Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử part 13 pps

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (296.13 KB, 7 trang )


85



Hình 2.64: Tầng khuếch đại E chung và kết quả mô phỏng để xác định các tham
số tín hiệu và pha
Nguyên lý làm vi

c c

a t

ng EC nh
ư
sau: Khi
đư
a
đ
i

n áp xoay chi

u t

i
đầ
u
vào, xu

t hi



n dòng xoay chi

u baz
ơ
c

a tranzito

m

ch ra c

a t

ng. H

áp trên
đ
i

n
tr

Rc t

o nên
đ
i


n áp xoay chi

u trên colect
ơ
.
Đ
i

n áp này qua t

Cp2
đượ
c
đượ
c
đư
a
đế
n
đ
àu ra c

a t

ng t

c là t

i m


ch t

i. Có th

th

c hi

n b

ng hai ph
ươ
ng pháp
c
ơ
b

n là ph
ươ
ng pháp
đồ
th

và ph
ươ
ng pháp gi

i tích (s
ơ


đồ
t
ươ
ng
đươ
ng)
đố
i v

i
ch
ế

độ
xoay chi

u tín hi

u nh

.
Ph
ươ
ng pháp
đồ
th

d

a vào các

đặ
c tuy
ế
n vào và ra c

a tranzito có
ư
u
đ
i

m là
d

dàng tìm
đượ
c m

i quan h

gi

a các giá tr

biên
độ
c

a thành ph


n xoay chi

u
(
đ
i

n áp ra và dòng
đ
i

n ra I
cm
) và là s

li

u ban
đầ
u
để
tính toán. Trên
đặ
c tuy
ế
n hình
2.65a, v


đườ

ng t

i m

t chi

u (a-b) nh
ư

đ
ã mô t



ph

n 2.2.3.b. S

ph

thu

c U
CEO
=
f(I
co
) có th

tìm

đượ
c t

ph
ươ
ng trình cân b

ng
đ
i

n áp

m

ch ra c

a c

a t

ng:
U
CEO
= E
C
– I
CO
R
C

– I
EO
R
E
= E
C
– I
CO
R
C
– I
CO
R
E
/α (2-117)
Vì h

s

α g

n b

ng 1, nên có th

vi
ế
t
U
CEO

= E
C
- I
CO
(R
C
+ R
E
) (2-118)

86

Bi

u th

c là ph
ươ
ng trình
đườ
ng t

i m

t chi

u c

a t


ng. D

a vào
đặ
c tuy
ế
n có
(baz
ơ
) I
B
= f(U
BE
) ta ch

n
đượ
c dòng baz
ơ
t
ĩ
nh c

n thi
ế
t I
BO
chính là xác
đị
nh

đượ
c
t

a
độ

đ
i

m P là giao
đ
i

m c

a
đườ
ng I
B
= I
BO
v

i
đườ
ng t

i m


t chi

u trên
đặ
c tuy
ế
n
ra hình 2.65a.























Hình 2.65: Xác đinh chế độ tĩnh của tầng EC trên họ đặc tuyến ra
Để
xác
đị
nh thành ph

