháng (tổng trở) vào, trở kháng ra của mạch khuếch đại.
Tổng trở hoặc tổng dẫn đầu vào và đầu ra cũng là một tham số quan trọng
của mạch khuếch đại,chúng đặc tr-ng cho khả năng phối với nguồn cấp tín hiệu ở
đầu vào và phối hợp với tải ở đầu ra của mạch khuếch đại.Tổng trở đầu vào ( hoặc
đầu ra ) là tỷ số giữa biên độ phức của
điện áp và dòng điện ở đầu vào (hoặc đầu
ra )của bộ khuếch đại:
Rm
Rm
R
Vm
Vm
V
.
I
.
U
Z;
.
I
.
U
Z

Ura
UvàoUmin
Umax
Pra
Pvào

KP dB
Pvào
Pv max
a)
b)
c)

P

K
82

Rm
Rm
V
R
R
Vm
Vm
V
V
V
.
U
.
I
Z
Z
Y;
.

U
.
I
Z
Z
Y

11
(4.11)
Nghịch đảo của tổng trở phức là tổng dẫn phức .
Tất cả các tham số và đặc tính vừa nêu trên đều quan trọng đối với một
mạch khuếch đại, tuy nhiên tuỳ theo chức năng của từng mạch cụ thể mà các
tham số đó có thể có các yêu cầu khác nhau. Ngoài ra các tham số trên còn cần
phải kể đến độ ổn định của hệ số khuếch đại, hệ số tạp âm, tạp âm nhiệt, các
tham số khai thác
4.2 Sơ l-ợc về hồi tiếp
trong mạch khuếch
đại.
Hiện t-ợng một phần năng
l-ợng của tín hiệu ra quay trở lại
đầu vào của mạch khuếch đại gọi
là hiện t-ợng hồi tiếp (hay phản
hồi) trong mạch khúêch đại Hình
4.3 là sơ đồ khối của mạch khuếch đại có hồi tiếp.Mạch hồi tiếp

là mạch thụ
động( R, L, C)nó đ-ợc đặc tr-ng bởi hệ số truyền
.

.

.
K
là mạch khuếch đại đơn
h-ớng.
4.2.1.Phân loại hồi tiếp.
Ng-ời ta phân loại hồi tiếp theo các dấu hiệu sau đây:
Theo cách cấu thành mạch hồi tiếp
.
:có thể chia ra thành hồi tiếp trong và
hồi tiếp ngoài.Mạch hồi tiếp
.
có thể đ-ợc tạo nên bởi các tham số ký sinh bên
trong của phần tử khuếch đại, lúc đó ta có hồi tiếp trong.Mạch hồi tiếp có thể tạo
bởi các ký sinh bên ngoài phần tử khuếch đại( ví dụ ký sinh do lắp ráp mạch tạo
nên ) lúc đó ta có hồi tiếp ngoài. Hồi tiếp này còn gọi là hồi tiếp ký sinh, tồn tại
ngoài ý muốn của ng-ời thiết kế. Ngoài ra mạch hồi tiếp ngoài có thể đ-ợc tạo
nên theo ý muốn của ng-ời thiết kế để cải thiện các tham số kỹ thuật của khuếch
đại.
Theo cách mắc mạch hồi tiếp :Từ hình (4.3) ta thấy đầu ra của mạch
khuếch đại đ-ợc mắc với đầu vào của mạch hồi tiếp, đầu ra của mạch hồi tiếp
đ-ợc nối với đầu vào của mạch khuếch đại. Nh- vậy, đầu vào và đầu ra của mạch
khuếch đại có thể đấu song song hoặc nối tiếp với đầu ra và đầu vào của mạch hồi
tiếp. Có có 4 cách đấu nh- ở hình 4.4.
Nếu đầu ra nối tiếp thì có hồi tiếp theo dòng điện, nếu đấu song song thì
có hồi tiếp theo điện áp ( để phân biệt với đầu vào ):
Hồi tiếp song song theo điện áp hình 4.4a
.

.
K

83
Hồi tiếp song song theo dòng điện hình 4.4b
Hồi tiếp nối tiếp theo điện áp hình 4.4c
Hồi tiếp nối tiếp theo dòng điệnhình 4.4d.

Theo pha của tín hiệu hồi tiếp :
Nếu tín hiệu hồi tiếp đồng pha với tín hiệu vào thì hồi tiếp gọi là hồi tiếp
d-ơng, còn ng-ợc pha gọi là hồi tiếp âm.
4.2.2.Hệ số khuếch
đại của mạch
khuếch đại có hồi
tiếp.
Xét mạch khuếch đại
có hồi tiếp điển hình
là khuếch đại hồi tiếp
nối tiếp theo điện áp
hình 4.5 ( chính là
hình 4.4b).Ta
có:
'
U
U
.
K
V
Ra



- Hệ

số khuếch đại khi không có hồi tiếp .
R
ht
.
U
.
U
.


