K
K
ỹ
ỹ
thu
thu
ậ
ậ
t
t
ñi
ñi
ệ
ệ
n
n
t
t
ử
ử
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chương
Chương
3
3
BJT
BJT
v
v
à
à
ứ
ứ
ng
ng
d
d
ụ
ụ
ng
ng
N
N
ộ
ộ
i dung
i dung
Cấu tạo BJT
Các tham số của BJT
Phân cực cho BJT
Mạch khuếch ñại dùng BJT
Phương pháp ghép các tầng khuếch ñại
Mạch khuếch ñại công suất
C
C
ấ
ấ
u t
u t
ạ
ạ
o BJT
o BJT
BJT (Bipolar Junction Transistors)
BJT (Bipolar Junction Transistors)
Cho 3 lớp bán dẫn tiếp xúc công nghệ liên tiếp
nhau.
Các cực E: Emitter, B: Base, C: Collector.
ðiện áp giữa các cực dùng ñể ñiều khiển dòng
ñiện.
Hai
Hai
lo
lo
ạ
ạ
i
i
BJT
BJT
NPN
NPN
PNP
PNP
n
n
p
p
n
n
E
B
C
p
p
n
n
p
p
E
B
C
Cấu tạo Cấu tạo
B
C
E
Ký hiệu
B
C
E
Ký hiệu
Nguyên
Nguyên
lý
lý
ho
ho
ạ
ạ
t
t
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Xét BJT NPN
N P N
R
E
R
C
E
E
E
C
E=E
E
+E
C
E
E
E
C
I
C
I
B
I
E
Nguyên
Nguyên
lý
lý
ho
ho
ạ
ạ
t
t
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Từ hình vẽ:
I
E
= I
B
+ I
C
ðịnh nghĩa hệ số truyền ñạt dòng ñiện:
α = I
C
/I
E.
ðỊnh nghĩa hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
β = I
C
/ I
B.
Như vậy,
β = I
C
/ (I
E
–I
C
) = α /(1- α);
α = β/ (β+1).
Do ñó,
I
C
= α I
E
;
I
B
= (1-α) I
E;
β ≈ 100 với các BJT công suất nhỏ.
Chi
Chi
ề
ề
u
u
dòng
dòng
,
,
á
á
p
p
c
c
ủ
ủ
a
a
c
c
á
á
c
c
BJT
BJT
B
B
C
C
E
E
I
I
E
E
I
I
C
C
I
I
B
B
-
-
+
+
V
V
BE
BE
V
V
BC
BC
+
+
-
-
+
+
-
-
V
V
CE
CE
B
B
C
C
E
E
I
I
E
E
I
I
C
C
I
I
B
B
-
-
+
+
V
V
EB
EB
V
V
CB
CB
+
+
-
-
+
+
-
-
V
V
EC
EC
npn
npn
I
I
E
E
= I
= I
B
B
+ I
+ I
C
C
V
V
CE
CE
=
=
-
-
V
V
BC
BC
+ V
+ V
BE
BE
pnp
pnp
I
I
E
E
= I
= I
B
B
+ I
+ I
C
C
V
V
EC
EC
= V
= V
EB
EB
-
-
V
V
CB
CB
V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
Cho BJT như hình vẽ.
Với IB = 50 µ A , IC = 1 mA
Tìm: IE , β và α
Giải:
IE = IB + IC = 0.05 mA + 1 mA = 1.05 mA
= IC / IB = 1 mA / 0.05 mA = 20
α = IC / IE = 1 mA / 1.05 mA = 0.95238
α còn có thể tính theo β.
α = β = 20 = 0.95238
β + 1 21
+
+
_
_
+
+
_
_
I
I
C
C
I
I
E
E
I
I
B
B
E
E
B
B
C
C
V
V
CB
CB
V
V
BE
BE
ð
ð
ặ
ặ
c
c
tuy
tuy
ế
ế
n
n
t
t
ĩ
ĩ
nh
nh
c
c
ủ
ủ
a
a
BJT
BJT
Giữ giá trị I
B
không ñổi, thay ñổi E
C
, xác ñịnh I
C
, ta có:
I
C
=f(U
CE
)
I
B
=const
V
mA
µA
E
C
E
B
R
B
R
C
Q
U
CE
I
B
I
C
U
U
CE
CE
I
I
C
C
V
V
ù
ù
ng
ng
t
t
í
í
ch
ch
c
c
ự
ự
c
c
I
I
B
B
V
V
ù
ù
ng
ng
bão
bão
hòa
hòa
V
V
ù
ù
ng
ng
c
c
ắ
ắ
t
t
I
I
B
B
= 0
= 0
C
C
á
á
c tham s
c tham s
ố
ố
c
c
ủ
ủ
a
a
BJT
BJT
BJT như m
BJT như m
ộ
ộ
t m
t m
ạ
ạ
ng 4 c
ng 4 c
ự
ự
c
c
Xét BJT NPN, mắc theo kiểu E-C
I
2
=I
C
U
2
=U
CE
U
1
=U
BE
I
1
=I
B
1
1'
2'
2
Tham s
Tham s
ố
ố
tr
tr
ở
ở
kh
kh
á
á
ng z
ng z
ik
ik
Hệ phương trình:
U
1
=z
11
I
1
+z
12
I
2
.
