MỞ ĐẦU
Sự ra đời của Transistor vào năm 1948 đã mở ra một thời kì mới cho nghành kĩ
thuật điện tử. Kể từ đó đến nay kĩ thuật điện tử đã phát triển một cách nhanh chóng,
đem lại những lợi ích to lớn cho đời sống xã hội. Những sản phẩm của kĩ thuật điện
tử có mặt hầu hết trong các hoạt động của con người.
Trong những năm gần đây nước ta đã có những tiến bộ vượt bậc trong việc chế
tạo các thiết bị điện tử. Sản phẩm điện tử của Việt Nam đã tạo được niềm tin của
khách hàng trong nước cũng như các nước trên thế giới. Việt Nam đã chú trọng đầu
tư cho việc nghiên cứu nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng, đáp ứng được
những nhu cầu của con người. Việc học tập nghiên cứu trong các trường đại học, cao
đẳng cũng không nằm ngoài mục đích đó.
Chúng ta đã biết được một trong những ứng dụng quan trọng của Transistor là
để khuếch đại tín hiệu. Nghĩa là dùng Transistor để thiết kế các tầng khuếch đại
nhằm biến đổi năng lượng của nguồn tín hiệu một chiều thành năng lượng của tín
hiệu xoay chiều. Đề tài “Thiết kế mạch khuếch đại âm thanh dùng transistor
lưỡng cực ” mà chúng em chọn làm dưới đây là một trong những ứng dụng phổ biến
của nó.
Sau một thời gian học tập và tìm hiểu cùng với sự giảng dạy của các thầy cô giáo,
cùng với sự dẫn dắt nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn – thầy giáo Nguyễn Anh
Quỳnh chúng em đã có thể hoàn thành đồ án này.Do kiến thức và trình độ năng lực
hạn hẹp nên việc thực hiện đề tài này không thể tránh được thiếu sót, kính mong
nhận được sự thông cảm và góp ý của thầy giáo, cô giáo và các bạn để đồ án này
hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn! 1
PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I.1. Cấu tạo của transistor lưỡng cực(BJT)
BJT là một tổ hợp gồm 2 chuyển tiếp PN đặt cách nhau một khoảng W nhỏ hơn nhiều so với
chiều dài khuyếch tán (L) của các hạt dẫn.

→
K
p
=K
u
.K
i
)
- Bản chất K là một đại lượng phức thường ký hiệu là
.
K
=K.exp(
ϕ
k
) với
ϕ
k
là độ
lệch pha.
Nếu K tính bằng db thì K=20lgK
- Khi có nhiều tầng khuếch đại ghép nối lại với nhau
Khi đó K=K
1.
K
2
K
n
Nếu tính theo db: K =K
1
+K

Mạch điều khiển
- Đặc tuyến biên độ-tần số là đường cong mô tả sự phụ thuộc của K theo tần số tín
hiệu vào .
-Đặc tuyến pha tần số là đường cong mô tả sự phụ thuộc của độ lệch pha theo tín
hiệu vào.
E. Méo phi tuyến:
-Định nghĩa: Méo phi tuyến là do các phần tử phi tuyến trong mạch gây nên như
điốt, Transistor.
-Biểu hiện:
n
ω

ω

Hình 2.Sơ đồ biểu hiện méo phi tuyến.
Trong đó n=1,2…
Tín hiệu vào chỉ có thành phần tần số
ω
, tín hiệu ra có các thành phần tần số n
ω
còn
các hài khác là 1 phần nhỏ.
- Hệ số méo phi tuyến :
γ
=
mUr
rnmUmrUrnmU
1
2 322
+++

.
• Phải đảm bảo các yêu cầu về dòng, áp, công suất, nhiệt độ.
Hình 3.Mạch khuếch đại emitơ chung.
U
N
, R
N
lần lượt là điện áp và điện trở
trong nguồn tín hiệu.
Chế độ tĩnh của 1 Transistor được xác
định bởi 4 tham số I
B
, I
C
, U
BE
,U
CE
.
Trong đó thường cho biết trước 1 tham
số.Ví dụ cho trước I
C
các tham số còn
lại sẽ được xác định trong sự ràng buộc
với sự ràng buộc với đặc tuyến vào ra
của Transistor
- Họ đặc tuyến vào
B
I
=