-
Hệ số truyền ( hàm truyền đạt phức) của mạch
hồi tiếp.
v
ra

.
U
.
U
.
K
- Hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp.
Vì
Vht'v

UUU
nên

K
.
K
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.
U
.

U
.
U
.
K
'V
ra
ra
ht
'V
ra
'V
ht
'V
ra
ht'V
ra
V
ra








1
11
(4.12)

Tổng quát thì
.
,
.
,
.


KK là các hàm phức (của biến j); tuy nhiên trong
Hình 4.4 Các dạng hồi tiếp trong khuếch đại
Zt
a)
Zt
b)
Zt
c)
.

Zt
d)
.

.

.

.
K
.
K

.
K
.
K
.
K
.

84
một dải tần số nhất định thì có thể coi chúng nhận các giá trị thực nên (4.12) có
dạng:
.
.K1
K
K



(4.13)
Đại l-ợng K.
gọi là hàm truyền vòng, còn g = 1 - K gọi là độ sâu hồi
tiếp. Khi 1>K
> 0 thì hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp K

lớn hơn khi không có
hồi tiếp K ,đó là hồi tiếp d-ơng . Khi K
= 1 mạch khuếch đại bị tự kích, biến
thành mạch tạo dao động. Khi K
< 0 thì:

K
.K1
K
K




(4.14)
Đó là tr-ờng hợp hồi tiếp âm.
Hồi tiếp âm tuy làm giảm hệ số khuếch đại nh-ng lại làm cho hàng loạt
các tham số của mạch khuếch đại tốt lên nên ng-ời ta sử dụng khuếch đại hồi tiếp
âm rất nhiều trong các mạch điện tử.
4.2.3. ảnh h-ởng của hồi tiếp âm đến các đặc tính của khuếch đại.
+ ảnh h-ởng đến độ ổn định của hệ số khuếch đại:
Trong quá trình làm việc, hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại có thể
biến động, nghĩa là bộ khuếch đại sẽ làm việc không ổn định. Ng-ời ta đánh giá
độ ổn định bằng sai số t-ơng đối của hệ số khuếch đại khi không có hồi tiếp
K
K

và có hồi tiếp âm



K
K
.Lấy đạo hàm K

theo K ở (4.14) ta có:

.K
.
K
K
.K
).K(
.
).K(
K
.
K
K
)K(
K
Khay
)K(

dK
dK
1
1
1
1
1
11
1
22
Vậy:






.K
.
K
K
K
K
1
1
(4.15)
Từ (4.15) ta thấy sai số t-ơng đối hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp âm nhỏ
hơn (1+K.
) lần so với sai số khi không có hồi tiếp âm, nghĩa là hồi tiếp âm làm
độ ổn định của hệ số khuếch đại tăng lên (1+K

) lần.
Với bộ khuếch đại gồm nhiều tầng có thể dùng hồi tiếp âm ở từng tầng riêng rẽ
hoặc dùng hồi tiếp âm bao tất cả các tầng .
-Khuếch đại hồi tiếp âm ở từng tầng riêng rẽ ( hình 4.6a ):Với bộ khuếch đại n
tầng, mỗi tầng có hệ số khuếch đại là K thì hệ số khuếch đại của toàn mạch K

là:

n
)
.K
K
(K



(4.16)
-Khuếch đại hồi tiếp âm bao tất cả các tầng ( hình 4.6b)




n
n
K
K
K
(4.17)
Từ (4.16) và (4.17) suy ra sai số t-ơng đối hệ số khuếch đại có hồi tiếp âm
từng tầng riêng rẽ và hồi tiếp âm bao tất cả các tầng t-ơng ứng là:

85
Kh đại
Hồi tiếp
1
K
.
1
.

Kh đại
Hồi tiếp
2
.

Kh đại
Hồi tiếp
n
K
.
2
K
.
n
.

Kh đại
Hồi tiếp
1
K
.

.

Kh đại Kh đại
n
K
.
2
K
.
Hình 4.6 a)Hồi tiếp âm riêng rẽ
b)Hồi tiếp âm bao nhiều tầng











;

n
.
n
Nh- vậy dùng hồi tiếp âm bao tất cả các tầng sẽ cho độ ổn định của hệ số
khuếch đại cao hơn.
+ ảnh h-ởng đến trở kháng vào .
Hồi tiếp âm làm thay đổi trở kháng
vào tuỳ theo cách mắc ở đầu vào của mạch
khuếch đại.
- Tr-ờng hợp mạch hồi tiếp mắc nối
tiếp với đầu vào của mạch khuếch đại, lúc này
ta mô hình hoá đầu vào của mạch khuếch đại
bằng trở kháng vào r
v
,đầu ra của mạch hồi
tiếp là r
rht
( trở kháng ra của mạch hồi tiếp
)mắc nối tiếp với nguồn điện áp
U
ra
(
hình4.7)
Với khuếch đại có hồi tiếp theo điện
áp ra là U
ra
, hồi tiếp theo dòng điện ra là I
ra