U
2
=z
21
I
1
+z
22
I
2
.
Ở dạng ma trận:
U
1
z
11
z
12
I
2
.
U
2
z
21
z
22
I
2
.
z
11
=U
1 ,
z
12
=U
1 ,
I
1
I
2
=0 I
2
I
1
=0
z
21
= I
2 ,
z
22
= I
2 ,
U
1
I
2
=0 U
2
I
1
=0
z
11
: Trở kháng vào của
BJT khi hở mạch ngõ ra.
z
12
: Trở kháng ngược của
BJT khi hở mạch ngõ
vào.
z
21
: Trở kháng thuận của
BJT khi hở mạch ngõ ra.
z
22
: Trở kháng ra của BJT
khi hở mạch ngõ vào.
Tham s
Tham s
ố
ố
d
d
ẫ
ẫ
n n
n n
ạ
ạ
p y
p y
ik
ik
Hệ phương trình:
I
1
=y
11
U
1
+y
12
U
2
.
I
2
=y
21
U
1
+y
22
U
2
.
Ở dạng ma trận:
I
1
y
11
y
12
U
2
.
I
2
y
21
y
22
U
2
.
y
11
= I
1 ,
y
12
=I
1 ,
U
1
U
2
=0 U
2
U
1
=0
y
21
= I
2 ,
y
22
= I
2 ,
U
1
U
2
=0 U
2
U
1
=0
y
11
: Dẫn nạp vào của BJT
khi ngắn mạch ngõ ra.
y
12
: Dẫn nạp ngược của
BJT khi ngắn mạch ngõ
vào.
y
21
: Dẫn nạp thuận của
BJT khi ngắn mạch ngõ
ra.
y
22
: Dẫn nạp ra của BJT
khi ngắn mạch ngõ vào.
Tham s
Tham s
ố
ố
h
h
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p h
p h
ik
ik
Hệ phương trình:
U
1
=h
11
I
1
+h
12
U
2
.
I
2
=h
21
I
1
+h
22
U
2
.
Ở dạng ma trận:
U
1
h
11
h
12
I
2
.
I
2
h
21
h
22
U
2
.
h
11
=U
1 ,
h
12
=U
1 ,
I
1
U
2
=0 U
2
I
1
=0
h
21
=I
2 ,
h
22
=I
2 ,
I
1
U
2
=0 U
2
I
1
=0
h
11
: Trở kháng vào của
BJT khi ngắn mạch ngõ
ra.
h
12
: Hệ số hồi tiếp ñiện
áp của BJT khi hở mạch
ngõ vào.
h
21
: Hệ số khuếch ñại
dòng ñiện của BJT khi
ngắn mạch ngõ ra.
h
22
: Dẫn nạp ra của BJT
khi hở mạch ngõ vào.
Phân c
Phân c
ự
ự
c cho BJT
c cho BJT
Phân
Phân
c
c
ự
ự
c
c
cho
cho
BJT
BJT
Cung cấp ñiện áp một chiều cho các cực của
BJT.
Xác ñịnh chế ñộ họat ñộng tĩnh của BJT.
Chú ý khi phân cực cho chế ñộ khuếch ñại:
Tiếp xúc B-E ñược phân cực thuận.
Tiếp xúc B-C ñược phân cực ngược.
Vì tiếp xúc B-E như một diode, nên ñể phân cực
cho BJT, yêu cầu V
BE
≥Vγ.