n xoay chi

u c

a
đ
i

n áp ra và dòng colect
ơ
c

a tranzito
ph

i dùng
đườ
ng t

i xoay chi

u c

a t


ng. Chú ý r

ng
đ
i

n tr

xoay chi

u trong m

ch
emit
ơ
c

a tranzito b

ng không (vì có t

C
E
m

c song song v

i
đ

i

n tr

R
E
) còn t

i
đượ
c m

c vào m

ch colect
ơ

đ
i

n tr

xoay chi

u c

a t

Cp2 r


t nh

.
N
ế
u coi
đ
i

n tr

xoay chi

u c

a ngu

n cung c

p Ec b

ng không, thì
đ
i

n tr


xoay chi


u c

a t

ng g

m hai
đ
i

n tr

Rc và Rt m

c song song, Ngh
ĩ
a là R
t
~
=R
t
/R
C
.
T


đ
ó th


y rõ
đ
i

n tr

t

i m

t chi

u c

a t

ng R
t=
= R
c
+ R
E
l

n h
ơ
n
đ
i


n tr

t

i xoay
I
B
=0
µ
A
I
B0

I
Bmax

E
CC
/ Rc//Rt
E
CC

U
CE
V
I
C
mA
P
N

M






U
C0

I
C0

P
C.CP

87

chi

u R
t
~
. Khi có tín hi

u vào,
đ
i

n áp và dòng

đ
i

n là t

ng c

a thành ph

n m

t chi

u
và xoay chi

u,
đườ
ng t

i xoay chi

u
đ
i qua
đ
i

m t
ĩ

nh P, (h 2.65a).
Độ
d

c c

a
đườ
ng
t

i xoay chi

u s

l

n h
ơ
n
độ
d

c c

a
đườ
ng t

i m


t chi

u. Xây d

ng
đườ
ng t

i xoay
chi

u theo t

s

gia s

c

a
đ
i

n áp và dòng
đ
i

n ∆U
CE

=

I
c
(R
C
//R
t
). Khi cung c

p
đ
i

n
áp U
v
vào
đầ
u vào c

a t

ng (hình 2.64) thì trong m

ch baz
ơ
s

xu


t hi

n thành ph

n
dòng xoay chi

u I
b
~
có liên quan
đế
n
đ
i

n áp U
v
theo
đặ
c tuy
ế
n c

a tranzito (h:2.65b).
Vì dòng colect
ơ
t


l

v

i dòng baz
ơ
qua h

s

β, trong m

ch colect
ơ
c
ũ
ng có thành
ph

n dòng xoay chi

u I
C
~
(h.2.65a) và
đ
i

n áp xoay chi


u U
r
liên h

v

i dòng I
C
~
b

ng
đườ
ng t

i xoay chi

u. Khi
đ
ó
đườ
ng t

t

i xoay chi

u
đă
c tr

ư
ng cho s

thay
đổ
i giá tr


t

c th

i dòng colect
ơ
I
C

đ
i

n áp trên tranzito U
CO
hay là ng
ườ
i ta nói
đ
ó là s

d


ch
chuy

n
đ
i

m làm vi

c. N
ế
u ch

n tr

s

tín hi

u vào thích h

p và ch
ế

độ
t
ĩ
nh
đ
úng thì

tín hi

u ra c

a t

ng khu
ế
ch
đạ
i s

không b

méo d

ng (xem m

c 2.2.3b). Mu

n v

y,
các tham s

c

a ch
ế


độ
t
ĩ
nh ph

i th

a mãn nh

ng
đ
i

u ki

n sau (h.2.65a).
U
co
> U
rm
+ ∆ U
co
(2-119)
I
co
> I
cm
+ I
CO(E)
(2-120)



đ
ây: ∆ U
co

đ
i

n áp colect
ơ


ng v

i
đ
o

n
đầ
u c

a
đặ
c tuy
ế
n ra tranzito (còn g

i là

đ
i

n áp U
CE
bão hòa) ; I
CO(E)
là dòng
đ
i

n coleet
ơ
ban
đầ
u

ng v

i nhi

t
độ
c

c
đạ
i
chính là
độ

cao c

a
đườ
ng
đặ
c tuy
ế
n ra t
ĩ
nh

ng v

i dòng I
B
= 0, U
rm
và I
cm
là biên
độ

áp và dòng ra.
Quan h

dòng I
cm
v


i
đ
i

n áp ra có d

ng
t
rm
tc
rm
cm
R
U
=
R//R
U
=I
(2-121)
Để
t
ă
ng h

s

khu
ế
ch
đạ

i c

a t

ng, tr

s

R
c
ph

i ch

n l

n h
ơ
n R
t
t

3 ÷ 5 l

n.
D

a vào dòng I
co


đ
ã ch

n, tính dòng baz
ơ
t
ĩ
nh:
I
BO
= (I
CO
– I
CO(E)
) / β (2-122)
t


đ
ó d

a vào
đặ
c tuy
ế
n vào c

a tranzito hình 2.65b, ta
đượ
c

đ
i

n áp U
BEO


ng v

i
l
BO

đ
ã tính
đượ
c.
Dòng emit
ơ
t
ĩ
nh có quan h

v

i dòng I
bo
và I
co
theo bi


u th

c:
I
EO
(1 + β)I
BO
+ I
CO(E)
= (l
CO
- I
CO(E
) (1+ β) / β + I
CO(E)
= I
CO
(2-123)
Khi ch

n Ec (n
ế
u nh
ư
không cho tr
ướ
c), c

n ph


i theo
đ
i

u ki

n
E
c
= U
co
+ I
CO
R
C
+ U
EO
(2-124)


