›
›

Bài giảng Kỹ thuật mạch điện tử - Đào Thanh Toản

Download
§µo Thanh To¶n  
Ph¹m Thanh HuyÒn  
Vâ Quang S¬n  
----- -----  
Vro  
Vr  
Bµi gi¶ng  
Kü thuËt m¹ch ®iÖn tö  
Chuyªn ngµnh: KTVT, KTTT, §KH-THGT  
Hµ néi 5/ 2005  
BomonKTDT-§HGTVT  
2
DTT_PTH_VQS  
Lêi nãi ®Çu:  
Bµi gi¶ng Kü thuËt M¹ch §iÖn tö ®îc biªn so¹n dùa trªn c¸c gi¸o tr×nh vµ tµi  
liÖu tham kh¶o míi nhÊt hiÖn nay, ®îc dïng lµm tµi liÖu tham kh¶o cho sinh viªn  
c¸c ngµnh: Kü thuËt ViÔn th«ng, Kü thuËt Th«ng tin, Tù ®éng ho¸, Trang thiÕt bÞ  
®iÖn, TÝn hiÖu Giao th«ng.  
Trong qu¸ tr×nh biªn so¹n, c¸c t¸c gi¶ ®· ®îc c¸c ®ång nghiÖp ®ãng gãp  
nhiÒu ý kiÕn, mÆc dï cè g¾ng söa ch÷a, bæ sung cho cuèn s¸ch ®îc hoµn chØnh h¬n,  
song ch¾c ch¾n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, h¹n chÕ. Chóng t«i mong nhËn ®-  
îc c¸c ý kiÕn ®ãng gãp cña b¹n ®äc!  
Xin liªn hÖ: [email protected].vn  
3
BomonKTDT-§HGTVT  
4
DTT_PTH_VQS  
Ch¬ng I. Nh÷ng kh¸i niÖm chung vµ c¬ së  
ph©n tÝch m¹ch ®iÖn tö  
I. M¹ch ®iÖn tö:  
M¹ch ®iÖn tö lµ lo¹i m¹ch cã nhiÖm vô gia c«ng tÝn hiÖu theo nh÷ng thuËt  
to¸n kh¸c nhau, chóng ®îc ph©n lo¹i theo d¹ng tÝn hiÖu ®îc xö lý.  
TÝn hiÖu: lµ sè ®o ®iÖn ¸p huÆc dßng ®iÖn cña mét qu¸ tr×nh, sù thay ®æi cña  
tÝn hiÖu theo thêi gian t¹o ra tin tøc h÷u Ých.  
TÝn hiÖu ®îc chia lµm 2 lo¹i lµ tÝn hiÖu t¬ng tù Anolog vµ tÝn hiÖu sã Digital.  
TÝn hiÖu t¬ng tù lµ tÝn hiÖu biÕn thiªn liªn tôc theo thêi gian vµ cã thÓ nhËn  
mäi gi¸ trÞ trong kho¶ng biÕn thiªn cña nã.  
TÝn hiÖu sè: lµ tÝn hiÖu ®· ®îc rêi r¹c ho¸ vÒ mÆt thêi gian vµ lîng tö ho¸ vÒ  
mÆt biªn ®é, nã ®îc biÓu diÔn bëi tËp hîp xung t¹i nh÷ng ®iÓm ®o rêi r¹c.  
TÝn hiÖu cã thÓ ®îc khuÕch ®¹i; ®iÒu chÕ; t¸ch sãng; chØnh lu; nhí; ®o ;  
truyÒn ®¹t; ®iÒu khiÓn; biÕn d¹ng; tÝnh to¸n b»ng c¸c m¹ch ®iÖn tö.  
§Ó gia c«ng 2 lo¹i tÝn hiÖu sè vµ t¬ng tù dïng 2 lo¹i m¹ch c¬ b¶n: m¹ch t-  
¬ng tù vµ m¹ch sè, trong khu«n khæ gi¸o tr×nh nµy chØ xem xÐt c¸c m¹ch t¬ng tù.  
Víi m¹ch ®iÖn tö t¬ng tù, chØ quan t©m tíi 2 th«ng sè: biªn ®é tÝn hiÖu vµ ®é  
khuÕch ®¹i tÝn hiÖu.  
Biªn ®é tÝn hiÖu: liªn quan mËt thiÕt ®Õn ®é chÝnh x¸c cña qu¸ tr×nh gia c«ng  
tÝn hiÖu vµ x¸c ®Þnh møc ®é ¶nh hëng cña nhiÔu ®Õn hÖ thèng. Khi biªn ®é tÝn hiÖu  
nhá mV, huÆc µV, th× nhiÔu cã thÓ lÊn ¸t tÝn hiÖu, v× vËy khi thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng  
®iÖn tö cÇn lu ý n©ng cao biªn ®é tÝn hiÖu ngay ë tÇng ®Çu cña hÖ thèng.  
KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu lµ chøc n¨ng quan träng nhÊt cña m¹ch t¬ng tù, cã thÓ  
thùc hiÖn trùc tiÕp huÆc gi¸n tiÕp trong c¸c phÇn tö chøc n¨ng cña hÖ thèng, th«ng  
thêng trong mét hÖ th«ng l¹i chia thµnh tÇng gia c«ng tÝn hiÖu, tÇng khuÕch ®¹i  
c«ng suÊt.  
HiÖn nay c¸c m¹ch tæ hîp(IC) t¬ng tù ®îc dïng phæ biÕn, kh«ng nh÷ng ®¶m  
b¶o c¸c chØ tiªu kü thuËt mµ cßn cã ®é tin cËy cao vµ chi phÝ thÊp, tuy nhiªn chóng  
®îc dïng chñ yÕu cho tÝn hiÖu cã ph¹m vi tÇn sè thÊp.  
Xu híng ph¸t triÓn cña kü thuËt m¹ch ®iÖn tö t¬ng tù lµ n©ng cao ®é tÝch  
hîp, vµ kh¶ n¨ng øng dông cña m¹ch.  
II. C¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ transistor  
Xem l¹i ë c¸c gi¸o tr×nh CÊu kiÖn §iÖn tö, nh÷ng néi dung sau:  
1- CÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng,  
2- Cã 3 c¸ch m¾c c¬ b¶n cña BJT(FET) : EC(SC); CC(DC); BC(GC).  
3- C¸c øng dông cña BJT vµ FET, tuú theo viÖc ph©n cùc mµ T sÏ lµm viÖc theo c¸c  
chÕ ®é sau:  
+ ChÕ ®é khuÕch ®¹i tÝn hiÖu: ph©n cùc ë chÕ ®é khuÕch ®¹i  
+ Lµm viÖc ë chÕ ®é kho¸: miÒn b·o hoµ vµ miÒn c¾t  
4- C¸c s¬ ®å t¬ng ®¬ng cña T  
5- §Æc tÝnh tÇn sè cña T  
6- S¬ ®å vµ c¸ch tÝnh to¸n cu¶ T khi khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá  
7- So s¸nh gi÷a BJT vµ FET,  
Gîi ý :  
5
BomonKTDT-§HGTVT  
Fet cã u ®iÓm kÝch thíc vµ ®iÖn ¸p cung cÊp(dÉn ®Õn c«ng suÊt tiªu thô) nhá h¬n vµ  
®é tin cËy cao h¬n BJT, nhng Fet l¹i cã nhîc ®iÓm lµ ®iÖn dÉn g nhá vµ nh¹y c¶m  
víi ®iÖn tÝch tÜnh, v× vËy Fet thêng ®îc tÝch hîp trong m¹ch IC, cßn BJT thêng dïng  
cho m¹ch rêi.  
III. M¹ch cÊp nguån vµ æn ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc  
1. §Æt vÊn ®Ò:  
Trong c¸c tÇng khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá, ®iÓm lµm viÖc n»m trong miÒn tÝch  
cùc cña BJT, trong miÒn th¾t cña FET, ë chÕ ®é tÜnh, trªn c¸c cùc cña T cã c¸c dßng  
®iÖn tÜnh Ic(TD); IB(IG) vµ ®iÖn ¸p mét chiÒu UCE(UDS); UBE(UGS). §iÓm lµm viÖc t¬ng  
øng víi chÕ ®é nµy lµ ®iÓm lµm viÖc tÜnh Q.  
Khi cã tÝn hiÖu vµo th× ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn thay ®æi xung quanh gi¸ tri tÜnh,  
®Ó ®¶m b¶o cho c¸c tÇng lµm viÖc b×nh thêng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau,  
ngoµi viÖc cung cÊp ®iÖn ¸p thÝch hîp cho c¸c cùc, cßn cÇn ph¶i æn ®Þnh ®iÓm lµm  
viÖc tÜnh ®· chän, nÕu kh«ng chÊt l¬ng lµm viÖc cña tÇngbÞ gi¶m sót.  
