Tải bản đầy đủ (.pdf) (20 trang)

Chương 3 BJT và ứng dụng potx

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (813.63 KB, 20 trang )

K
K


thu
thu


t
t
ñi
ñi


n
n
t
t


Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chương
Chương
3
3
BJT
BJT
v
v
à
à




ng
ng
d
d


ng
ng
N
N


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


u t
u t



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


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


ho
ho


t
t

ñ
ñ


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


ho
ho


t
t
ñ
ñ


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


u
u
dòng
dòng
,
,
á
á
p
p
c
c


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


 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


c
c
tuy
tuy
ế
ế
n
n
t
t
ĩ
ĩ
nh

nh
c
c


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


c
c
I
I
B
B
V
V
ù
ù
ng
ng
bão
bão
hòa
hòa
V
V
ù
ù
ng
ng
c
c



t
t
I
I
B
B
= 0
= 0
C
C
á
á
c tham s
c tham s


c
c


a
a
BJT
BJT
BJT như m
BJT như m



t m
t m


ng 4 c
ng 4 c


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


tr
tr


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


d
d



n n
n n


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


h
h


n h
n h



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


c cho BJT
c cho BJT
Phân
Phân
c
c


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


ng t
ng t


i t
i t
ĩ
ĩ
nh v
nh v
à
à
ñi

ñi


m l
m l
à
à
m
m
vi
vi


c t
c t
ĩ
ĩ
nh c
nh c


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


c
c
b
b


ng
ng

dòng
dòng
c
c


ñ
ñ


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


c b
c b


ng dòng c
ng dòng c


ñ
ñ


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


c b
c b


ng dòng c
ng dòng c


ñ
ñ


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


c b
c b


ng dòng c
ng dòng c



ñ
ñ


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


c b
c b


ng dòng c
ng dòng c


ñ
ñ


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


c b
c b


ng dòng c
ng dòng c


ñ
ñ


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


c b
c b


ng ñi
ng ñi


n
n
á
á
p h
p h


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


c b
c b


ng ñi
ng ñi


n
n
á

á
p h
p h


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



c b
c b


ng ñi
ng ñi


n
n
á
á
p h
p h


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


c b
c b


ng ñi
ng ñi


n
n
á
á
p h
p h


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


c b
c b


ng ñi
ng ñi


n
n
á
á
p h
p h


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


c t
c t


ñ
ñ


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


c t
c t


ñ
ñ


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


c t
c t


ñ
ñ


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


c t
c t


ñ
ñ


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


c t
c t


ñ
ñ


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


c t
c t


ñ
ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ



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


u nh
u nh


c
c


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


t,
t,
V
V
T
T
~25.5mV
~25.5mV


300
300
0
0

K
K
Mô h
Mô h
ì
ì
nh t
nh t
í
í
n hi
n hi


u nh
u nh


c
c


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


t,
t,
V
V
T
T
~25.5mV
~25.5mV


300
300
0
0
K
K
Quy t
Quy t


c v

c v


sơ ñ
sơ ñ


tương ñương t
tương ñương t
í
í
n
n
hi
hi


u xoay chi
u xoay chi


u
u
 ðối với tín hiệu xoay
chiều:
 Tụ ñiện xem như nối
tắt.
 Nguồn một chiều xem
như nối tắt.
M

M


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế

ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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

v
t
I
i
i
dòngvào
dòngra
K ==
M
M


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ

ch ñ


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



ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế

ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


i B
i B
-
-
C
C
 Sơ ñồ tương ñương
u
r
u
v
M
M



ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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



ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế

ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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



ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu

ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ



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


ng khu
ng khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


i
i
Gh
Gh
é
é

p t
p t


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


ng b
ng b


ng t
ng t


 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


ng b
ng b


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


ng tr
ng tr


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


ch khu
ch khu
ế
ế
ch ñ
ch ñ


i

i
công su
công su


t
t
Yêu c
Yêu c


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



l
l
à
à
m vi
m vi


c c
c c


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



l
l
à
à
m vi
m vi


c c
c c


a BJT
a BJT
Ch
Ch
ế
ế
ñ
ñ


l
l
à
à
m vi
m vi



c c
c c


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


i công su
i công su



t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ


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


i công su
i công su


t ch
t ch
ế
ế

ñ
ñ


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


i công su
i công su



t ch
t ch
ế
ế
ñ
ñ


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


i công su
i công su


t ch
t ch
ế

ế
ñ
ñ


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


i công su
i công su


t ch

t ch
ế
ế
ñ
ñ


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


i công su
i công su


t ch
t ch
ế
ế
ñ

ñ


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


i công su
i công su


t ch
t ch

ế
ế
ñ
ñ


AB
AB
không bi
không bi
ế
ế
n
n
á
á
p
p
 Mạch ñẩy kéo dùng BJT khác loại

×