Bài giảng môn Điện - Điện tử - Chương 1: Mạch khuếch đại tranzito

L I NÓI Ð U Ði n t tuong t là môn h c co s , nh m cung c p cho ngu i h c nh ng ki n th c co b n nh t d phân tích, thi t k các m ch di n trong h th ng m ch di n t . T p bài gi ng này du c chia thành 7 chuong. Trong m i chuong có b n ph n. Ph n gi i thi u chung nêu các v n d ch y u c a chuong. Ph n n i dung phân tích chi ti t các v n d ch y u dó. Ph n tóm t t t ng h p l i các yêu c u quan tr ng c a chuong mà ngu i h c c n n m du c. Ph n cu i nêu các câu h i và bài t p. Ð nghiên c u tài li u du c thu n l i, ngu i h c c n có tru c ki n th c c a các môn h c Lý thuy t m ch và C u ki n di n t . Chuong 1: M ch khu ch d i tranzito. Ð c p các cách m c m ch khu ch d i co b n, v n d h i ti p trong m ch khu ch d i, cách ghép gi a các t ng trong m t b khu ch d i, các m ch khu ch d i công su t và m t s m ch khu ch d i khác: nhu khu ch d i Cascade, khu ch d i Darlington, m ch khu ch d i d i r ng, m ch khu ch d i c ng hu ng. Chuong 2: B khu ch d i thu t toán (BKÐTT) nêu các d c di m và tính ch t c a b khu ch d i thu t toán, các bi n pháp ch ng trôi và bù di m không c a khu ch d i thu t toán, cung nhu các ng d ng c a nó: m ch khu ch d i, m ch c ng, m ch tr , m ch vi phân, m ch tích phân, m ch t o hàm lôga, hàm mu, m ch nhân tuong t , m ch l c tích c c. Chuong 3: M ch t o dao d ng sin: d nh nghia, di u ki n c a m ch t o dao d ng sin. Phân tích m ch t o dao d ng sin ghép bi n áp, dao d ng sin ghép RC, m ch dao d ng sin ba di m. M ch t o dao d ng sin n d nh t n s dùng ph n t áp di n th ch anh. M ch t o sin ki u x p x tuy n tính. Chuong 4: M ch xung, nêu các tham s c a tín hi u xung, tranzito và BKÐTT làm vi c ch d xung, các m ch t o xung: g m m ch da hài t dao d ng, da hài d i, trigger, dao d ng ngh t, m ch h n ch , m ch t o di n áp rang cua, m ch t o dao d ng di u khi n b ng di n áp (VCO). Chuong 5: Các m ch bi n d i t n s . Ði u biên, các m ch di u biên, di u ch don biên. Ði u t n và di u pha, m ch di u t n di u pha. Tách sóng: các m ch tách sóng di u biên, di u t n, di u pha. Tr n t n, m ch tr n t n. Nhân chia t n s dùng vòng gi pha (PLL). Chuong 6: Chuy n d i A/D, D/A. Gi i thích quá trình bi n d i A/D và các m ch th c hi n. Gi i thích quá trình bi n d i D/A và các m ch th c hi n. Nêu tóm t t quá trình chuy n d i A/D, D/A phi tuy n. Chuong 7: M ch cung c p ngu n. Phân tích m ch cung c p ngu n m t chi u: bi n áp, ch nh luu, l c và n áp. Phuong pháp b o v quá dòng, quá áp c a b ngu n. Cu i chuong trình bày ngu n chuy n m ch: so d kh i, ch c nang các kh i và nguyên lý ho t d ng c a b ngu n này. Cu i cùng là ph n hu ng d n tr l i các câu h i và gi i các bài t p d giúp ngu i h c có th t ki m tra ki n th c c a mình. M c dù dã có nhi u c g ng, nhung do th i gian ng n, trình d còn có h n nên t p bài gi ng ch c còn thi u sót, r t mong b n d c góp ý ki n d s a ch a, b sung thêm, xin c m on! Tác gi Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 3 CHUONG 1: M CH KHU CH Ð I TRANZITO GI I THI U CHUNG Chuong này cung c p cho ngu i h c các ki n th c co b n v m ch khu ch d i, bao g m các v n d sau: - Ð nh nghia m ch khu ch d i, các ch tiêu và tham s chính c a m t b khu ch d i: H s khu ch d i di n áp, h s khu ch d i dòng di n, h s khu ch d i công su t, tr kháng vào, tr kháng ra, méo t n s , méo phi tuy n, hi u su t. - Nguyên t c chung phân c c cho tranzito ch d khu ch d i. V i tranzito lu ng c c thu n PNP c n cung c p di n áp m t chi u UBE < 0, UCE < 0. V i tranzito ngu c NPN c n cung c p di n áp m t chi u UBE > 0, UCE > 0. M ch di n cung c p ngu n m t chi u phân c c cho tranzito có: b n phuong pháp: phuong pháp d nh dòng cho c c g c, phuong pháp d nh áp cho c c g c, phuong pháp cung c p và n d nh di m làm vi c dùng h i ti p âm di n áp m t chi u, phuong pháp cung c p và n d nh di m làm vi c dùng h i ti p âm dòng di n. - V n d h i ti p, h i