BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
ĐỀ TÀI: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
TRANZITO
Giảng Viên: Phùng Công Phi Khanh
Môn: Kỹ Thuật Điện Tử
Họ và tên: Hoàng Văn Quí
Lớp: K37A- SPLý
Mã SV: 1151020121
Mục Lục
Phần I: Mở đầu tr3
1, Đặt vấn đề tr3
2, Mục đích tr3
Phần II: Phần nội dung tr3
1, Giới thiệu chung về mạch khuếch đại công suất tr3
2, Tầng khuếch đại công suất có biến áp ra làm việc
ở chế độ A tr4
3, Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo chế độ B hay
AB có biến áp tr7
4, Khuếch đại công suất đẩy kéo không có biến áp tr12
Phần III: Kết luận tr15
Tài liệu tham khảo tr15
Phần I: Mở đầu
1, Đặt vấn đề
Trong quá trình biến đổi gia công 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 nượng của nguồn một chiều được

với nửa chu kì, còn nửa chu kì sau
tranzito ở chế độ khóa. Khi đó hiệu
suất năng lượng của tầng cao (60-
70%) và có khả năng cho một công
suất ra tải lớn, tuy nhiên méo γ với chế độ này lớn cần khắc phục
bằng cách mắc tranzito thích hợn.
 Chế độ AB là trung gian giữa chế độ A và chế độ B đạt được
bằng cách dịch chuyển điểm tĩn lên phía trên diểm B ( Hinh 1).
Méo không đường thẳng sẽ giảm khác nhiều so với chế độ B.
2, Tầng khuếch đại công suất có biến áp ra làm việc ở chế độ A
Do dòng điện ở mạch ra là khá lớn vì thế cần phải lưu ý khi chọn điện trở
R
E
. Điện trở R
E
thường không vượt quá vài chục Ω, nên khó khăn trong việc
chọn C
E
để khử hồi tiếp âm dòng xoay chiều. ta sẽ khảo sát tầng khuếch đại
khi R
E
=0.
Trong thực tế hiệu suất của chế độ này chỉ đạt vài phần trăm vì nếu tăng
hiệu suất thì méo sẽ tăng. Hiệu suất thấp là nhược điểm cơ bản của chế độ A,
vì vậy ở các tầng công suất chế độ này ít được sử dụng. Méo tần số trong
Hình 1
tầng có nguyên nhân là do biến áp. Để tăng tần số giới hạn trên cần giảm
điện cảm tiêu tán của biến áp, còn để mở rộng ở vùng tần số thấp cần tăng
điện cảm cuộn sơ cấp của biến áp làm việc ở miền bão hòa từ.
Phương pháp đồ thị giải tích được dùng để tính toán tầng khuếch đại công

2 2
.
2 2 .
cm cm b a
r t t t
U U
P R P R
η
η
−
= =
cuộn sơ cấp biến áp). Điện trở tải xoay chiều của tầng qui về cuộn dây sơ
cấp sẽ là
R
t
~ = R
1
+ n
2
( R
t
+ R
2
)
≈
n
2
R
t
Trong đó n=W

=
t
b a
P
η
−
ở đây η
b-a
= 0,8 ÷ 0,95 là hiệu suất của biến áp.
Trường hợp tín hiệu là tín hiệu hình sin thì công suất ra của tầng có quan
hệ với tham số U
Cm
, I
Cm
theo:
2
2
2
Cm
2
2 2 2
~ ~
Cm
C
U I
U
U
U
cm cm
P

~
CE
t
C
U
R
I
∆
=
∆
I
C
cho phÐp > I
C0
+ I
Cm
U
CE
cho phÐp > U
CE0
+ U
Cm
≈ 2U
CC
P
C
cho phÐp

> P
C

cm cm
r
U I
P =
Công suất tiêu thụ của nguồn cung cấp
P
0
= E
c
.I
co
= U
co
.I
co
Hiệu suất của mạch colecto
Từ công thức trên ta thấy nếu tín hiệu ra tăng thì hiệu suất tăng và sẽ phải
tiến tới giá trị bằng 0,5 khi
I
co
= I
cm
; U
cm
= U
co
Công suất tiêu hao trên mặt ghép colecto
P
c
= P

r
co co
U I
P
P U I
η
= =
1
.
2
cm cm
U I
tuyến tính lớn. Ở đây biến áp BA
1
là biến đảo pha, tạo ra hai điện áp có biên
độ như sau nhưng ngược pha để kích vào bazo của hai tranzito. BA
2
là biến
áp ra. Hai tranzito T
1
và T
2
mắc đẩy kéo. Mạch colecto của mỗi mạch
tranzito mắc với một nửa cuộn sơ cấp của biến áp ra. Tỷ số biến áp ra là n
2
=
W
21
/W
t