Lúc đó : Khi không có hồi tiếp
(
Ur = 0)
Zv =
v
V
v
v
I
UU
I
U
'
'

= r
v
+ r
rht
.
Khi có hồi tiếp:
v
.g
v
)K(1
ht
r
r).K(1
v
v

I
'
U)K(1
'V
U
v
I
'
U).
'v
U
rU
(1
'v
U
v
I
r
U.U'
'v
U
v
I
v
U
Z
rrr
V

(4.18)
K

UV
UV '
U'
rv
rrht
r
U
Hình 4.7 Mô hình hoá đầu
vào của mạch KĐ có hồi tiếp
IV
86
Lúc này trở kháng vào có hồi tiếp nối tiếp tăng (1+ K) lần.(tốt lên(1+
K
)lần )
- Tr-ờng hợp đầu vào đấu song song, cũng mô hình hoá và chứng minh

t-ơng tự:

g
Z
Z
V
V


(4.19)
Nghĩa là trở kháng vào giảm g=(1+ K
) lần.
+ ảnh h-ởng đến trở kháng ra:
Hồi tiếp âm theo điện áp:

g
Z
Z
r
r


(4.20)
Hồi tiếp âm theo dòng điện

rr
gZZ


(4.21)

Để dễ phối hợp trở kháng ở đầu vào và đầu ra của mạch khuếch đại cần có
trở kháng vào lớn, trở kháng ra nhỏ nên ng-ời ta th-ờng sử dụng
hồi tiếp âm nối
tiếp theo điện áp.
Có thể chứng minh rằng hồi tiếp âm mở rộng dải thông, giảm méo phi
tuyến, tăng dải động, giảm tạp âm trong mạch khuếch đại. Nh- vậy hồi tiếp âm
tuy làm cho hệ số khuếch đại giảm nh-ng hầu hết các tham số khác của mạch
đ-ợc cải thiện nên hồi tiếp âm đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật.
4.3 .Các chế độ làm việc của mạch khuếch đại.
Một bộ khuếch đại có thể làm việc trong các chế độ sau: A, B, AB, C, D.Chế
độ A là chế độ dòng điện đầu ra của mạch khuếch đại tồn tại trong cả chu kỳ của
tín hiệu, nghĩa là phần tử khuếch đại luôn mở ( thông) - Hình 4.8a.
Công suất tiêu thụ nguồn một chiều hầu nh- không đổi, không phụ thuộc vào
mức của tín hiệu đầu vào, tỷ lệ với dòng tĩnh của tranzistor. Chế độ A ứng với góc
cắt diện
= 180
0
. Hiệu suất làm việc trong chế độ A nhỏ nên chế độ A chỉ dùng
khuếch đại tín hiệu nhỏ.
Chế độ B, C, D
dòng tĩnh của
tranzisto nhỏ, nghĩa
là tranzisto không
thông trong cả chu
kỳ tín hiệu mà có
một phần chu kỳ
tranzistor sẽ ngắt
(đóng).
ở chế độ B
khi không có dòng

tín hiệu vào thì
tranzisto không tiêu
i
c
i
c
2 t 2 t
i
c
i
c
2



t 2


t
Hình 4.8 Dòng colectơ của KĐ trong các chế độ A,B,AB,C
87
thụ nguồn một chiều.
Khi có tín hiệu vào tranzistor sẽ thông trong một nửa chu kỳ và góc cắt
= 90
0

( hình 4.8b). Công suất tiêu thụ nguồn một chiều tỷ lệ với trị số trung bình của
dòng ra. Chế độ B có hiệu suất lớn nên sử dụng với các mạch khuếch đại công
suất lớn.
Chế độ AB góc cắt 90

