Chương 5
ÐÁP ỨNG TẦN SỐ CỦA BJT VÀ FET
********

1.

Mục tiêu

2.

Kiến thức cơ bản cần có để học chương này:

3.

Tài liệu tham khảo liên quan đến chương.

4.

Nội dung:

5.1

Decibel.

5.2

Mạch lọc thượng thông.

n
hiệu. Ngoài ra ở dải tần số đó ảnh hưởng của các điện dung liên cực trong BJT và FET khô
ng
đáng kể. Dải tần số này thường được gọi là dải tần số giữa.

Trong chương này ta sẽ khảo sát ảnh hưởng của các tụ liên lạc, phân dòng (có điệ
n dung
lớn) ở tần số thấp và các tụ liên cực (có điện dung nhỏ) ở tần số cao lên các thông số của mạ
ch
khuếch đại. Trước khi đi vào chi tiết, ta cần biết qua một số khái niệm cần thiết như là một cô
ng
cụ khảo sát.
5.1 DECIBEL:

Ta xem mạch tương đương 2 cổng hình 5.1 Công suất ngõ vào được định nghĩa: P
i
=v
i
.i
i

MẠCH ĐIỆN TỬ

Page 1 of 19Chương 5:

1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C
Tụ C được xem như nối tắt (short-circuit), kết quả là: v
0
»

v
i
- Ở khoảng giữa 2 tần số này, độ lợi điện thế A
V
=v
0
/v
i
thay đổi nhu hì
nh 5.3.
Khi tần số tăng, dung kháng của tự C giảm và tín hiệu ở ngỏ ra v
0
lớn dần. Ðiện thế ngõ vào v
à
ngõ ra liên hệ với nhau bằng công thức: Tại A
V

i
giảm 6dB khi tần số giảm phân nửa được gọi là mạch lọc 6dB/octave hay 20dB/decade Page 4 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C

5.3 MẠCH LỌC HẠ THÔNG RC:

Page 5 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C
Dạng mạch căn bản như hình 5.6. Ở khoảng giữa 2 tần số này, độ lợi điện thế thay đổi như hình 5.7. Khi tần s
ố
tăng dần, dung kháng của tụ C càng giảm và v
0

Tại tần số cắt f
LS
, điện thế tín hiệu vi bằng 70.7% so với giá trị được xác định bở
i
phương trình (5.11) và như vậy ta thấy C
S
chỉ có ảnh hưởng lên độ khuếch đại của mạch ở tầ
n
số thấp.

Ở mạch khuếch đại như hình (5.8), khi phân tích ảnh hưởng của C
S
; ta giả sử C
E
và C
C
có dung kháng khá lớn và xem như nối tắt ở tần số của tín hiệu. Với giả sử này, mạ
ch
tương đương xoay chiều ở ngõ vào như hình 5.10.

C
C
: Vì C
C
được nối giữa ngỏ ra của BJT và tải nên hình ảnh C
C
và R

0
= R
C
//r
0
.
C
E
: Ta có thể xem C
E
nhìn hệ thống như hình vẽ 5.13
Ðể xác định ảnh hưởng của C
E
lên độ khuếch đại của mạch, ta xem mạch hình
Page 8 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C
5.16, trong đó độ khuếch đại được cho bởi:
khi không có C
E
.

Khi ta mắc C
E
vào mạch, nhận thấy:

,
C
C
, C
E
. Tần số cắt thấp (tần số tại đó độ lợi giảm 3dB) của mạch sẽ là tần số cắt thấp cao nhấ
t
của f
LS
, f
LC
và f
LE
.5.5 ÐÁP ỨNG TẦN SỐ THẤP CỦA MẠCH KHUẾCH ÐẠI DÙNG FET:

Việc phân tích một mạch khuếch đại dùng FET ở tần số thấp cũng tương tự nh
ư
mạch khuếch đại dùng BJT ở đoạn trước.
Ba tụ điện tạo ảnh hưởng đến độ lợi ở tần số thấp là C
G
, C
C
và C
S
. Ta xem mộ
t
mạch khuếch đại dùng FET như hình 5.17.