ðối với BJT Ge: Vγ~0.3V
ðối với BJT Si: Vγ~0.6V
ðư
ðư
ờ
ờ
ng t
ng t
ả
ả
i t
i t
ĩ
ĩ
nh v
nh v
à
à
ñi
ñi
ể
ể
m l
m l
à
à
m
m
vi
vi
ệ
ệ
c t
c t
ĩ
ĩ
nh c
nh c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
ðường tải tĩnh ñược vẽ
trên ñặc tuyến tĩnh của
BJT. Quan hệ: I
C
=f(U
CE
).
ðiểm làm việc tĩnh nằm
trên ñường tải tĩnh ứng
với khi không có tín hiệu
vào (xác ñịnh chế ñộ
phân cực cho BJT).
ðiểm làm việc tĩnh nằm
càng gần trung tâm KL
càng ổn ñịnh.
L
K
I
B
=0
I
B
=max
Phân
Phân
c
c
ự
ự
c
c
b
b
ằ
ằ
ng
ng
dòng
dòng
c
c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
Xét phân cực cho BJT NPN
Áp dụng KLV cho vòng I:
I
B
=(V
B
-U
BE
)/R
B
.
Áp dụng KLV cho vòng II:
U
CE
=V
CC-
I
C
R
C
.
I
Q
R
C
R
B
V
B
V
CC
I
B
Q
R
C
R
B
V
CC
I
B
U
BE
U
BE
I
I
II
II
II
II
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
Xác ñịnh ñiểm làm việc
tĩnh:
Phương trình tải tĩnh:
V
CC
=I
C
R
C
+U
CE
.
Là phương trình ñường
thẳng.
U
CE
=0, I
C
=V
CC
/R
C
.
I
C
=0, U
CE
=V
CC.
ðiểm làm việc tĩnh:
Giao ñiểm giữa ñường tải
tĩnh với ñặc tuyến BJT của
dòng I
B
phân cực.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
Tính ổn ñịnh nhiệt
Khi nhiệt ñộ tăng, IC tăng,
ñiểm làm việc di chuyển từ A
sang A’. BJT dẫn càng mạnh,
nhiệt ñộ trong BJT càng tăng,
càng làm IC tăng lên nữa.
Nếu không tản nhiệt ra môi
trường, ñiểm làm việc có thể
sang A’’ và tiếp tục.
Vị trí ñiểm làm việc thay ñổi, tín
hiệu ra bị méo.
Trường hợp xấu nhất có thể
làm hỏng BJT.
A
A’
A’’
U
CEA
U
CE
I
C
I
CA
I
CA’
I
CA’’
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
Ví dụ
Cho mạch như hình
vẽ, với V
BB
=5V,
R
BB
=107.5kΩ, β=100,
R
CC
=1kΩ, Vγ=0.6V,
V
CC
=10V.
Tìm I
B
, I
C
, V
CE
và công
suất tiêu tán của BJT.
Xác ñịnh ñiểm làm
việc tĩnh của BJT.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
Tìm I
B
, I
C
, V
CE
và công suất tiêu tán của BJT.
ðể BJT họat ñộng ở chế ñộ khuếch ñại, chọn
UBE=Vγ
Áp dụng KLV cho nhánh B-E
I
B
=(V
BB
-U
BE
)/R
BB
~40µA.
I
C
= βI
B
=4mA
Áp dụng KLV cho nhánh C-E:
U
CE
=V
CC
-I
C
R
C
=6V
Công suất tiêu tán BJT:
P=U
CE
.I
C
=24mW.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng dòng c
ng dòng c
ố
ố
ñ
ñ
ị
ị
nh
nh
Xác ñịnh ñiểm làm việc tĩnh:
Phương trình tải tĩnh:
V
CC
=I
C
R
CC
+U
CE
.
Là phương trình ñường thẳng.
U
CE
=0, I
C
=V
CC
/R
CC
=10mA.
I
C
=0, U
CE
=V
CC
=10V.
ðiểm làm việc tĩnh:
Giao ñiểm giữa ñường tải tĩnh với ñặc tuyến BJT
của dòng IB phân cực (40µ).
ðiểm làm việc nằm gần giữa ñường tải tĩnh, mạch
tương ñối ổn ñịnh.
Ic(mA)
U
CE
(V)
10
10
A(6V,4mA)
6
40µA
4
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
Áp dụng KLV cho
vòng I:
I
B
=(U
CE
-U
BE
)/R
B
.
Áp dụng KLI cho nút
C:
I=I
B
+I
C
=I
E
.
Áp dụng KLV cho
vòng II:
U
CE
=V
CC-
IR
C
.