0
< < 180
0
( hình 4.8C). Hiệu suất làm việc ở chế độ
AB nhỏ hơn chế độ B và lớn hơn ở chế độ A. Chế độ B và AB tín hiệu bị méo
dạng nên chỉ dùng ở các bộ khuếch đại 2 tranzistor mắc đẩy kéo. Nếu chọn chế
độ AB càng gần chế độ B thì méo phi tuyến càng giảm.Vì méo phi tuyến ở chế
độ AB nhỏ nên nó đ-ợc dùng nhiều trong các tầng khuếch đại công suất ra ngay
cả khi tín hiệu nhỏ.
Chế độ C có góc
<90
0
,hiệu suất cao hơn chế độ B nh-ng méo phi tuyến
lớn nên chỉ dùng khi không cần quan tâm đến méo phi tuyến.
4.4 Cấp nguồn và ổn định chế độ làm việc của tranzisto
4.4.1 Chọn điểm công tác của Tranzisto.
Việc cấp nguồn hay phân cực cho tranzistor thực hiện tuỳ theo cách
mắc
tranzistor và loại tranzistor.
Tranzistor có 3 cách mắc: Bazơ chung, Emitơ chung và Colectơ chung (
hình 4.9). Dù mắc theo cách nào thì mặt ghép emitơ cũng phải phân cực thuận,
mặt ghép colectơ phân cực ng-ợc để tranzisto làm việc ở chế độ khuếch đại. Nh-
vậy đối với tranzistor thuận p - n - p thì cực E phải d-ơng hơn cực B, cực B phải
đ-ơng hơn cực C. ở tranzistor ng-ợc n-p-n thì ng-ợc lại.Gọi điện áp các cực
t-ơng ứng là U
B
, U
E
, U
C

( đo so với điểm chung - điểm "mát" của mạch), xét các
tr-ờng hợp mắc khác nhau.Mắc bazơ chung ( hình 4.9a)
U
BE
= U
E
- U
B
> 0, I
E
> 0
U
CB
= U
C
- U
B
< 0, I
C
< 0 (4.22)
BBE
UU
CCE
UU
a)
E
EB
UU
CCB
UU

b)
BBE
UU
EEC
UU
a)
Hình4.9.Ba cách mắc a)Emitơ chung b)Bazơ chung
c)Colectơ chung
Dòng I
C
âm có nghĩa là chiều thực của dòng I
C
ng-ợc với chiều ký hiệu
trên hình vẽ.
Mắc emitơ chung ( hình 4.9b)
U
BE
= U
B
- U
E
<0 , I
B
< 0
U
EC
= U
E
- U
C

<0 , I
C
< 0 ( 4.23)
Mắc colectơ chung ( hình 4.9c)
U
BC
= U
B
- U
C
> 0, I
B
> 0
U
EC
= U
E
- U
C
> 0, I
E
> 0 (4.24)
88
Với tranzistor n - p - n chiều
điện áp và dòng điện ng-ợc với
tr-ờng hợp vừa trình bày cho
tranzistor p - n- p.
Việc cấp nguồn cho
tranzistor nhằm xác định điểm
công tác tĩnh trên họ đặc tuyến

của nó(Xem giáo trình
Cấu kiện
điện tử
). Điểm công tác tĩnh phải
đ-ợc chọn để nếu khuếch đại làm
việc ở chế độ A thì miền làm việc
không nằm trong các miền cấm.
Miền làm việc giới hạn bởi các đ-ờng phân chia miền bão
hòa và miền tích cực, đ-ờng U
Cmax
, đ-ờng cong P
Cmax
, đ-ờng U
Cmax
và đ-ờng của
miền cắt ( I
B
= 0) nh- ở hình 4.10. Trên hình 4.10 miền gạch nghiêng là miền
không làm việc hay miền cấm. Điểm 0 gọi là điểm công tác tĩnh hay điểm làm
việc tĩnh. Đ-ờng thẳng đi qua điểm 0 và điểm ( E
CC
, 0) là đ-ờng tải tĩnh xác định
bởi ph-ơng trình:
Ta xét ví dụ cụ thể khuếch đại với tranzistor mắc emitơ chung trên hình
4.11.a. Điểm công tác tĩnh đ-ợc xác định bởi điện áp và dòng điện tĩnh ( tức là
khi ch-a có tín hiệu vào) ở các cực của tranzistor, đó là I
C0
, U
C0
, I

B0
và U
B0
.
Đ-ờng tải tĩnh xác định bởi ph-ơng trình:
U
C
= E
CC
- I
C
.R
t
; đó là đ-ờng thẳng xác định khi E
CC
= const và R
t
=
const, nó đ-ợc dựng bằng cách nối hai điểm có toạ độ là ( E
CC
, 0) và ( 0,
E
R
CC
t
).
Hình 4.11b là đặc tuyến tĩnh của tranzisto với đ-ờng tải ứng với E
CC
= 24v, R
t

=
8k
.
Điểm A ứng với U
C
= 24v, I
C
= 0
t
ccc
C
R
UE
I


M
i
ề
n

b
ã
o

h
o
à
I
C

(mA)
3,0 B
C I
B
I =30

A
2,5
D I
B
=20

A
2,0
1,5 E I
B
=10

A
1,0
0,5 F I
B
=0
A
U
CE
0 3,2 8,8 15,2 21,6 24 V
b)
Hình 4.11 a) mạch khuếch đại EC tĩnh b) họ đặc tính ra và đ-ờng tải
Rb

Rt
URt
Uc
Ub
a)