2. Víi BJT.  
a. S¬ ®å æn ®inh tuyÕn tÝnh:  
S¬ ®å phæ biÕn lµ s¬ ®å håi tiÕp- mét chiÒu: nh»m biÕn ®æi ®iÖn ¸p m¹ch vµo  
cña T sao cho cã thÓ h¹n chÕ sù di chuyÓn ®iÓm tÜnh trªn ®Æc tuyÕn ra, g©y  
nªn bëi c¸c yÕu tè mÊt æn ®Þnh. S¬ ®å nh sau:  
VÝ dô h×nh a:  
Vcc  
Vcc  
Rc  
R1  
I1  
C1  
C1  
Ic  
Q1  
R1  
Ur  
Uv  
Q2  
C2  
C2  
Uv  
Ur  
Re  
R2  
h.b  
Vcc  
h.a  
Rc  
Q3  
Uv  
Ur  
I1  
R1  
C5  
R2  
h.c  
M¹ch cung cÊp vµ æn ®Þnh ®iÓm lµm viÖc b»ng håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p  
ha. EC; hb:CC; hc: BC  
6
DTT_PTH_VQS  
Nguyªn t¾c æn ®Þnh: nÕu cã mét nguyªn nh©n mÊt æn ®Þnh nµo ®ã lµm cho  
dßng mét chiÒu ICEo trªn colector t¨ng th× ®iÖn thÕ UCEo gi¶m, do ®ã dßng ®Þnh thiªn  
IBo= UCEo/R1 gi¶m theo, lµm ICEo gi¶m xuèng, nghÜa lµ dßng tÜnh ban ®Çu gi÷  
nguyªn.  
Còng cã thÓ dïng s¬ ®å håi tiÕp dßng ®iÖn:  
Nguyªn t¾c æn ®Þnh nh sau:  
Vcc  
Vcc  
ha  
Rc  
R1  
C1  
C1  
R1  
R2  
Ur  
Uv  
C2  
C2  
Q2  
Re  
Ur  
Uv  
Q1  
R2  
Re  
Ce  
Vcc  
hb  
R1  
Rc  
Q3  
Uv  
Ur  
C
R2  
Re  
1k  
1uF  
hc  
S¬ ®å cung cÊp vµ æn ®Þnh ®iÓm lµm viÖc b»ng håi tiÕp - dßng ®iÖn mét chiÒu.  
ha. EC; hb: CC; hc: BC  
Khi IC t¨ng, th× ®iÖn ¸p UEo=Ie. Re, t¨ng. v× ®iÖn ¸p Ue lÊy trªn bé ph©n ¸p  
R1 vµ R2 kh«ng ®æi, nªn UBEo=IBR2- UEo gi¶m lµm cho IB gi¶m, do vËy IC kh«ng  
t¨ng. Tô Ce cã t¸c dông tr¸nh håi tiÕp - xoay chiÒu.  
a. S¬ ®å æn ®inh phi tuyÕn :  
¸p dông ph¬ng ph¸p bï nhiÖt nhê c¸c phÇn tö cã tham sè phô thuéc vµo  
nhiÖt ®é nhø T, D, §iÖn trë nhiÖt, ph¬ng ph¸p nµy thÝch hîp cho m¹ch tæ hîp.  
- NÕu D vµ T nh h×nh a ®Òu ®îc s¶n xuÊt tõ mét lo¹i b¸n dÉn nh nhau, vµ  
nhiÖt ®é mÆt ghÐp cña chóng nh nhau, th× ®Æc tÝnh nhiÖt cña ®iÖn ¸p B-E vµ cña ®iÖn  
¸p h¹ trªn D lµ nh nhau; h¬n n÷a UBE; UD cã chiÒu ngîc nhau, nªn ¶nh hëng cña  
nhiÖt ®é ®îc bï hoµn toµn.  
- S¬ ®å h×nh B còng lµm viÖc theo nguyªn t¾c ®ã, khi m¾c nèi tiÕp R2 víi D  
ph©n cùc thuËn, th× R1, R2, D t¹o thµnh m¹ch ph©n ¸p ®a ®iÖn ¸p vµo B, nÕu chän  
R2<<R1 th× UB hÇu nh kh«ng phô thuéc nguån Vcc.  
- S¬ ®å h×nh c: dïng ®iÖn trë cã hÖ sè nhiÖt - ®Ó bï, khi nhiÖt ®é t¨ng th× RT  
gi¶m, do ®ã ®iÖn ¸p UE t¨ng lµm IC gi¶m sao cho cã thÓ bï l¹i sù t¨ng cña IC theo  
nhiÖt ®é  
C¸c m¹ch lo¹i nµy cã u ®iÓm cã tæn hao phô kh«ng ®¸ng kÓ, kh«ng g©y ¶nh hëng  
®Õn ¸p ra.  