đ
ây: U
EO
= I
EO
R
E

Khi xác

đị
nh tr

s

U
EO
ph

i xu

t phát t

quan
đ
i

m t
ă
ng
đ
i

n áp U
EO
s

làm t
ă
ng

độ


n
đị
nh nhi

t cho ch
ế

độ
t
ĩ
nh c

a t

ng (vì khi R
E
l

n s

làm t
ă
ng
độ
sâu h

i ti

ế
p âm

m

t chi

u c

a t

ng), tuy nhiên lúc
đ
ó c

n t
ă
ng
đ
i

n áp ngu

n cung c

p Ec. Vì v

y mà
E
EO

th
ườ
ng ch

n b

ng (0,1
đế
n 0,3) Ec.

88

Chú ý
đế
n bi

u th

c (2-124) ta có

9,0÷7,0
RI+U
=E
CCOCO
C
(2-125)

Đ
i


n tr

R
E
có th

tính t


R
E
= U
EO
/ I
CO
(2-126)
Khi tính các ph

n t

c

a b

phân áp
đầ
u vào, ngoài nh

ng
đ

i

m
đ
ã nói

m

c
2.2.3g c

n l
ư
u ý: v

i quan
đ
i

m

n
đị
nh nhi

t cho ch
ế

độ
t

ĩ
nh c

a t

ng thì s

thay
đổ
i
c

a dòng baz
ơ
t
ĩ
nh I
BO
(do
độ
không

n
đị
nh nhi

t c

a
đ

i

n áp U
EBO
) ph

i ít

nh
h
ưở
ng
đế
n s

thay
đổ
i
đ
i

n áp U
BO
. Mu

n v

y, thì dòng I
P
qua b


phân áp R
1
và R
2

ph

i l

n h
ơ
n dòng I
BO
qua
đ
i

n tr

R
1
. Tuy nhiên, v

i
đ
i

u ki


n I
p
>>I
BO
thì R
1
, R
2
s


ph

i nh

và chúng s

gây ra m

c r

m

ch
đế
n m

ch vào c

a tranzito. Vì th

ế
khi tính
các ph

n t

c

a b

phâh áp vào ta ph

i h

n ch
ế
theo
đ
i

u ki

n:
R
B
= R
1
// R
2
= (2 ÷ 5) r

V
(2-127)
I
P
= (2 ÷ 5) I
BO
(2-128)


đ
ây, r
V

đ
i

n tr

vào c

a tranzito,
đặ
c tr
ư
ng cho
đ
i

n tr


xoay chi

u c

a m

ch
baz
ơ
– emit
ơ
(r
V
= ∆U
BE
/ ∆
IB
).

Đ
i

n tr

R
1
, R
2
( h.2.64) có th


tính theo:

P
BEOEO
P
BO
2
I
U+U
=
I
U
=R (2-129)