=I
E

thì
2
CC CE
C
C E C E
U U
I
R R R R
≈ −
+ +
Đường tải tĩnh có độ dốc :

5
1
C
CE C E
dI
dU R R
= −
+
a) b)
Hình 4. Đặc tuyến và đường tải tĩnh của sơ đồ emiter chung.
Hình a): Trường hợp Transistor có hệ số khuếch đại bé.
Hình b): Trường hợp Transistor có hệ số khuếch đại lớn.
Khi thay đổi giá trị R
C
+R

Hình 6. Sơ đồ CE có hồi tiếp song song điện áp.
Theo hình 6.c ta có:
-Hệ số khuếch đại điện áp:
( ''// // ) ( // // )
B ce C C F ce
r
u
be
BE B be
I R r R R R r
U
K
r
U I r
β β
− −
= = =
-Hệ số khuếch đại dòng điện:
( )
( ''// // ) ( // // )
1
//
1 / 1
C ce C C F ce
i
C C
B
ce
C ce
F

 
 

2
//
1
F
V Bo be
U
R
Z Z r
K
= =
−
-Trở kháng ra:

8
// '' //
rh
r ce ce F
Cng
U
Z r R r R
I
= = ≈
-Hệ số khuếch đại điện áp toàn phần:
1
be
BE
utp u u

r
K
R
K K K
R R K R K R
−
= =
+ − −
I.3.2. Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại công suất và nối tầng.
* Mạch khuếch đại công suất loại A.
Ở chế độ này, tín hiệu gần như tuyến tính.Góc cắt
θ
=T/2=180
0
.Nhược điểm của
mạch loại này là hiệu suất của nó thấp, bé hơn 50%
* Mạch khuếch đại công suất loại AB.
Ở chế độ này tín hiệu ra bị méo nhưng hiệu suất của nó lớn. Góc cắt 90
0
<
<
θ
180
0
.
* Mạch khuếch đại công suất loại B.
Ứng với
θ
=90
0

.

T1
C
B
E
10
I
C2
==
β
2
.I
B2
=
β
2
.I
E1
=
β
2
.(1+
β
1
).I
B2
.
⇒
I

1
.
β
2
.
Khi 2 transistor chế tạo trên cùng một đế bán dẫn thì
β
1
=
β
2
=
β
.
Cặp Darlington có hệ số khuyếch đại dòng cao và trở kháng vào cao. Nó thường
được dùng để thay cho các mạch lặp E.
Thông thường các nhà chế tạo Transistor sẽ đặt cặp Darlington vào trong một vỏ đơn
làm cho 2 Transistor có cùng nhiệt độ làm việc.
Các mạch lặp E sử dụng kết nối Darlington có các đặc điểm so với mạch lặp E sử
dụng Transistor đơn là:
- trở kháng vào cao hơn.
- Hệ số khuyếch đại điện áp Av gần 1 hơn.
- Hệ số khuyếch đại dòng cao hơn.
- Trở kháng ra nhỏ hơn.
- Sơ đồ Darlington có dòng điện dư lớn hơn sơ đồ dùng một transistor vì dòng
điện dư của T
1
được T
2
khuếch đại.

=0
Z
i0
=U
d
/I
0N
đạt giá trị vô cùng
⇒
I
0N
= 0.
Ta áp dụng định lí Kiếc sốp cho nút N
⇒
I
1
=I
2
⇔
U
i
/R
1
=-U
0
/R
2
⇒
K
i

470u
C3
220u
C4
330u
C5
2200u
C6
2200u
D1
1N4148
D2
1N4148
Q1
BC109
Q2
2N3903
Q3
2N3903
Q4
2N3906
R1
27k
R2
100k
R3
27k
R4
15k
R5