7
BomonKTDT-§HGTVT  
Vcc  
Vcc  
Vcc  
Rc  
Rc  
Rt  
(-)  
Rc1  
C2  
R1  
R2  
C4  
Ur  
C1  
R1  
R2  
Ur  
C1  
C3  
Uv  
R1  
R2  
Q3  
Ur  
Uv  
C2  
Q2  
Re1  
Uv  
Q1  
Re  
Re  
R3  
-Vcc  
D2  
D1  
ha. S¬ ®å bï U  
hb. S¬ ®å bï U vµ nguån cÊp  
BE  
H×nh c. S¬ ®å bï ®iÖn trë nhiÖt  
c. æn ®Þnh trong m¹ch tæ hîp t¬ng tù  
Dïng c¸c nguån ®iÖn ®Ó æn ®Þnh v× nguån dßng dÔ chÕ t¹o díi d¹ng tæ hîp,  
BE  
trªn s¬ ®å díi ®©y, gi¶ thiÕt IC kh«ng phô thuéc UCE vµ Q1, Q2 cã tham sè hoµn  
toµn gièng nhau vµ ë cïng mét nhiÖt ®é, do ®ã:  
IC1=IC2 vµ IB1=IB2= IC1/BN  
Theo s¬ ®å h×nh a:  
I1=IC1+ 2IB2 = IC2+ 2IC2/BN  
Tõ ®ã suy ra: IC2= I1/(1+2/BN)≈ I1 khi BN>>2  
Tõ ®©y ta thÊy cã thÓ dïng I1 ®Ó ®iÒu khiÓn trÞ sè cña IC2. §Ó I1 æn ®Þnh, ®¬n  
gi¶n nhÊt lµ nèi A víi Vcc qua R.  
Ucc  
Ucc  
Ucc  
Ucc  
R
A
Q2  
Q2  
Q1  
Q1  
Trong c¸c m¹ch tæ hîp, tr¸nh chÕ t¹o c¸c ®iÖn trë cã trÞ sè l¬n, do vËy khã  
cã dßng I1 nhá, v× vËy ®Ó ®¹t ®îc I1 nhá thêng dïng s¬ ®å bªn ph¶i.  
3. víi FET  
VÊn ®Ò æn ®Þnh nhiÖt cña FET lµ lµm cho ®iÓm lµm viÖc kh«ng phô thuéc  
vµo ®é t¹p t¸n tham sè cña FET, kh«ng phô thuéc nhiÖt ®é, thêi gian, vµ c¸c biÕn  
®æi cña ®iÖn ¸p nguån cung cÊp, còng gièng BJT biÖn ph¸p æn ®Þnh nhiÖt cña FET  
còng dïng nguyªn t¾c håi tiÕp - dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p. vÝ dô:  
C¸c lo¹i s¬ ®å håi tiÕp - dßng ®iÖn th«ng qua RS cã d¹ng nh h×nh sau:  
NÕu coi IG=0, ta cã U'G=IDRS + UGS; biÓu thøc nµy cho biÕt d¹ng cña ®êng  
®iÖn trë Rs víi ®é dèc:  
UDD  
RD  
Ur  
8
Q1  
RG  
IS  
RS  
+
Vs1  
-
DTT_PTH_VQS  
tgα=-(dID/dUGS)  
U'G ph¶i chän sao cho dßng m¸ng ID kh«ng ®æi khi thay FET, chän U'G  
chÝnhlµ chän RG , ®iÖn trë æn ®Þnh.  
9
BomonKTDT-§HGTVT  
ch¬ng 2. Håi tiÕp  
I. Kh¸i niÖm:  
1. §Þnh nghÜa:  
Håi tiÕp lµ ghÐp mét phÇn tÝn hiÖu ra(®iÖn ¸p huÆc dßng ®iÖn)  
cña m¹ng 4 cùc tÝch cùc(phÇn tö khuÕch ®¹i- Transistor huÆc K§TT) vÒ  
®Çu vµo th«ng qua mét m¹ng 4 cùc, m¹ng 4 cùc nµy gäi lµ m¹ng håi tiÕp.  
X
X
R
K
V
+(-)  
X
h
X
ht  
K
ht  
X : tÝn hiÖu vµo  
V
X : tÝn hiÖu ra  
R
X : tÝn hiÖu håi tiÕp  
ht  
K: HÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch KhuÕch ®¹i  
H×nh. S¬ ®å khèi bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp  
Håi tiÕp ®ãng vai trß quan träng trong kü thuËt m¹ch ®iÖn tö t¬ng  
tù, nã cho phÐp c¶i thiÖn c¸c tÝnh chÊt cña bé khuÕch ®¹i nh: trë kh¸ng  
vµo, trë kh¸ng ra, b¨ng th«ng,...  
2. Ph©n lo¹i:  
Theo t¸c dông håi tiÕp cã hai lo¹i vÒ håi tiÕp c¬ b¶n:  
- Håi tiÕp (-) : TÝn hiÖu håi tiÕp – ngîc pha víi tÝn hiÖu vµo  
- Håi tiÕp (+): TÝn hiÖu håi tiÕp – cïng pha víi tÝn hiÖu vµo  
Trong c¸c lo¹i håi tiÕp ta l¹i quan t©m: tÝn hiÖu håi tiÕp lµ mét chiÒu hay  
xoay chiÒu, håi tiÕp ©m mét chiÒu ®îc dïng ®Ó æn ®Þnh chÕ ®é c«ng t¸c, cßn håi  
tiÕp ©m xoay chiÒu ®îc dïng ®Ó æn ®Þnh c¸c tham sè cña bé khuÕch ®¹i. Quan t©m  
®Õn c¸ch ghÐp nèi tiÕp hay song song.  
