LỚP CĐ ĐT08A_Đồ Án Mạch Điện Tử Mạch Khuếch Đại Công Suất
LỜI NÓI ĐẦU

Ngành điện tử là một trong những ngành quan trọng góp phần vào sự phát triển
của đất nước. sự phát triển nhanh chóng của Khoa học – Công nghệ làm cho ngành điện
tử ngày càng phát triển và đạt được nhiều thành tựu mới. Nhu cầu của con người ngày
càng cao là điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử phải không ngừng phát minh ra các sản
phẩm mới có tính ứng dụng cao, các sản phẩm có tính năng, có độ bền và độ ổn định
ngày càng cao… Nhưng một điều cơ bản là các sản phẩm đó đều bắt nguồn từ những linh
kiện: R, L, C, Diode, BJT, FET mà nền tảng là điện tử tương tự.

Có thể nói,Mạch Khuếch Đại Âm Thanh là một trong những sản phẩm tạo nền
tảng phát triển của những sản phẩm Điện Tử phục vụ cho nhu cầu của con người. Sau
hơn một năm hoc, với sự tích lũy kiến thức của các môn học: Vật Liệu Linh Kiện Điện
Tử, Mạch Điện Tử 1 và 2 đã đảm bảo cho chúng em có thể phân tích và thiết kế một
mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần.

Hiện nay, trong nước đã có rất nhiều Máy Khuếch đại Âm Thanh trên thị trường,
mà tầng khuếch đại công suất được thiết kế với các dạng mạch như sau: mach khuếch đại
OTL, mạch khuếch đại OCL, mạch khuếch đại BCL… nhưng phổ biến nhất là loại mạch
khuếch đại OCL. Bởi vì dạng mạch này có nhũng ưu điểm về: hiệu suất, hệ số sử dụng
BJT(FET) công suất, độ lợi băng thông, biên độ tín hiệu ra… chính vì thế mà nhóm
chúng em chọn mạch khuếch đại công suất OCL làm đề tai2cho Đồ Án Môn Học của
nhóm em.
Trong quá trình thực hiện đố án, chúng em được Ths. Tống Thành Nhân hướng
dẫn tận tình. Đó chính là điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành Đồ Án Môn Học
thành công tốt đẹp.
Chúng em xin trân trong cám ơn Ths. Tống Thành Nhân và các thầy, cô đã giúp
đỡ chúng em trong thời gian qua.

GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 1

+ Ưu điểm: tín hiệu ngõ ra biến thiên 360
0
theo tín hiệu ngõ vào, tín hiệu có chất
lượng tương đối tốt, ít biến dạng.
+ Khuyết điểm: do được phân cực ở chế độ làm việc tối ưu nên có tiêu hao năng
lượng lớn kêt cả khi không có tín hiệu ở ngõ vào, hiệu suất của mạch thấp thường là
η = 25%. Vì vậy mạch này ít được sử dụng.
1.2 Bộ khuếch đại công suất lớp B:
Đặc điểm phân cực là điện áp V
BE
= 0V vì vậy khi tín hiệu ngõ vào phải vượt qua
Điện áp ngưỡng V
γ
của BJT thì mới cò tín hiệu ở ngõ ra thường chỉ khuếch đạ ở một bán
kì dương hoặc âm tuỳ thuộc vào loại BJT là PNP hay NPN.
Mạch khuếch đại công suất thường được ghép dạng PUSH – PULL.
+ Ưu điểm: mạch không hoạt động khi không có tín hiệu ở nhõ vào, vì vậy tổn
hao năng lượng rất ít.
+ Khuyết điểm: tín hiệu ở ngõ ra sẽ bị méo xuyên tâm do tín hiệu ở ngõ vào phải
vượt qua điện áp ngưỡng V
γ
của BJT. Hiệu suất của mạch cao thường là η = 50% -
78.5%.
1.3 Bộ khuếch đại công suất lớp AB:
Đặc điểm là sự cải tiến nhược điểm meo xuên tâm của lớp B bằng cách nâng áp
phân cực điểm tĩnh Q sao cho nằm trong vùng giữa lớp A và lớp B, mạch được phân
cực có V
BE
gần bằng hoặc bằng V
γ

đoạn và hồi tiếp âm:
- Tầng khuếch đại vi sai với tín hiệu nhỏ: vi sai điện áp vào, cho khuếch đại
dòng ở ngõ ra.
- Tầng lái hay tầng khuếch đại điện áp: ngõ vào là dòng điện, cho khuếch đại
điện áp ở ngõ ra.
- Tầng khuếch đại công suất: là tầng khuếch đại đồng nhất điện áp và dòng
điện, cung cấp công suất lớn cho tải( loa).
- Hồi tiếp âm: giữ cho mạch hoạt động ổn định và làm giảm méo tín hiệu.
GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 4
KHUẾCH ĐẠI
VI SAI
TẦNG LÁI KHUẾCH ĐẠI
CÔNG SUẤT
HỒI TIẾP
ÂM
LỚP CĐ ĐT08A_Đồ Án Mạch Điện Tử Mạch Khuếch Đại Công Suất
Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch khuếch đại công suất âm tần OCL.
2.2 Mạch nguyên lý:
Với sơ đồ khối như trên, có thể thiết kế bất kì một loại mạch khuếch đại công
suất theo yêu cầu của người tiêu dùng. Cụ thể trong đồ án Môn học mạch điện tử này,
nhóm thực hiện thiết kế một mạch khuếch đại công suất có các yêu cầu sau:
- Dạng mạch: OCL.
- Công suất ngõ ra: P
LMax
= 100W.
- Băng thông: BW = 20Hz – 20KHz.
- Tải R
L
= 8ohm.
GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 5