Q
R
C
R
B
V
CC
I
B
U
BE
I
II
II
I
C
C
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
Xác ñịnh ñiểm làm việc
tĩnh:
Phương trình tải tĩnh:
V
CC
=IR
C
+U
CE
=αI
C
R
C
+U
CE
.
Là phương trình ñường
thẳng.
U
CE
=0, I
C
= α V
CC
/R
C
.
I
C
=0, U
CE
=V
CC.
ðiểm làm việc tĩnh:
Giao ñiểm giữa ñường tải
tĩnh với ñặc tuyến BJT
của dòng I
B
phân cực.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
Tính ổn ñịnh nhiệt
Khi nhiệt ñộ tăng, IC tăng
từ I
CA
sang I
CA
’, ñiểm làm
việc di chuyển từ A sang
A’.
U
CE
giảm xuống U
CEA’
.
Mà I
B
=(U
CE
-U
BE
)/R
B
. Nên I
B
và U
BE
giảm, dẫn ñến I
C
giảm trở lại.
ðiểm làm việc từ A’ lại trở
về A.
Mạch ổn ñịnh nhiệt.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
Hồi tiếp:
Lấy 1 phần tín hiệu ngõ ra, ñưa ngược về ngõ vào.
Hồi tiếp dương:
tín hiệu ñưa về cùng pha với ngõ vào.
ứng dụng trong mạch dao ñộng.
Hồi tiếp âm:
tín hiệu ñưa về ngược pha với ngõ vào.
dùng ñể ổn ñịnh mạch.
giảm hệ số khuếch ñại.
Phân c
Phân c
ự
ự
c b
c b
ằ
ằ
ng ñi
ng ñi
ệ
ệ
n
n
á
á
p h
p h
ồ
ồ
i ti
i ti
ế
ế
p
p
Mạch hồi tiếp âm ñiện áp bằng
cách lấy ñiện áp U
CE
ñưa về
phân cực U
BE
cho BJT.
Mạch ổn ñịnh nhiệt nhưng hệ
số khuếch ñại giảm.
Khắc phục:
Tách R
B
thành 2 ñiện trở và nối
với tụ C xuống masse.
Tụ C gọi là tụ thoát tín hiệu xoay
chiều.
Tín hiệu ñưa về thoát xuống
masse theo tụ C mà không ñược
ñưa về cực B của BJT
Q
R
C
R
B1
V
CC
R
B2
C
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Áp dụng ñịnh lý nguồn tương
ñương Thevenin ñể ñơn giản.
Ngắn mạch ñiểm B:
I
nm
=V
CC
/R
B1
.
Hở mạch ñiểm B:
U
hm
=V
CC
/(R
B1
+R
B2
) = V
B
.
R
ng
=U
hm
/I
nm
R
ng
=R
B1
R
B2
/(R
B1
+R
B2
)=R
B1
//R
B2
=R
B
.
Q
R
C
R
B1
V
CC
R
B2
R
E
B
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Ta có mạch tương ñương như
sau
Với
Áp dụng KLV cho nhánh B-E
V
B
– I
B
.R
B
-U
BE
– I
E
.R
E
= 0.
Mà: I
E
= I
B
+ I
C
= I
B
+ βI
B
= (1+ β)I
B
Suy ra: I
B
=(V
B
-U
BE
)/(R
B
+(1+ β)R
E
)
21
2
THB
RR
RVcc
VV
+
==
21
21
THB
RR
RR
RR
+
==
Q
R
C
R
B
V
CC
R
E
V
B
I
B
U
BE
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Áp dụng KLV cho nhánh C-E:
V
CC
=I
C
R
C
+U
CE
+I
E
R
E
Với I
E
= βI
C
/(1+ β)
Thay vào, ta ñược:
V
CC
=(R
C
+ αR
E
)I
C
+U
CE
.
Với:
α =β/(1+ β)
Q
R
C
R
B
V
CC
R
E
V
B
I
B
U
BE
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Xác ñịnh ñiểm làm việc
tĩnh:
Phương trình tải tĩnh:
V
CC
=I
C
(R
C
+αR
E
)+U
CE
.
Là phương trình ñường
thẳng.
U
CE
=0, I
C
= V
CC
/(R
C
+αR
E
).
I
C
=0, U
CE
=V
CC.
ðiểm làm việc tĩnh:
Giao ñiểm giữa ñường tải
tĩnh với ñặc tuyến BJT
của dòng I
B
phân cực.