BOP
BOC
2
-II
U-E
=R
(2-130)
Khi ch

n tranzito c

n chú ý các tham s

gi

i h


n nh
ư
sau: d

i t

n s

công tác
(theo t

n s

f
α
hay f
β
) c
ũ
ng nh
ư
các tham s

v

dòng
đ
i


n,
đ
i

n áp và công su

t. Dòng
đ
i

n cho phép c

c
đạ
i I
C.CP
ph

i l

n h
ơ
n tr

s

t

c th


i l

n nh

t c

a dòng colect
ơ

trong khi làm vi

c, ngh
ĩ
a là I
Cmax
= I
CO
+ I
Cm
< I
C.CP
(h2.65.a). V

m

t
đ
i

n áp ng

ườ
i ta
th
ườ
ng ch

n tranzito theo U
CO.CP
> E
C
. Công su

t tiêu hao trên colect
ơ
c

a tranzito
P
C
= U
CO
.I
CO
ph

i nh

h
ơ
n công su


t c

c
đạ
i cho phép c

a tranzito P
C.CP
.
Đườ
ng
cong công su

t gi

i h

n cho phép là
đườ
ng hypecbol.
Đố
i v

i m

i
đ
i


m c

a nó ta có
U
COCf
. I
CCf
= P
C.CP
.
Tóm l

i, vi

c tính ch
ế

độ
m

t chi

u c

a t

ng khu
ế
ch
đạ

i là gi

i quy
ế
t nhi

m v


ch

n h

p lý các ph

n t

c

a s
ơ

đồ

để
nh

n
đượ
c nh


ng tham s

c

n thi
ế
t c

a tín
hi

u ra trên t

i.
Các h

s

khu
ế
ch
đạ
i dòng
đ
i

n K
I


đ
i

n áp K
U
và công su

t K
P
c
ũ
ng nh
ư

đ
i

n
tr

vào R
V

đ
i

n tr

ra R
r

là nh

ng ch

tiêu quan tr

ng c

a t

ng khu
ế
ch
đạ
i. Nh

ng
ch

tiêu
đ
ó có th

xác
đị
nh
đượ
c khi tính toán t

ng khu

ế
ch
đạ
i theo dòng xoay chi

u.
Ph
ươ
ng pháp gi

i tích d

a trên thay th
ế
tranzito và t

ng khu
ế
ch
đạ
i b

ng s
ơ

đồ
t
ươ
ng


89

đươ
ng dòng xoay chi

u

ch
ế

độ
tín hi

u nh

. S
ơ

đồ
thay th
ế
t

ng E
C
v

trên hình
2.66,



đ
ây tranzito
đượ
c thay th
ế
b

ng s
ơ

đồ
thay th
ế
tham s

v

t lý. Tính toán theo
dòng xoay chi

u c
ũ
ng có th

th

c hi

n

đượ
c khi s

d

ng s
ơ

đồ
thay th
ế
tranzito v

i
các tham s

h, r hay g.
Để

đơ
n gi

n ta gi

thi
ế
t t

ng khu
ế

ch
đạ
i
đượ
c tính

mi

n t

n
s

trung bình, tín hi

u vào là hình sin và
đ
i

n tr

c

a ngu

n cung c

p
đố
i v


i dòng
xoay chi

u b

ng không. Dòng
đ
i

n và
đ
i

n áp trong s
ơ

đồ
tính theo tr

s

hi

u d

ng,
nó có quan h

v


i tr

s

biên
độ
qua h

s

h, r hay g.
Hình 2.66: Sơ đồ thay thế tầng EC bằng tham số vật lý
Để

đơ
n gi

n ta gi

thi
ế
t t

ng khu
ế
ch
đạ
i
đươ

c tính

mi

n t

n s

trung bình, tín
hi

u vào là hình sinvà
đ
i

n tr

c

a ngu

n cung c

p
đố
i v

i dòng xoay chi

u b


ng
không. Dòng
đ
i

n và
đ
i

n áp trong s
ơ

đồ
tính theo tr

s

hi

u d

ng, nó có quan h

v

i
tr

s


biên
độ
qua h

s

1/
2



Đ
i

n tr

vào c

a t

ng :
R
v
= R
1
// R
2
//r
v

(2-131)

đ
i

n tr

trong c

a ngu

n là I
B


hình 2.66 r

t l

n còn r
c(E)
+ R
c
//R
t
>> r
E
nên
U
BE

= I
B
r
B
+ I
E
r
E
hay là
U
BE
= I
B
[r
B
+ (1 + β)r
E
] (2-132)
chia c

hai v
ế
c

a ph
ươ
ng trình (2-132) cho I
B
ta có:
r

V
= r
B
+ (1 + β)r
E

Tính g

n
đ
úng b

c 1 c

a R
v
theo r
v
và giá tr

có th

c

a r
B
, β, r
E
v


i
đ
i

u ki

n
R
1
//R
2
≥ (2 ÷ 3)r
v
ta s

có R
v
c

a t

ng E
C
không v
ượ
t quá 1 ÷ 3 kΩ.