Tæng hîp ta cã c¸c lo¹i nh sau:  
+ Håi tiÕp nèi tiÕp ®iÖn ¸p: tÝn hiÖu håi tiÕp ®a ®Õn ®Çu vµo nèi tiÕp víi  
nguån tÝn hiÖu ban ®Çu vµ tû lÖ víi ®iÖn ¸p ®Çu ra.  
+ Håi tiÕp song song ®iÖn ¸p: tÝn hiÖu håi tiÕp ®a ®Õn ®Çu vµo song song víi  
nguån tÝn hiÖu ban ®Çu vµ tû lÖ víi ®iÖn ¸p ®Çu ra.  
+ Håi tiÕp nèi tiÕp dßng ®iÖn: tÝn hiÖu håi tiÕp ®a ®Õn ®Çu vµo nèi tiÕp víi  
nguån tÝn hiÖu ban ®Çu vµ tû lÖ víi dßng ®iÖn ®Çu ra.  
+ Håi tiÕp song song dßng ®iÖn: tÝn hiÖu håi tiÕp ®a ®Õn ®Çu vµo song song  
víi nguån tÝn hiÖu ban ®Çu vµ tû lÖ víi dßng ®iÖn ®Çu ra.  
10  
DTT_PTH_VQS  
K
u
R
u
V
K
u
ht  
ht  
H×nh. S¬ ®å khèi håi tiÕp nèi tiÕp ®iÖn ¸p  
K
u
R
u
V
i
ht  
K
u
ht  
ht  
H×nh. S¬ ®å khèi håi tiÕp nèi tiÕp dßng ®iÖn  
K
u
u
R
V
K
u
ht  
ht  
H×nh. S¬ ®å khèi håi tiÕp song song ®iÖn ¸p  
K
u
R
u
V
i
ht  
K
u
ht  
ht  
H×nh. S¬ ®å khèi håi tiÕp song song dßng ®iÖn  
11  
BomonKTDT-§HGTVT  
3. C¸c ph¬ng tr×nh c¬ b¶n:  
+
X
R
K
+
Kn  
X
X
h
X
-
V
n
X
ht  
K
ht  
X : tÝn hiÖu vµo  
V
X : tÝn hiÖu ra  
R
X : tÝn hiÖu håi tiÕp  
ht  
K: HÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch KhuÕch ®¹i  
K : HÖ sè khuÕch ®¹i m¹ch håi tiÕp  
ht  
X : tÝn hiÖu tõ tÇng tr-íc  
n
H×nh. S¬ ®å khèi bé tæng qu¸t khuÕch ®¹i cã håi tiÕp  
Tõ s¬ ®å suy ra c¸c quan hÖ:  
+ XR = KXh  
+ Xv = KnXn  
+ Xh = Xv - Xht nÕu tÝn hiÖu vµo(Xh) vµ tÝn hiÖu håi tiÕp Xht  
®ång pha (Xv = Xh + Xht)  
+ Xh = Xv + Xht nÕu tÝn hiÖu vµo(Xh) vµ tÝn hiÖu håi tiÕp Xht  
ngîc pha (Xv = Xh - Xht)  
+ Xht = KhtXr  
X R  
X R  
X n  
K
K'  
=
=
;Ktp  
=
= K'Kn  
XV  
1
±
KKht  
K’ : Hµm truyÒn ®¹t m¹ng 4 cùc tÝch cùc cã håi tiÕp  
Ktp: Hµm truyÒn ®¹t toµn phÇn cña nã  
Kn: Hµm truyÒn ®¹t toµn phÇn cña kh©u ghÐp  
- Gäi Kv= KKht lµ hÖ sè khuÕch ®¹i vßng  
- Gäi g = 1 ± Kv=1 ± KKht lµ ®é s©u håi tiÕp(dÊu – khi håi tiÕp song song,  
dÊu + khi håi tiÕp lµ nèi tiÕp)  
C¸c tham sè nµy dïng ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é thay ®æi c¸c tham sè cña bé  
khuÕch ®¹i. Ph©n biÖt c¸c trêng hîp sau:  
g >1, tøc K’<K, tøc m¹ch håi tiÕp m¾c vµo lµm gi¶m hÖ sè khuÕch  
®¹i, ta cã håi tiÕp (-).  