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Tính ổn ñịnh nhiệt
Khi nhiệt ñộ tăng, IC tăng từ I
CA
sang I
CA
’, ñiểm làm việc di
chuyển từ A sang A’. I
C
tăng
làm I
E
tăng
Mà V
B
= I
B
.R
B
-V
BE
– I
E
.R
E
. Nên
I
B
và V
BE
giảm, dẫn ñến I
C
giảm
trở lại.
ðiểm làm việc từ A’ lại trở về A.
Mạch ổn ñịnh nhiệt.
Phân c
Phân c
ự
ự
c t
c t
ự
ự
ñ
ñ
ộ
ộ
ng
ng
Mạch ổn ñịnh nhiệt bằng hồi tiếp
âm dòng ñiện emitter qua R
E
.
R
E
gọi là ñiện trở ổn ñịnh nhiệt.
R
E
càng lớn thì mạch càng ổn
ñịnh.
Là mạch ñược dùng nhiều nhất.
Tuy nhiên, hồi tiếp âm làm giảm
hệ số khuếch ñại.
Khắc phục:
Mắc CE//RE.
CE: tụ thoát tín hiệu xoay chiều.
Q
R
C
R
B1
V
CC
R
B2
C
E
R
E
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i
i
d
d
ù
ù
ng BJT
ng BJT
Mô h
Mô h
ì
ì
nh t
nh t
í
í
n hi
n hi
ệ
ệ
u nh
u nh
ỏ
ỏ
c
c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
Mô hình Π:
BJT ñược thay bằng mạch tương ñương sau
V
V
T
T
: Th
: Th
ế
ế
nhi
nhi
ệ
ệ
t,
t,
V
V
T
T
~25.5mV
~25.5mV
ở
ở
300
300
0
0
K
K
Mô h
Mô h
ì
ì
nh t
nh t
í
í
n hi
n hi
ệ
ệ
u nh
u nh
ỏ
ỏ
c
c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
Mô hình T:
BJT ñược thay bằng mạch tương ñương sau
V
V
T
T
: Th
: Th
ế
ế
nhi
nhi
ệ
ệ
t,
t,
V
V
T
T
~25.5mV
~25.5mV
ở
ở
300
300
0
0
K
K
Quy t
Quy t
ắ
ắ
c v
c v
ẽ
ẽ
sơ ñ
sơ ñ
ồ
ồ
tương ñương t
tương ñương t
í
í
n
n
hi
hi
ệ
ệ
u xoay chi
u xoay chi
ề
ề
u
u
ðối với tín hiệu xoay
chiều:
Tụ ñiện xem như nối
tắt.
Nguồn một chiều xem
như nối tắt.
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Sơ ñồ mạch
Tác dụng linh kiện:
R
B1
, R
B2
: Phân cực cho
BJT Q.
R
C
: Tải cực C.
R
E
: Ổn ñịnh nhiệt.
R
t
: ðiện trở tải.
e
n
, R
n
: Nguồn tín hiệu và
ñiện trở trong của nguồn.
C
1
, C
2
: Tụ liên lạc, ngăn
thành phần 1 chiều, cho tín
hiệu xoay chiều ñi qua.
C
E
: Tụ thoát xoay chiều,
nâng cao hệ số khuếch ñại
toàn mạch.
R
B1
R
B2
R
C
R
E
Q
C
1
e
n
R
n
C
2
R
t
C
E
V
CC
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Sơ ñồ tương ñương
RB=R1//R2
e
n
R
n
R
B
r
BE
=r
R
t
R
C
t
v
r
v
R
r
B
E
C
R
v
O
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
ðiện trở vào:
Gọi R
v
: ñiện trở vào toàn mạch, r
v
: ñiện trở vào BJT.
Ta có:
r
v
=u
BE
/i
B
=rπ=βV
T
/I
C
.
R
v
=R
B
//r
v
Nhận xét: r
v
~R
v
ðiện trở ra:
Gọi R
r
là ñiện trở ra của mạch khi mạch không nối với
R
t.
Ta có:
R
r
=R
C
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
Gọi K
I
là hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
Ta có:
Vt
vtC
I
v
vB
vvBvvv
t
tCB
ttCBttr
rR
RRR
K
R
ri
iriRiu
R
RRi
iRRiRiu
.
).//(
.
//.
//.