, R
2
. Trong chế độ B thiên
áp ban đầu không có nên không cần R
1
. Khi đó điện trở R
2
được dùng để
đảm bảo công tác cho mạch vào của tranzito trong chế độ gần với chế độ
nguồn dòng.
Đầu tiên hãy xét sơ đồ khi nó làm việc ở chế độ B. Lúc không có tín hiệu
vào điện áp trên bazo của hai tranzito đối với emito của chúng đều bằng
không. Nếu không tính đến dòng điện ngược colecto thì có thể coi dòng điện
trong tầng khuếch đại bằng không. Điện áp ở trên tải cũng bằng không. Trên
colecto mỗi tranzito sẽ có điện áp một chiều bằng điện áp nguồn E
c
.
Khi có tín hiệu vào, bắt đầu từ nửa chu kỳ dương lúc đó trên cuộn thứ cấp
W
11
của biến áp BA
1
sẽ có nửa chu kì có điện áp âm đối với điểm chung của
các cuộn dây, còn trên cuộn dây W
12
sẽ có nửa chu kì điện áp dương. Kết
quả là tranzito T
2
vẫm tiếp tục khóa chỉ có dòng I
c1

1
khóa còn T
2
mở. Trên cuộn
W
22
sẽ có dòng điện i
C2
= βi
B2
chảy qua tạo nên điện áp có cùng trị số nhưng
cực tính ngược lại ở cuộn tải W
1
. Trên tải sẽ có nửa song điện áp âm. Như
vậy quá trình khuếch đại tín hiệu vào được thực hiện theo hai nhịp nửa chu
kì: nửa chu kì đầu chỉ có một tranzito làm việc, nửa chu kì sau thì tranzito
còn lại làm việc, quá trình làm việc với tầng khuếch đại như vậy chỉ cần giải
thích bằng biên độ hình 5 đối với một nửa chu kì, ví dụ đối với tranzito T
1.
Đường tải một chiều xuất phát từ điểm có tọa độ (0, E
c)
hầu như song song
với trục dòng điện vì điện trở mạch colecto chỉ gồm điện trở thuần của cuộn
sơ cấp biến áp ra BA
2
rất nhỏ. Vì trong chế độ tính U
BEo
= 0, dòng colecto
Hình 4: Tăng đẩy kéo ghép biến áp
Hình 5: Đồ thị tuyến tính tăng công suất

~
P
bat
P
Trị số trung bình của dòng tiêu thụ từ nguồn cung cấp
0
0
1
sin 2
m
m
Ic
I Ic d
π
θ θ
π π
= =
∫
Công suất tiêu thụ từ nguồn cung cấp
2 .
.
mc c
o o c
I E
P I E
π
= =
Hiệu suất của mạch colecto
0
.

2
1
b a
η
−
=
thì
0,785
η
=
. Thực tế η đạt 0,5 – 0,6, lớn gấp 1,5 lần hiệu suất của
tầng đơn.
Công suất tiêu thụ trên mặt ghép colecto của mỗi tranzito
2
~
~
2 . 2
1 1 1
[ ]
2 2
cm c c
c o cm cm cm cm
t
I E E
P P P I U U U
R
π π
= − = − = −
Theo công thức trên thì công suất P
c

còn lại cũng sẽ hình thành một điện
áp như vậy và được cộng với điện áp nguồn E
c
để xác định điện áp ngược
cho tranzito khóa. Trị số điện áp đặt trên tranzito khi đó là 2E
c
. Xuất phát từ
trị số này để chọn tranzito theo điện áp
Trong chế độ B, dòng điện chảy qua tranzito chỉ trong 1/2 chu kì thích
hợp và chọn tranzito theo dòng điện dựa vào I
cm
. Do đó với cùng một loại
tranzito thì tầng đẩy kéo đảm bảo công suất ở tải lớn hơn tầng đơn.
Tuy nhiên ở chế độ B, vì thiên áp ban đầu bằng không nên méo không
đường thẳng của điện áp ra lớn. Nguyên nhân là tính không đường thẳng ở
đoạn đầu của đặc tuyến tính vào tranzito khi dòng bazo nhỏ, đó là hiện
tượng méo ở phần gốc ứng với dòng I
b
nhỏ. Do đó dạng dòng i
c1
, i
c2
và điện
áp ra cũng bị méo. Trong chế độ A nguyên nhân này không xuất hiện vì
dòng bazo tĩnh đủ lớn đã loại trừ
vùng làm việc ở đoạn đầu của đặc
tuyến tính vào tranzito
Muốn giảm méo trong mạch bazo
của hai tranzito, người ta đưa them
hai điện trở phụ để chuyển chế độ

