Khuếch đại Điện tử , chương 4.2 - Pdf 70

89
Điểm B ứng với U
C
= 0v , I
C
= 3mA
Điểm C ứng với U
C
= 3,2v, I
C
= 2,6mA
Điểm D ứng với U
C
= 8,8v , I
C
= 1,9mA
Điểm E ứng với U
C
= 15,2v, I
C
= 1,1mA
Điểm F ứng với U
C
= 21,6v , I
C
= 0,3mA
Chọn điểm công tác là điểm D ứng với U
C
= 8,8v , I
C
= 1,9mA và I

Ng-ời ta th-ờng dùng một nguồn điện áp một chiều E
CC
để cấp nguồn (
phân cực) cho cả hai mặt ghép emitơ và colectơ. Vấn đề đặt ra là phải chọn đ-ợc
dòng I
BO
( hay điện áp U
BO
), vì nó quyết định dòng I
CO
vì I
C0
= .I
B0
.Nh- vậy
muốn có dòng tĩnh I
C 0
phải cấp cho bazơ một điện áp nào đó, gọi là thiên áp. Để
cấp thiên áp cho bazơ th-ờng dùng sơ đồ định dòng bazơ và sơ đồ định áp bazơ.
a)Cấp nguồn bằng định dòng bazơ:
Sơ đồ hình 4.12a là mạch emitơ chung dùng tranzisto thuận.Điện trở R
b
đ-ợc
đấu từ cực B đến âm nguồn nên cực B có điện thế âm so với cực phát E, mặt
ghép emitơ phân cực thuận tạo nên dòng tĩnh I
BO
qua R
b
.
Ta có: U

E
Rhay
R
E
I

(4.26)
Nh- vậy chọn R
b
sẽ chọn đ-ợc I
BO
và tức là chọn đ-ợc I
C 0
=.I
B0
.Mặt ghép
colectơ đ-ợc phân cực ng-ợc với điện áp từ vài Von đến vài chục Von.
ở sơ đồ bazơ chung ( hình 4.12b) điện trở R
b
cũng đ-ợc đấu t-ơng tự, cực
B đ-ợc đấu "mát"(đất) qua tụ C
b
, theo xoay chiều điểm "b" là điểm "mát".
Mạch cấp nguồn bằng định dòng bazơ ( hình 4.12a) thực tế làm việc kém
ổn định và ch-a có biện pháp ổn định nhiệt.
90

Để ổn định nhiệt có thể gây hồi tiếp âm trên điện
trở R
b

Nh- vậy hồi tiếp âm trên R
b
làm ổn định điểm công tác tĩnh của tranzisto.
Hồi tiếp này lại làm giảm hệ số khuếch đại. Để khắc phục nh-ợc điểm này ng-ời
ta phân R
b
thành hai điện trở R
1
và R
2
nh- ở hình 4.13. ởđây tụ C
b
ngắn mạch tín
hiệu xoay chiều xuống "mat" triệt bỏ hồi tiếp âm theo tần số tín hiệu. Đối với
những biến thiên chậm do nhiệt độ gây lên thì tại C
b
không ngắn mạch nên không
ảnh h-ởng gì đến hồi tiếp âm với biến thiên theo nhiệt độ.
Các mạch trên tuy đã ổn định đ-ợc chế độ công tác khi nhiệt độ thay đổi,
nh-ng không thể tăng độ ổn định lên cao vì điểm công tác tĩnh và độ ổn định
nhiệt của mạch phụ thuộc lẫn nhau ( thông qua R
b
). Đó chính là một
nh-ợc điểm gây khó khăn cho vấn đề thiết kế loại mạch này.
b)Cấp nguồn bằng định áp bazơ
Sơ đồ có dạng hình 4.14. Mạch này gồm hai phần:
-Mạch định áp bazơ ( tạo điện áp bazơ ổn định). R
1
, R
2

còn có dòng dòng I
B0
nên dòng qua R
1
là I
1
+I
Bo
.
U
B
= U
R2
= E
CC
- (I
B0
+
21
RR
E
CC

)R
1
.
Chọn R
1
và R
2

R
R
b1
b2
c
b
C
b)
-
+
R
R
E
b
E
cc
c)
Hình 4.12 Cấp nguồn bằng định dòng bazơ
a) Sơ đồ ECb) sơ đồ BCc)Sơ đồ CC
91
thì U
B
21
2
2
RR
R.E
U
CC
R

cho hồi tiếp âm chỉ xẩy ra đối với những biến thiên
chậm theo nhiệt độ mà không giảm hệ số khuếch đại
ta mắc C
E
song song với điện trở R
E
. Hồi tiếp âm đối
với những biến thiên chậm theo nhiệt

độ trên R
E
diễn ra nh- sau: Giả sử nhiệt độ tăng làm
tăng dòng I
C
, dẫn đến tăng I
E
( vì I
E
= I
C
+ I
B
),làm
tăng sụt áp trên R
E
là U
RE
= R
E
. I

cửa G đ-ợc đấu "mat" qua điện trở R
G
. Khi có dòng
máng chảy qua R
S
, trên R
S
sẽ có điện áp một chiều
I
D0
.R
S
. Vì dòng cực máng của tranzistor tr-ờng
chảy qua R
G
rất nhỏ nên sụt áp trên R
G
là U
RG

thể coi bằng 0, nh- vậy điện thế cực G có thể coi là
bằng điện thế "mat", nghĩa là ở mức I
DO
R
S
so với
điểm S ( cực nguồn). Điện áp một chiều đặt trên R
S
chính là thiên áp cực G. Dĩ nhiên trên R
S