β
β
β
−
=
=⇒==
−
=⇒−==
Với r
v
~R
v
và R
C
>>R
t
thì
K
I
~β
v
t
I
i
i
dòngvào
dòngra
K ==
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại ñiện áp:
Gọi K
U
là hệ số khuếch ñại ñiện áp:
Ta có:
nv
t
I
nvv
tt
U
nvv
nv
n
v
ttr
RR
R
K
RRi
Ri
K
RRien
RR
e
i
Riu
+
=
+
=
+=⇒
+
=
=
.
)(
)(
n
r
U
e
u
ápvào
ápra
K ==
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại
công suất:
K
P
=K
U
.K
I
.
Pha của tín hiệu:
K
I
<0 nên tín hiệu ngõ
ra ngược pha tín hiệu
ngõ vào.
R
B1
R
B2
R
C
R
E
Q
C
1
e
n
R
n
C
2
R
t
C
E
V
CC
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Nhận xét:
Mạch khuếch ñại E-C có biên ñộ K
i
, K
U
>1 nên
vừa khuếch ñại dòng ñiện, vừa khuếch ñại
ñiện áp.
Mạch khuếch ñại E-C với K
I
, K
U
có dấu âm
nên tín hiệu ngõ ra ngược pha với tín hiệu
ngõ vào.
ðiện trở vào và ñiện trở ra của mạch E-C có
giá trị trung bình trong các sơ ñồ khuếch ñại.
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i B
i B
-
-
C
C
Sơ ñồ mạch
Tác dụng linh kiện:
R
E
: Phân cực cho BJT
Q.
R
C
: Tải cực C.
R
t
: ðiện trở tải.
e
n
, R
n
: Nguồn tín hiệu
và ñiện trở trong của
nguồn.
C
1
, C
2
: Tụ liên lạc,
ngăn thành phần 1
chiều, cho tín hiệu
xoay chiều ñi qua.
R
E
R
C
Q
C
1
e
n
R
n
C
2
R
t
-V
C
+V
E
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i B
i B
-
-
C
C
Sơ ñồ tương ñương
u
r
u
v
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i B
i B
-
-
C
C
ðiện trở vào:
Gọi R
v
: ñiện trở vào toàn mạch, r
v
: ñiện trở vào BJT.
Ta có:
r
v
=u
EB
/i
E
=r
e
=V
T
/I
C
.
R
v
=R
E
//r
v
Nhận xét: r
v
rất nhỏ
ðiện trở ra:
Gọi R
r
là ñiện trở ra của mạch khi mạch không nối với
R
t.
Ta có:
R
r
=R
C
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
Gọi K
I
là hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
Ta có:
Vt
vtC
I
v
vE
vvEvvv
t
tCE
ttCEttr
rR
RRR
K
R
ri
iriRiu
R
RRi
iRRiRiu
.
).//(
.
//.
//.
α
α
α
=
=⇒==
=⇒==
Với r
v
~R
v
và R
C
>>R
t
thì
K
I
~α, không khuếch ñại
dòng ñiện.
v
t
I
i
i
dòngvào
dòngra
K ==
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại ñiện áp:
Gọi K
U
là hệ số khuếch ñại ñiện áp:
Ta có:
nv
t
I
nvv
tt
U
nvv
nv
n
v
ttr
RR
R
K
RRi
Ri
K
RRien
RR
e
i
Riu
+
=
+
=
+=⇒
+
=
=
.
)(
)(
n
r
U
e
u
ápvào
ápra
K ==
K
I
~1 nhưng R
t
>>R
v
, R
n
nên K
U
>1 : mạch khuếch
ñại ñiện áp.
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i E
i E
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại
công suất:
K
P
=K
U
.K
I
.
Pha của tín hiệu:
K
I
>0 nên tín hiệu ngõ
ra cùng pha tín hiệu
ngõ vào.
R
E
R
C
Q
C
1
e
n
R
n
C
2
R
t
-V
C
+V
E
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i B
i B
-
-
C
C
Nhận xét:
Mạch khuếch ñại B-C có biên ñộ K
i
<1, K
U
>1
nên mạch không khuếch ñại dòng ñiện, chỉ
khuếch ñại ñiện áp.
Mạch khuếch ñại B-C với K
I
, K
U
có dấu
dương nên tín hiệu ngõ ra cùng pha với tín
hiệu ngõ vào.
ðiện trở vào của mạch B-C có giá trị nhỏ nhất
trong các sơ ñồ khuếch ñại.
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
Sơ ñồ mạch
Tác dụng linh kiện:
R
B1
, R
B2
: Phân cực
cho BJT Q.