11
không rút dòng.
- Khi tín hiệu vào có bán kì âm:
+ V
BEQ9
giảm xuống nên Q
9
được phân cực thuận rút dòng từ cực B của Q
11,
làm
cho Q
11
phân cực thuận rút dòng mạnh từ Mass qua loa và đổ về -Vcc.
+ Còn Q
8
phân cực nghịch tắt nên không phân cực cho Q
10.
- Phần tử V
BIAS
làm nhiệm vụ định mức điện áp cho V
BEQ8
, V
BEQ10
và V
BEQ9,
V
BEQ11
để hai cặp BJT Q
8
, Q

để phân cực cho Q
6
tạo dòng điện trên
cực E
Q6
, dòng điện này có thể thai đổi được nhờ biến trở R
10
.
- R
9
phân cực thuận cho D
5
, D
6
có điện áp ngưỡng V
D
, dòng qua D
5
, D
6
là
I
D5,D6
tại V
D
.
GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 7
LỚP CĐ ĐT08A_Đồ Án Mạch Điện Tử Mạch Khuếch Đại Công Suất
- D
1

sẽ
cải tiến mạch vi sai thành lí tưởng vời hệ có CMRR = ∞.
- Q
1
và Q
4
là cặp BJT giống nhau, được ghép thành mạch khuếch đại Visai.
Có nhệm vụ khuếch đại tín hiệu Visai giữa tín hiệu ngõ vào và tín hiệu hồi tiếp âm NFP
(Negateve feedback), giữ cho toàn mạch hoạt động ổn định theo hệ số A
vf
nhất định.
- Q
2
và Q
3
là cặp BJT giông nhau, được ghép thành bộ gương dòng điện có nhiệm
vụ giữ cho dòng điện I
c
của Q
1
và Q
4
luôn được cân bằng ở chế độ DC, điểm lợi là tạo trở
GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 8
LỚP CĐ ĐT08A_Đồ Án Mạch Điện Tử Mạch Khuếch Đại Công Suất
kháng lớn từ cực C của Q
2
khi ở chế độ AC đểđảm bảo tín hiệu ngõ ra của mạch Visai
được đưa hoàn toàn đến tầng lái Q
7.

1
, Q
4
đồng thời xác lập V
BEQ7
phân cực cho Q
7
tầng
là công suất và xác định tỉ số dòng điện cho bộ gương dòng Q
2
, Q
3
.
- R
2
và R
4
có trị số bằng nhau, để ổn định Q
1
, Q
4
đồng thời triệt tín hiệu tần số
cao ở chế độ AC.
- R
1
phân cực cho Q
1
ở chế độ DC.

o Một số linh kiện đặc biệt trong mạch:

= 47uF và C
3
= 1nF. Ta có kết quả như sau:
Đây chính là băng thông mà ta cần.
3.1.3 Mô phỏng miền thời gian:
Cho biên độ V
in
= 1V, tần số là 20Hz.
Hình 3.1.3 Mô phỏng miền thời gian.
Ta thấy biên độ của tín hiệu ra bị méo, đây là hiện tượng hệ số khuếch đại quá
lớn. nếu tăng giá trị R
7
=1Ω thì ta có kết quả sau:
GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 11
LỚP CĐ ĐT08A_Đồ Án Mạch Điện Tử Mạch Khuếch Đại Công Suất
Như vậy, biên độ của ta đã được cải thiện không còn bị méo nữa, kết quả cho
thấy hệ số A
vf
của toàn mạch phụ thuộc vào R
7
và R
8
. Ta có kết quả giữa tín hiệu vào
và tín hiệu ra như sau:
3.2 Mạch in với layout plus:
GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 12
LỚP CĐ ĐT08A_Đồ Án Mạch Điện Tử Mạch Khuếch Đại Công Suất
CHƯƠNG 4
KẾT LUẬN


1. Mạch điện tử 1. tác giả Lê Tiến Thường. nhà xuất bản Đại học Quốc gia
thành phố Hồ Chí Minh.
2. Mạch điện tử 2,tác giả Lê Tiến Thường. nhà xuất bản Đại học Quốc gia
thành phố Hồ Chí Minh.
* Các trang web:
/>





GVHD: Th.s TỐNG THÀNH NHÂN Nhóm 10 Trang 14