90



Xác
đị
nh h

s

khu
ế
ch
đạ
i dòng
đ
i

n c

a t

ng K
i
= I
t
/l
v
, t

s
ơ

đồ

2.66 có :
V
V
rB
r
R
I=I
(2-133)
Khi xác
đị
nh dòng I
t
qua I
B
thì không tính
đế
n r
E
vì nó r

t nh

so v

i
đ
i

n tr


c

a
các ph

n t

m

ch ra.
t
tc)E(c
Bt
R
R//R//r
I.
β
=I (2-134)
Để
ý
đế
n bi

u th

c (2-133) tha có
t
tc)E(c
v
v

vt
R
R//R//r
.
r
R
β
I=I (2-135)
và h

s

khu
ế
ch
đạ
i dòng xác
đ
inh b

i

t
tc)E(c
v
v
i
R
R//R//r
.

r
R
β
=K (2-136)
H

s

khu
ế
ch
đạ
i dòng K
i
t

l

v

i β c

a tranzito và ph

thu

c vào tác d

ng m


c
r

c

a b

phân áp và
đ
i

n tr

R
c
R
t
. Bi

u th

c (2-136) cho th

y c

n ph

i ch

n R

1
//R
2

> r
v
và R
c
> R
t
. N
ế
u ta coi R
v
≈ r
v
và r
c(E)
>> R
C
//R
t
thì bi

u th

c tính h

s


khu
ế
ch
đạ
i
dòng g

n
đ
úng s

có d

ng:
t
tc
i
R
R//R
β
=K
(2-137)
Nh
ư
v

y, t

ng EC s


có h

s

khu
ế
ch
đạ
i dòng t
ươ
ng
đố
i l

n, và n
ế
u R
c
>> R
t
thì h


s

khu
ế
ch
đạ
i dòng

đ
i

n K
i
->β.

Xác
đị
nh h

s

khu
ế
ch
đạ
i
đ
i

n áp c

a t

ng. K
u
= U
r
/E

n
( )
vn
t
i
vnv
tt
u
RR
R
.k
RRI
.RI
K
+
=
+
=
(2-138)
Thay (2-137) vào (2-138) ta có :
vn
tc
u
RR
//RR
β
.K
+
=
(2-139)





91

T

(2-139) ta th

y n
ế
u
β
càng l

n, và
đ
i

n tr

m

ch ra c

a t

ng càng l


n so v

i
đ
i

n tr

m

ch vào thì h

s

khu
ế
ch
đạ
i càng l

n.
Đặ
c bi

t, h

s

khu
ế

ch
đạ
i
đ
i

n áp
s

t
ă
ng khi
đ
i

n tr

trong ngu

n tín hi

u gi

m. H

s

khu
ế
ch

đạ
i
đ
i

n áp trong s
ơ

đồ

EC kho

ng t

20
÷
100. T

ng khu
ế
ch
đạ
i EC th

c hi

n
đả
o pha
đố

i v

i
đ
i

n áp vào.
Vi

c t
ă
ng
đ
i

n áp vào (chi

u d
ươ
ng) s

làm t
ă
ng dòng baz
ơ
và dòng colect
ơ
c

a

tranzito, h

áp trên R
c
t
ă
ng, s

làm gi

m
đ
i

n áp trên colect
ơ
(hay là xu

t hi

n


đầ
u
ra c

a t

ng n


a chu kì âm
đ
i

n áp). Vi

c
đả
o pha c

a
đ
i

n áp ra trong t

ng EC
đ
ôi khi
đượ
c bi

u th

b

ng d

u "-" trong bi


u th

c K
u
.

H

s

khu
ế
ch
đạ
i công su

t K
p
= P
r
/ P
v
= K
u
.K
i
trong s
ơ


đồ
EC kho

ng (0,2
đế
n
5)10
3
l

n
.

Đ
i

n tr

ra c

a t

ng
R
r
= R
c
// r

c(E)

Vì R
c (E)
> > R
c
nên R
r
= R
c
b – Tầng khuếch đại colectơ chung CC (lặp emitơ)
Hình 2.67a là s
ơ

đồ
m

t t

ng khu
ế
ch
đạ
i CC, còn g

i là t

ng l

p E vì
đ
i


n áp ra c

a
nó l

y

E c

a tranzito, v

tr

s

g

n b

ng
đ
i

n áp vào (U
r
= U
v
+U
BE



U
v
) và trùng
pha v

i
đ
i

n áp vào.
Đ
i

n tr

R
E
trong s
ơ

đồ

đ
óng vai trò nh
ư
R
c
trong s

ơ

đồ
EC. T


C
p2
có nhi

m v

truy

n ra t

i thành ph

n xoay chi

u c

a tín hi

u ra.

Hình 2.67: Sơ đồ tầng khuếch đại CC và kết quả mô phỏng

×