•
12  
DTT_PTH_VQS  
•
•
g <1, tøc K’ >K, tøc m¹ch håi tiÕp m¾c vµo lµm t¨ng hÖ sè khuÕch  
®¹i, ta cã håi tiÕp (+).  
g=1, tøc K’ = K, m¹ch trë thµnh m¹ch dao ®éng(xem ch¬ng m¹ch  
dao ®éng)  
III. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch m¹ch cã håi tiÕp:  
Ph©n tÝch lµ viÖc t×m ra c¸c th«ng sè c¬ b¶n: Zv, Zr, K, B...C¬ b¶n gièng nh  
c¸c m¹ch ®iÖn tö kh¸c, chñ yÕu vÉn dïng c¸c kiÕn thøc cña lý thuyÕt m¹ch ®iÖn ®Ó  
ph©n tÝch, ngoµi ra cßn cã thÓ kÕt hîp víi c¸c lý thuyÕt kh¸c nh lý thuyÕt ®iÒu khiÓn  
tù ®éng.  
Håi tiÕp + sÏ xem xÐt t¹i ch¬ng dao ®éng, sau ®©y xÐt cho c¸c trêng hîp håi  
tiÕp -  
Sau ®©y lµ vÝ dô vÒ c¸c trêng hîp, phÇn tö tÝch cùc lµ Transistor:  
a, Håi tiÕp ©m dßng ®iÖn, ghÐp nèi tiÕp  
Chän gi¸ trÞ cña c¸c tô ®iÖn sao cho trë kh¸ng cña nã víi tÇn sè  
tÝn hiÖu lµm viÖc cña m¹ch lµ rÊt nhá, ®Ó cã thÓ coi tÝn hiÖu ®îc nèi t¾t  
mµ kh«ng qua Re ë s¬ ®å kh«ng håi tiÕp.  
Víi s¬ ®å cã håi tiÕp, kh«ng dïng Re, nªn dßng ngâ ra ie≈ic, ®i qua Re t¹o  
ra ®iÖn ¸p xoay chiÒu, ®©y còng chÝnh lµ ®iÖn ¸p håi tiÕp Vht=Ve=Re.ie(ph¶i tÝnh lµ  
®iÖn ¸p v× tÝn hiÖu Xh lµ tÝn hiÖu ¸p-Vs).  
HÖ sè khuÕch ®¹i håi tiÕp:  
Kht=Xht/Xr = Vht/Vc=(iB.β.Re) /(-iB.β.Rc)= - Re/Rc  
Tõ kÕt qu¶ nµy ta cã thÓ t×nh tiÕp c¸c th«ng sè kh¸c  
Vcc  
Rc  
C2  
R1  
C1  
ur  
R2  
uht= ve  
ie  
Re=Rht  
Vs  
h×nh. M¹ch khuÕch ®¹i håi tiÕp  
13  
BomonKTDT-§HGTVT  
Vcc  
Rc  
C2  
Ce  
R1  
C1  
ur  
R2  
Re  
Vs  
h×nh. M¹ch khuÕch ®¹i kh«ng håi tiÕp  
b, Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p, ghÐp nèi tiÕp  
CÆp ®iÖn trë Rht vµ Re1 t¹o thµnh cÆp ph©n ¸p lÊy tÝn hiÖu ¸p ur vÒ ®Çu vµo,  
®iÖn ¸p håi tiÕp lÊy trªn ®iÖn trë Re1, cã gi¸ trÞ:  
Re1  
Re1 Rht  
Re1  
Re1 Rht  
Vht  
=
.ur = > K'= Vht /uñ =  
+
+
Tõ c«ng thøc ta thÊy hÖ sè khuÕch ®¹i håi tiÕp phô thuéc  
vµo 2 ®iÖn trë Re1 vµ Rht, nhng ®Ó ®¶m b¶o chÕ ®é thiªn ¸p mét chiÒu  
cho Q1, Re1 kh«ng thÓ thay ®æi trong ph¹m vi lín, v× vËy hÖ sè khuÕch  
®¹i håi tiÕp phô thuéc chñ yÕu vµo Rht.  
Vcc  
Rc2  
Q2  
R2  
C3  
Rc1  
Q1  
R1  
C1  
C2  
ur  
Vs  
H×nh. M¹ch khuÕch ®¹i kh«ng håi tiÕp  
14  
DTT_PTH_VQS  
Vcc  
Rc2  
R2  
+
C3  
Rc1  
R1  
-
Q2  
C1  
-
Q1  
+
C2  
ur  
Rht  
+
Vs  
Re1 Vht  
H×nh. M¹ch khuÕch ®¹i håi tiÕp ®iÖn ¸p nèi tiÕp  
c, Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p, ghÐp song song  
§iÖn trë Rht thay thÕ Rb ph©n ¸p cho B cña Transistor, ®ång thêi Rht còng  
lÊy ®iÖn ¸p ra håi tiÕp vÒ.  