R
C
: Tải cực C.
R
E
: Tải cực E.
R
t
: ðiện trở tải.
e
n
, R
n
: Nguồn tín hiệu
và ñiện trở trong của
nguồn.
C
1
, C
2
: Tụ liên lạc,
ngăn thành phần 1
chiều, cho tín hiệu
xoay chiều ñi qua.
R
B1
R
B2
R
C
R
E
Q
C
1
e
n
R
n
C
2
R
t
V
CC
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
Sơ ñồ tương ñương
RB=R1//R2
e
n
R
n
R
B
r
BE
=r
R
t
R
C
t
v
r
v
R
r
B
E
C
R
v
O
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
ðiện trở vào:
Gọi R
v
: ñiện trở vào toàn mạch, r
v
: ñiện trở vào BJT.
Ta có:
r
v
=u
BE
/i
B
=[i
B
rπ+i
E
(R
E
//R
t
)]/i
B
=rπ+(1+β)(R
E
//R
t
)
r
v
=βV
T
/I
C
+(1+β)(R
E
//R
t
).
R
v
=R
B
//r
v
Nhận xét: r
v
~(1+β)R
E
//R
t
rất lớn
ðiện trở ra:
Gọi R
r
là ñiện trở ra của mạch khi mạch không nối với
R
t.
Ta có:
R
r
=R
C
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
Gọi K
I
là hệ số khuếch ñại dòng ñiện:
Ta có:
Vt
vtC
I
v
vB
vvBvvv
t
tCB
ttCEttr
rR
RRR
K
R
ri
iriRiu
R
RRi
iRRiRiu
.
).//)(1(
.
//.)1(
//.
β
β
+
=
=⇒==
+
=⇒==
Với r
v
~R
v
và R
C
>>R
t
thì
K
I
~1+β
v
t
I
i
i
dòngvào
dòngra
K ==
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại ñiện áp:
Gọi K
U
là hệ số khuếch ñại ñiện áp:
Ta có:
nv
t
I
nvv
tt
U
nvv
nv
n
v
ttr
RR
R
K
RRi
Ri
K
RRien
RR
e
i
Riu
+
=
+
=
+=⇒
+
=
=
.
)(
)(
n
r
U
e
u
ápvào
ápra
K ==
K
I
~(1+β), R
v
~r
v
~(1+β)R
E
//R
t
>>R
n
nên K
U
~1: không khuếch ñại
ñiện áp.
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
Hệ số khuếch ñại
công suất:
K
P
=K
U
.K
I
.
Pha của tín hiệu:
K
I
>0 nên tín hiệu ngõ
ra cùng pha tín hiệu
ngõ vào.
R
B1
R
B2
R
C
R
E
Q
C
1
e
n
R
n
C
2
R
t
V
CC
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i C
i C
-
-
C
C
Nhận xét:
Mạch khuếch ñại C-C có biên ñộ K
i
>1, K
U~
1
nên chỉ khuếch ñại dòng ñiện, không khuếch
ñại ñiện áp.
Mạch khuếch ñại C-C với K
I
, K
U
có dấu
dương nên tín hiệu ngõ ra cùng pha với tín
hiệu ngõ vào.
ðiện trở vào của mạch C-C có giá trị lớn nhất
trong các sơ ñồ khuếch ñại. Mạch này dùng
phối hợp trở kháng rất tốt.
Phương ph
Phương ph
á
á
p gh
p gh
é
é
p
p
c
c
á
á
c t
c t
ầ
ầ
ng khu
ng khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i
i
Gh
Gh
é
é
p t
p t
ầ
ầ
ng
ng
Yêu cầu mạch khuếch ñại từ tín hiệu rât nhỏ ở ñầu vào
thành tín hiệu rất lớn ở ñầu ra. Không thể dùng 1 tầng
khuếch ñại mà phải dùng nhiều tầng.
Giải pháp: Ghép tầng
Hệ số khuếch ñại bằng tích các hệ số khuếch ñại các
tầng
Gh
Gh
é
é
p t
p t
ầ
ầ
ng b
ng b
ằ
ằ
ng t
ng t
ụ
ụ
Ưu: ðơn giản, cách ly thành phần 1 chiều giữa các tầng.
Nhược: Suy giảm thành phần tầng số thấp.
Gh
Gh
é
é
p t
p t
ầ
ầ
ng b
ng b
ằ
ằ
ng bi
ng bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Ưu: Cho phép nguồn có ñiện áp thấp, dễ phối hợp trở
kháng và thay ñổi cực tính qua các cuộn dây.