2
1
I
2
PL
.R
L
=V
2
.R
L
/2.(R
9
+R
L
)
Ta sẽ chọn giá trị R
9
<< R
L
bởi vậy ta có thể tính gần đúng:
V
LP max
=(R
L
*2*P
L
)
1/2
=(2*8*4)

cc
-P
l
mà P
cc
=P
stb
=V
cc
*I
stb
= V
cc
*V
p
/
π
*(R
9
+R
l
).
⇒
P
c
=Vcc*V
p
/
π
*(R

là
P
c3

max
=P
c4 max
= V
cc
2
/4*
π
2
*R
l
=0.7w
Lúc này hệ số phẩm chất của transistor P
cmax
/P
lmax
=0.7/4=0.2
Chọn các giá trị trở R
9
và R
10
có tác dụng ổn định nhiệt,tạo dòng hồi tiếp để cân
bằng đẩy kéo dòng qua tải cũng chính là dòng qua các trở này ở từng bán kỳ bởi vậy
để không ảnh hưởng đến công suất của tải ta thường chọn R
9
và R

5
=2200uf
F
1
(c
5
) =1/2
π
*(r
l
+r
e
)*c
5
Tụ liên lạc c
in
=nối tín hiệu điện áp và tầng nhận tín hiệu vào, để không gây méo
tín hiệu ta chọn c
in
sao cho c
in
=1/2*(
π
*f
l
*z
in
)= 10uf
II.2.3. Tác dụng linh kiện:
- C1 : Dẫn tín hiệu vào.

ra ở chân E Q2 được dùng kích thích (thông qua thay đổi điện áp) cho Q3, Q4.
- Q3, Q4 : Cặp BJT công suất được mắc theo kiểu “đẩy kéo nối tiếp“. Hai BJT này
thay nhau đóng/mở ở từng nửa chu kỳ của tín hiệu đặt vào. Q3 dùng PNP, Q4 dùng
NPN nhưng phải có thông số tương đương nhau. Kiểu mắc Q2, Q3, Q4 như trên gọi
là “đẩy kéo nối tiếp tự đạo pha”
- R9, R10 : Điện trở cầu chì, bảo vệ Q3, Q4 khỏi bị chết khi có 1 trong 2 BJT bị
chập.
- D1, D2 : Ổn định nhiệt, bảo vệ tránh cho Q3, Q4 bị nóng.

16
- PR1 : Điều chỉnh phân cực Q4, thông qua đó chỉnh cân bằng cho “điện áp trung
điểm”
II.2.4 . Nguyên lý hoạt động:
* Chế độ tĩnh : Khi tín hiệu vào bằng 0.
- Mạch được thiết kế để Q1, Q2 hoạt động ở chế độ A. Q3, Q4 có thể ở chế độ A
hoặc AB.
- PR1 được điều chỉnh để Q3, Q4 có điện áp chân B bằng nhau, như vậy độ mở của
Q3=Q4 và kết quả là điện áp tại điểm C bằng 1/2 điện áp nguồn cấp (theo sơ đồ
mạch được cấp 15V thì điện áp điểm C là 7.5V), điện áp tại điểm C gọi là “điện áp
trung điểm“.
- Tụ C5 được nối vào điểm C. Điện áp ban đầu trên tụ chính bằng điện áp điểm C
(7.5V)
* Khi tín hiệu vào ở bán kỳ dương (+):
- Điện áp chân B Q1 tăng → Q1 mở thêm, dòng IcQ1 tăng → sụt áp trên R4 (UR4
= R4xIcQ1) tăng làm cho UcQ1 giảm. Độ giảm của UcQ1 tỷ lệ thuận với biên độ tín
hiệu vào.
- Vì chân CQ1 nối trực tiếp chân BQ2 nên khi UcQ1 giảm thì UbQ2 giảm theo
làm cho Q2 khóa bớt, như vậy dòng IcQ2 giảm xuống dẫn đến điện áp tại điểm
A(UA) và điểm B(UB) đều giảm.
- Q3 là PNP, Q4 là NPN do vậy khi UA giảm thì độ mở Q3 tăng (mở thêm), UB

- Có khả năng phân tích, thiết kế và thi công một sản phẩm.
- Đây cũng là một lần để em có thể thử sức mình, thu nhập kinh nghiệm cho các lần
làm đồ án sau được tốt hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Anh Quỳnh và các
thầy giáo, cô giáo đã nhiệt tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đồ án này.

Sinh viên thực hiện19

20