Rht kÕt hîp víi tæng trë ngâ vµo t¹o thµnh m¹ch ph©n ¸p, ®iÖn ¸p håi tiÕp ®-  
îc xac ®inh:  
hie  
hie Rht  
hie  
hie Rht  
Vht  
=
.ur = > K'= Vht / uñ =  
+
+
Vcc  
Rc  
C2  
Rht  
C1  
Q1  
hie  
Ur  
uht  
Vs  
H×nh. Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p song song  
15  
BomonKTDT-§HGTVT  
Vcc  
Rc  
Q1  
Rb  
C2  
C1  
Ur  
Vs  
H×nh .M¹ch kh«ng håi tiÕp  
d, Håi tiÕp ©m dßng ®iÖn, ghÐp song song  
M¹ch håi tiÕp dïng Rht lÊy Ve2 ®Ó ph©n cùc cho B1 ®ång thêi lÊy tÝn hiÖu  
ra ic2≈ ie2 qua Re2 t¹o tÝn hiÖu dßng iht.  
Dßng ®iÖn håi tiÕp iht ph¶n ¸nh thµnh ®iÖn ¸p håi tiÕp Vht qua ®iÖn trë Rht ®a  
®Õn ®Çu vµo  
HÖ sè håi tiÕp dßng ®iÖn:  
Ki=(Re2+Rht)/Re2  
Vc  
c
Rc2  
Rc1  
Rb  
Rb1  
U
r
2
C2  
Q2  
C
1
C3  
Q1  
i
e2  
Rht  
hie  
Vs  
Re2  
i
ht  
M¹ch håi tiÕp ©m dßng, ghÐp song song  
16  
DTT_PTH_VQS  
Vcc  
Rb2  
Rc2  
Q2  
Rc1  
Rb1  
C1  
Vs  
C3  
Q1  
C2  
Re2  
Ce2  
M¹ch d¹ng kh«ng håi tiÕp  
IV. ¶nh hëng cña håi tiÕp ®Õn c¸c thèng sè cña m¹ch.  
nh hëng cña håi tiÕp ®îc tãm t¾t theo b¶ng sau:  
C¸c th«ng sè kü Håi tiÕp Håi tiÕp Håi tiÕp Håi  
tiÕp  
©m ®iÖn ©m ®iÖn ©m dßng  
¸p nèi ¸p song ®iÖn song  
thuËt  
©m  
dßng  
®iÖn nèi tiÕp  
tiÕp  
song  
Zi /g  
Zi /g  
song  
Zi /g  
Zi.g  
Tæng trë ngâ vµo: Zi.g  
Zv  
Zo.g  
Zi.g  
Zo /g  
Tæng trë ngâ ra:  
Zr  
§é khuÕch ®¹i ®iÖn Ku/g  
¸p: KU  
B.g  
Ku/g  
B.g  
Ku/g  
B.g  
Ku/g  
B.g  
§é réng b¨ng  
th«ng: B  
Trong ®ã g =1± K.Kht  
C¸c m¹ch khuÕch ®¹i håi tiÕp ©m lµm t¨ng tæng trë ngâ vµo thêng dïng cho  
tÇng tiÒn khuÕch ®¹i, ®Ó kh«ng lµm gi¶m biªn ®é cña tÝn hiÖu h÷u Ých, c¸c m¹ch håi  
tiÕp ©m lµm gi¶m tæng trë ngâ ra thêng dïng cho c¸c tÇng cuèi(c«ng suÊt), ®Ó t¨ng  
kh¶ n¨ng cÊp dßng cho t¶i.  
Ngoµi c¸c th«ng sè thèng kª trªn, m¹ch håi tiÕp cßn cã t¸c dông gi¶m biªn  
®é nhiÔu, gi¶m ®é mÐo phi tuyÕn vµ mÐo tÇn sè.  
17  
BomonKTDT-§HGTVT  
Ch¬ng 3. C¸c s¬ ®å c¬ b¶n cña tÇng khuÕch  
®¹i tÝn hiÖu nhá dïng Transistor  
- Víi tÝn hiÖu nhá thêng dïng s¬ ®å t¬ng ®¬ng ®Ó ph©n tÝch, cã thÓ biÓu diÔn c¸c  
phÇn tö tÝch cùc b»ng s¬ ®å t¬ng ®¬ng Π, huÆc s¬ ®å t¬ng ®¬ng cña m¹ng 4 cùc  
I. Kh¸i niÖm  
- Transisor lµ linh kiÖn phi tuyÕn, nhng khi xÐt víi tÝn hiÖu trong ph¹m vi  
biÕn thiªn nhá th× møc ®é phi tuyÕn ¶nh híng kh«ng lín, nªn cã thÓ xem nh m¹ch  
tuyÕn tÝnh, T ®îc vÏ thµnh c¸c m¹ch t¬ng ®¬ng gåm R, nguån dßng, ®Ó cã thÓ tÝnh  
to¸n vµ ph©n tÝch theo c¸c nguyªn lý cña Lý thuyÕt m¹ch, cã thÓ biÓu diÔn b»ng s¬  
®å t¬ng ®¬ng Π, huÆc s¬ ®å t¬ng ®¬ng cña m¹ng 4 cùc  
- ViÖc tÝnh to¸n, ph©n tÝch mét m¹ch khuÕch ®¹i dïng T bao gåm c¸c phÇn  
sau:  
+ TÝnh to¸n chÕ ®é mét chiÒu  
+ TÝnh to¸n c¸c tham sè ë chÕ ®é xoay chiÒu(chÕ ®é ®éng).  