D
//r
d
.

C
S
: Tụ cực nguồn C
S
nhìn hệ thống như hình 5.20. Do đó tần số thấp do hiệu ứ
ng
của C
S
được xác định bởi:
Ðể xác định R
eq
, ta chú ý mạch tương đương ngõ ra của mạch dùng FET bên trê
n
như sau: 5.6 HIỆU ỨNG MILLER:

Ở vùng tần số cao, các điện dung lớn (tụ liên lạc, tụ phân dòng), được xem nh
ư
nối tắt và không ảnh hưởng đến các thông số của mạch. Ðiện dung ảnh hưởng quan trọng đế
n
hoạt động của mạch là các điện dung liên cực bên trong linh kiện và điện dung tạo bởi dây nố
i
bên ngoài linh kiện.

Xem một mạch khuếch đại đảo (dịch pha 180
0
giữa ngõ vào và ngõ ra). Ðiệ
n
dung ở ngõ vào và ngõ ra sẽ gia tăng bởi tác dụng của điện dung liên cực giữa ngõ ra và ngõ và
o
của linh kiện và nó sẽ làm thay đổi độ khuếch đại của mạch. Trong mô hình 5.22, điệ
n dung
“hồi tiếp” này được định nghĩa là C
f
. Áp dụng định luật Kirchoff về dòng điện ta có:

i
i
=i
1
+i
2

Hiệu ứng Miller cũng làm gia tăng điện dung ở ngõ ra, chúng phải được để ý đế
n
khi xác định tần số ngắt cao.

Page 12 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C
5.7 ÐÁP ỨNG TẦN SỐ CAO CỦA MẠCH KHUẾCH ÐẠI DÙNG BJT:
5.7.1

Các thông số của hệ thống.

5.7.2

Sự biến thiên của h
fc
hay (
b
) theo tần số.

Page 13 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C
hệ thống dây nối, mạch in ở ngõ vào và ngõ ra của BJT. Như vậy, mạch tương đươ
ng xoay
chiều ở tần số cao có thể được vẽ lại như hình 5.26. Trong đó: C
i
= C
wi
+ C
be
+ C
Mi

C
0
= C
w0
+ C
ce
+ C
M0

Chú ý sự vắng mặt của C
S

i

Tần số giảm 3dB do tác dụng của C
i
là:
Trong đó: C
i
= C
wi
+ C
be
+ C
Mi

C
i
= C
wi
+ C
be
+ (1-A
V
)C
bc

Ở tần số rất cao, ảnh hưởng của C
i

càng nhỏ
.

Tần số cắt cao của mạch được xác định là tần số cắt thấp trong 2 tần số cắt f
Hi
v
à
f
H0
.
Ngoài ra vì hfe (hay
b
) cũng giảm khi tần số tăng nên cũng phải được xem là mộ
t
y
ếu tố để xác định tần số cắt cao của mạch ngoài f
Hi
và f
H0
.

5.7.2 Sự biến thiên của h
fe
(hay
b
) theo tần số
:

Ta chấp nhận sự biến thiên của hfe (hay
b

(1-
a
)

Tích số độ lợi-băng tần được định nghĩa cho BJT bởi điều kiện: f
T

»
h
fe(mid)
.f
b
(5.30)

Chú ý là f
b

»
B
W
= băng tần; nên f
T
chính là tích độ lợi băng tần.

Page 16 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C



Ta xem mạch khuếch đại dùng FET như hình 5.32. Mạch tương đươ
ng xoay
chiều như hình 5.33.
Page 17 of 19Chương 5:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C

Trong đó: C
i
= C
Wi
+ C
gS
+ C
Mi
Với C
Mi
= (1-A
V
)C
gd

1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C