B

T
2

U

BE

b)
i

b

(t)

H×nh 6: §Æc tuyÕn cña
khuÕch ®¹i ®Èy kÐo

a) chÕ ®é Bb) chÕ ®é AB

tuyến tính của đặc tuyến vào tranzito. Tuy nhiên vì có hạ áp trên điện trở
phụ do dòng i
B
chảy qua sẽ làm giảm hệ số khuếch đại của tầng. Để giảm
méo triệt để hơn tầng đẩy kéo được chuyển sang làm việc ở chế độ AB.
Thiên áp ban đầu xác địn nhờ các điện trở R

có điểm chung gọi là kiểu cấp song song, còn tải được mắc giữa
điểm nối E và C của các tranzito và diểm chung cấp nguồn. Tranzito T
1
, T
2
làm việc ở chế độ AB do cách chọn điện trở R
1
– R
4
thích hợp. Điều khiển
các tranzito bằng hai nguồn tín hiệu vào ngược pha U
v1
, U
v2
lấy từ tầng đảo
pha trước xuống.
• Theo phương pháp thứ hai (hình 7.b, d), tầng được cung cấp bằng
một nguồn chung (gọi là cung cấp nối tiếp) , còn tải mắc qua tụ có điện dung
đủ lớn. Khi không có tín hiệu thì tụ C được nạp điện với trị số 0,5E
c
. Nếu T
1
làm việc, T
2
tắt cung cấp E
c
. Khi đó dòng I
c2
chạy qua tụ C tích trữ năng
lượng cho nó và big lại phần năng lượng đưa vào tải trong nửa chu kỳ trước.

/(2R
1
). Khả
năng duy nhất để có thể có công suất yêu cầu, với điện trở R
1
cho trước,
trong trường hợp này là do U
cm
quyết định, nghĩa
là phải chú ý đến điện áp nguồn cung cấp. Khi R
1
nhỏ thì không đủ tải về
điện, còn khi R
1
lớn thì không đủ tải về dòng điện.
Tất cả các sơ đồ tăng ra đẩy kéo yêu cầu chọn tranzito có tham số giống
nhau đặc biệt là hệ số truyền đạt β.
Với các mạch hình 7.c và 7.d cần chú ý tới các nhận xét sau:
• Để xác lập chế độ AB cho cặp tranzito T
1
, T
2
cần có hai nguồn điện
áp phụ 1 chiều U
1
và U
2
phân cực cho chúng như trên hình 8. Các điện áp
này được tạo ra bằng cách sử dụng hai điện áp thuận rơi trên 2 điôt Đ
1

.
Ngoài ra do điện trở vi phân lúc mở Đ
1
Đ
2
đủ nhỏ nên mạch vào không làm
tổn hao công suất của tín hiệu, góp phần nâng cao hiệu suất của tầng.
• Khi cần có công suất ra lớn, người ta thường sử dụng tầng ra là các
cặp tranzito kiểu Darlingtơn như hình 9.a và 9.b. Lúc đó, mỗi cặp Darlingtơn
được coi như là một tranzito mới, chức năng của mạch do T
1
và T
2
quyết
định con T
1
’
và T
2
’ có tác dụng khuếch đại dòng ra.
Các thông số cơ bản của mạch 9.a là
7.a
7.b
Hệ số khuếch đại dòng điện β = β
1
β
2
Điện trở vào r
BE
= 2r

quá 1 giới hạn cho trước I
±
ramax
(có hai cực tính). Hình 10 đưa ra một ví dụ
một mạch như vậy thường gặp trong các IC khuếch đại công suất hiện nay.
Bình thường các tranzito T
3
và T
4
ở chế độ khóa cho tới dòng điện ra chưa
đạt tới giá trị tới hạn I
±
ramax.
Khi dòng điện mạch ra qua R
1
và R
2
do nó gây ra
đẩy tới ngưỡng mở của T
3
và T
4
(cỡ ± 0,6V) làm T
3
và T
4
mở ngăn sự gia
tăng tiếp của I
ra
nhờ tác dụng phân dòng I

I
−
−
=
Các điện trở R
3
, R
4
để hạn chế dòng, bảo vệ T
3
và T
4
. Thực tế U
ra
lớn,
R
5
R
6
không có tác dung với T
3
T
4
, khi U
ra
giảm nhỏ, các phân áp có R
5
và R
6
sẽ ảnh hưởng tới giá trị ngưỡng I