PhÇn tÝnh to¸n chÕ ®é mét chiÒu ta ®· xem xÐt ë phÇn CÊu kiÖn §iÖn tö, v×  
vËy chØ nghiªn cøu chÕ ®é ®éng.  
II. Ph©n tÝch m¹ch khuÕch ®¹i b»ng s¬ ®å t¬ng ®¬ng  
1. M¹ch t¬ng ®¬ng cña Transistor  
§iÒu kiÖn ®Ó mét T dÉn lµ ph©n cùc thuËn víi tiÕp gi¸m BE vµ ph©n cùc ng-  
îc víi tiÕp gi¸m BC, m¹ch t¬ng ®¬ng cña T nh sau:  
C
Rc  
ic  
ie  
Rb  
B
Re  
E
Trong ®ã:  
+ Rb lµ ®iÖn trë ®o¹n tõ cùc B vµ gi÷a vïng b¸n dÉn cña cùc B.  
+ Re lµ ®iÖn trë thuËn ë tr¹ng th¸i xoay chiÒu cña mèi nèi BE:  
Re=26mV/IE(mA)  
+ Rc lµ ®iÖn trë nghÞch cña mèi nèi BC.  
M¹ch t¬ng ®¬ng T dïng th«ng sè cña ma trËn H:  
Rb  
B
C
Ib  
Re  
Ie  
Ic=β.ib  
Uce  
Ube  
E
trong ®ã:  
18  
DTT_PTH_VQS  
+ ib: dßng ®iÖn tÝn hiÖu ngâ vµo, gi¸ trÞ phô thuéc vµo Rb, Re  
+ ic : dßng ®iÖn tÝn hiÖu ngâ ra, ic=βib  
Ph¬ng tr×nh ®Æc trng theo ma trËn H:  
Ube=h11.ib+h12.Uce  
ic = h21.ib +h22.Uce  
+ h11=Ube/Ib: ®iÖn trë ngâ vµo  
+ h21=Ic/Ib: hÖ sè khuÕch ®¹i dßng  
+ h12=Ube/Uce: ®é khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p ngîc  
+ h22=Ic/Uce: dÉn n¹p ngâ ra.  
2. M¹ch t¬ng ®¬ng kiÓu EC:  
Rb  
B
C
Re  
Ic  
R0  
Rc  
- Tæng trë ngâ vµo:  
Vi ib.rb  
+
ie.re ib.rb  
+
β
.ib.re  
=
=
h11= hie=Ri=  
Ib  
- Tæng trë ngâ ra:  
ro=1/h22  
ib  
ib  
- §é khuÕch ®¹i dßng:  
Ki=h21=β  
- §é khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p:  
Uce  
1
Rc  
=
= − β .  
Ku=  
Ube h12  
Rbe  
3. M¹ch t¬ng ®¬ng kiÓu BC:  
- Tæng trë ngâ vµo:  
ie.re  
+
ib.rb  
β .re + re  
=
h11= hie=Ri==  
ie  
β
- Tæng trë ngâ ra:  
ro=Vo/ic  
- §é khuÕch ®¹i dßng:  
Ki=ic/ie=(β/(β+1))≈1  
- §é khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p:  
ic.Rc  
Rc  
Ku= −  
=
β
.
Ic  
Re  
E
C
−
ie.Ri  
Rbe  
19  
Rb  
B
Rc  
BomonKTDT-§HGTVT  
4. M¹ch t¬ng ®¬ng kiÓu CC:  
- Tæng trë ngâ vµo:  
ib.rb  
+
ie.re  
+
ie.R1 =  
rb  
+
β
.re  
+
β
.R1  
h11= hie=Ri==  
ib  
- Tæng trë ngâ ra:  
ro=re+1/β(rs+rb)  
- §é khuÕch ®¹i dßng:  
Ki=ie/ib=β+1  
- §é khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p:  
ve .R1  
β
=
1
ie.re
+  
ie.R1 ≈  
Ku=  
vb ib.rb  
+
Rb  
B
C
Rs  
Vs  
Ic  
Re  
ie  
R1  
5. Ph©n tÝch m¹ch khuÕch ®¹i b»ng m¹ch t¬ng ®¬ng  
Minh häa:  
Vcc  
R1  
R2  
Rc  
C2  
C1  
20  
Q1  
Zt  
Rs  
Re  
Ce  
Vs  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 164 trang myanh 18980 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật mạch điện tử - Đào Thanh Toản", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_ky_thuat_mach_dien_tu_dao_thanh_toan.pdf