Khuếch đại hình 4.16 mắc emitơ chung là mạch thông dụng hơn cả. Tr-ớc hết ta
xét tác dụng của linh kiện trong mạch. Điện
trở R
1
, R
2
và R
E
có tác dụng định thiên và ổn
định chế độ công tác ( ổn định nhiệt) cho
tranzistor.
Tụ điện C
E
đ-ợc chọn sao cho trong toàn dải
tần số làm việc của mạch khuếch đại nó gần
nh- ngắn mạch hoàn toàn các thành phần tín
hiệu sụt trên R
E
để triệt bỏ hồi tiếp âm theo
tần số tín hiệu trên R
E
. Điện trở R
L
và C
L
tạo
thành mạch lọc nguồn vừa ngăn cách ảnh
h-ởng lẫn nhau giữa các tầng dùng chung
nguồn E

t
là tần số thấp nhất của tín hiệu cần khuếch đại. Ngoài ra mạch
R
E
, C
E
còn dùng để sửa đặc tính tần số ở vùng tần số thấp. Điện trở R
C
xác định
chế độ một chiều nh- sau:

E
C
CECC
R
I
UE
Rc
O
O



(4.27)
Phân tích và tính toán mạch khuếch đại thuần trở th-ờng đ-ợc tiến hành dựa
trên sơ đồ t-ơng đ-ơng theo tần số tín hiệu, tức là coi các trở kháng
1 1
C C
E e
,

lr1
và C
lr2
- điện dung ký sinh do lắp ráp ở đầu ra của tầng
đang xét và đầu vào của tầng tiếp theo(tải),C
V
điện dung của đầu vào của tầng
tiếp theo.Trong mạch khuếch đại C
n
lớn hơn nhiều so với C
lr1
, C
lr2
, C
ra
, C
V
và ảnh
h-ởng của chúng ở các vùng tần số là khác nhau. Ng-ời ta phân thành ba vùng
tần số: Vùng tần số thấp, trung bình và vùng tần số cao. Xét đặc tính tần số của
khuếch đại trong các vùng đó.
ở vùng tần số trung bình :trở kháng của C
n2
không đáng kể, (
ntb
C
1

nhỏ) nên nó
đ-ợc thay thế gần đúng bằng dây dẫn, lúc đó

+ g
C
+ g
t
;
g
ra
=
CE
r
1
;
C
c
R
1
g

;
g
Rt
t

1

Từ đó ta có
td
V
Ra
g

Trong thực tế thì R
t
<< R
C
và r
CE
nên R

R
t
:
K
0
S.R
tở vùng tần số cao :trở kháng của C
n2
càng nhỏ, nh-ng trở kháng của C
ra
,C
lr
, C
v
cùng bậc với R
t
, r
CE
, và R

j1
K
Rj1
RS
SZ
U
U
KK





.
(4.29)

C
= R
td
.C
td
- hằng số thời gian của mạch ở vùng tần số cao.
Nh- vậy thì :
Hình 4.17.Sơ đồ t-ơng đ-ơng KĐ
emitơ chung
R
n
R
b
r


(4.30)
m
c
() =

2
cc
0
C
1
1
K
K


(4.31)
Đặc tính biên độ tần số này trình bày trên hình 4.19.
Tần số giới hạn trên của dải thông

C
đ-ợc xác định theo biểu thức (4.31)có
trị số bằng


= 0,707.
m
c 0,7
=


tức là hệ số khuếch đại ở vùng tần số trung bình.
Ng-ời ta đ-a ra khái niệm "diện tích khuếch đại" bằng tích của K
o

C
:
S

=

0

c =
td
C
S
(4.33)
Từ (4.33) ta thấy diện tích khuếch đại đ-ợc xác định chủ yếu bởi các tham số của
tranzisto (hỗ dẫn S và các điện dung ký sinh).
ở vùng tần số thấp: trở kháng của C
ra
, C
lr1
,C
lr2
, C rất lớn so với R
t
và R
C
nên sơ đồ t-ơng đ-ơng mạch ra ở vùng tần số thấp có dạng nh- ở hình 4.18c.

C3Hình 4.19. ĐTBT của khuếch đại điện trở.

Trong đó,
t
- hằng số thời gian ở vùng tần số thấp
95
Trong đó,
t
- hằng số thời gian ở vùng tần số thấp











t
c
c
2nt
R
Rr
Rr

.
m
t
(4.36)
Đặc tính tần số ở vùng tần số thấp (4.36) có dạng nh- ở hình 4.19b. Tần số
giới hạn d-ới của dải thông đ-ợc xác định theo công thức








)(
từ đó
t
=
t


(4.37)
Từ 4.29 đến 4.37 ta có thể rút ra đặc tính tần số ở vùng tần số bất kỳ xác
định theo biểu thức:







m
(4.39)
Xét đặc tính tần số của mạch khuếch đại nh- trên, ta ch-a xét đến quán tính
của tranzisto, tức là coi hỗ dẫn S=const.
Thực tế hỗ dẫn của Tranzisto phụ thuộc vào tần số: S giảm khi tần số tăng.



j
S
S
, - hằng số thời gian của mạch vào

= (C
be
+ C
b'e
).
bbe
ebbb
ebbb
rC
rr
rr
.
.
''
''



Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status