Nhược: ðặc tuyến tần số không bằng phẳng trong dải
tần, cồng kềnh, dễ hỏng.
Gh
Gh
é
é
p t
p t
ầ
ầ
ng tr
ng tr
ự
ự
c ti
c ti
ế
ế
p
p
Ưu: Giảm méo tần số thấp. ðáp tuyến tần số bằng
phẳng.
Nhược: Phức tạp.
M
M
ạ
ạ
ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i
i
công su
công su
ấ
ấ
t
t
Yêu c
Yêu c
ầ
ầ
u
u
ðươc sử dụng khi yêu cầu ngõ ra có công suất
lớn.
Các thông số yêu cầu cho mạch khuếch ñại
công suất:
Công suất ra tải.
Công suất tiêu thụ.
Hệ số khuếch ñại.
ðộ méo phi tuyến.
ðặc tuyến tần số.
Ch
Ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
l
l
à
à
m vi
m vi
ệ
ệ
c c
c c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
Chế ñộ A:
BJT làm việc với cả hai bán kỳ của tín hiệu vào.
Ưu: Hệ số méo phi tuyến nhỏ.
Nhược: Hiệu suất thấp. η<50%
Chế ñộ B:
BJT chưa ñược phân cực, BJT làm việc với một bán
kỳ của tín hiệu vào.
Ưu: Hiệu suất cao, η~78% .
Nhược: Méo phi tuyến
Ch
Ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
l
l
à
à
m vi
m vi
ệ
ệ
c c
c c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
Ch
Ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
l
l
à
à
m vi
m vi
ệ
ệ
c c
c c
ủ
ủ
a BJT
a BJT
Chế ñộ AB:
Là chế ñộ trung gian giữa chế ñộ A vfa chế ñộ B.
BJT ñược phân cực yếu.
Chế ñộ C:
BJT chỉ làm việc với 1 phần của 1 bán kỳ.
Hiệu suất cao, η~100%. Dùng cho mạch tần số cao.
Chế ñộ D:
BJT làm việc ở 1 trong hai trạng thái: ngưng dẫn hoặc
dẫn bảo hòa.
Hiệu suất cao, η~100%. Áp dụng trong kỹ thuật
xung, số.
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
A
A
Nhược: Yêu cầu ñiện trở tải phải lớn thì công
suất ra mới lớn. Dùng cho mạch công suất nhỏ.
Khắc phục: ðể phối hợp trở kháng, sử dụng
biến áp.
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
B c
B c
ó
ó
bi
bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Chế ñộ B: BJT Q
1
và Q
2
chưa ñược phân cực.
R: ðảm bảo chế ñộ làm việc cho Q
1
và Q
2
. Mỗi bán kỳ
chỉ có 1 trong hai BJT dẫn.
T
1
: Biến áp ñảo pha, cho 2 tín hiệu ra ngược pha nhau.
T
2
: Biến áp xuất.
R
L
: Tải loa.
Q1
Q2
R
R
L
V
CC
T
2
T
1
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
B c
B c
ó
ó
bi
bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Nhược: Méo dạng tín
hiệu (méo xuyên trục).
Khắc phục: Phân cực
cho BJT. Họat ñộng
ở chế ñộ AB.
U
r
I
B1
I
B2
U
BE1
U
BE2
U
v
t
t
Méo
xuyên
trục
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
AB
AB
c
c
ó
ó
bi
bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Chế ñộ AB: Q
1
và Q
2
ñược phân cực yếu nhờ R1, R2.
T
1
: Biến áp ñảo pha, cho 2 tín hiệu ra ngược pha nhau.
T
2
: Biến áp xuất.
R
L
: Tải loa.
Q1
Q2
R2
R
L
V
CC
T
2
T
1
R1
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
AB
AB
c
c
ó
ó
bi
bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Q1, Q2 dẫn ngay với ñiện áp vào rất nhỏ nên hết méo
xuyên trục.
Nhược:
Hiệu suất giảm.
Biến áp cồng kềnh
U
r
I
B1
I
B2
U
BE1
U
BE2
U
v
t
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
AB
AB
không bi
không bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Mạch ñẩy kéo dùng BJT cùng loại
Khu
Khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ
ạ
ạ
i công su
i công su
ấ
ấ
t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ
ộ
ộ
AB
AB
không bi
không bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
Mạch ñẩy kéo dùng BJT khác loại