tíêp trong các t ng khu ch d i: h i ti p duong, h i ti p âm, h i ti p dòng di n, h i ti p di n áp, h i ti p m c song song, h i ti p m c n i ti p. nh hu ng c a h i ti p d n các ch tiêu ki thu t c a m ch. - Các so d khu ch d i co b n dùng tranzito lu ng c c: t ng khu ch d i phát chung, t ng khu ch d i góp chung và t ng khu ch d i g c chung. - Các so d khu ch d i dùng tranzito tru ng xét hai lo i: t ng khu ch d i c c ngu n chung, t ng khu ch d i c c máng chung. - T ng khu ch d i d o pha có: m ch khu ch d i d o pha chia t i, m ch khu ch d i d o pha ghép bi n áp. - Phuong pháp ghép t ng trong b khu ch d i: phuong pháp ghép t ng b ng t di n, ghép t ng b ng bi n áp, ghép t ng tr c ti p. - M t s m ch khu ch d i khác: m ch khu ch d i Darlington, m ch khu ch d i Casc t, m ch khu ch d i gi i r ng, m ch khu ch d i c ng hu ng. - M ch khu ch d i công su t: d c di m c a m ch khu ch d i công su t, các ch d làm vi c c a t ng khu ch d i A, B, AB, C. Yêu c u c a t ng khu ch d i công su t cho công su t ra l n, méo nh và hi u su t cao. M ch khu ch d i công su t don làm vi c ch d A d gi m méo nhung có hi u su t th p. M ch khu ch d i công su t d y kéo dùng hai tranzito thu ng cho làm vi c ch d AB (g n B) d có công su t ra l n, méo nh mà hi u su t cao. M ch khu ch d i công su t d y kéo dùng tranzito cùng lo i có m ch ghép bi n áp, m ch không dùng bi n áp. Các m ch khu ch d i này c n có m ch khu ch d i d y pha phía tru c. M ch khu ch d i công su t d y kéo dùng tranzito khác lo i có uu di m không c n t ng khu ch d i d o pha. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 4 K t thúc chuong 1 yêu c u ngu i h c n m du c các m ch khu ch d i dã nêu. Hi u du c tác d ng các linh ki n trong m ch. Ch d c p di n m t chi u và nguyên lý làm vi c c a m ch. Tính toán du c m t s ch tiêu k thu t ch y u theo di u ki n cho tru c. Khi phân tích t ng khu ch d i tín hi u nh , ta dùng phuong pháp m ch di n tuong duong xoay chi u, t n s trung bình. Ph n m ch khu ch d i công su t, do tín hi u vào l n nên dùng phuong pháp d th có d chính xác cao. N I DUNG 1.1. Ð NH NGHIA, CÁC CH TIÊU VÀ CÁC THAM S CO B N C A M CH KHU CH Ð I 1.1.1. Ð nh nghia m ch khu ch d i M t trong s nh ng ng d ng quan tr ng nh t c a tranzito là s d ng nó trong các m ch d làm tang cu ng d di n áp hay dòng di n c a tín hi u mà thu ng g i là m ch khu ch d i.Th c ch t khu ch d i là m t quá trình bi n d i nang lu ng có di u khi n, dó nang lu ng m t chi u c a ngu n cung c p, không ch a thông tin, du c bi n d i thành nang lu ng xoay chi u theo tín hi u di u khi n d u vào, ch a d ng thông tin, làm cho tín hi u ra l n lên nhi u l n và không méo. Ph n t di u khi n dó là tranzito. So d t ng quát c a m ch khu ch d i nhu hình 1-1, trong dó En là ngu n tín hi u vào, Rn là di n tr trong c a ngu n tín hi u, Rt t i noi nh n tín hi u ra. Hình 1-2 dua ra c u trúc nguyên lý d xây d ng m t t ng khu ch d i. Ph n t co b n là ph n t di u khi n tranzito có di n tr thay d i theo s di u khi n c a di n áp hay dòng di n d t t i c c di u khi n (c c g c) c a nó, qua dó di u khi n quy lu t bi n d i dòng di n c a m ch ra bao g m tranzito và di n tr RC. T i l i ra gi a c c góp và c c phát, ngu i ta nh n du c m t di n áp bi n thiên cùng quy lu t v i tín hi u vào nhung d l n du c tang lên nhi u l n. Ð don gi n, gi thi t di n áp d t vào c c g c có d ng hình sin. T so d hình 1-2 ta th y r ng dòng di n và di n áp xoay chi u m ch ra (t l v i dòng di n và di n áp tín hi u vào) c n ph i coi là t ng các thành ph n xoay chi u dòng di n và di n áp trên n n c a thành ph n m t chi u I0 và U0. Ph i d m b o sao cho biên d thành ph n xoay chi u không vu t quá thành ph n m t chi u, nghia là II 0 và UU 0 . N u di u ki n dó không du c Hình 1-1: So d t ng quát c a m ch khu ch d i. Iv M ch khuy ch d i Ngu n cung c p (EC) Uv Rn En Ir Ur Rt Uv t Ur t ~ Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 5 tho mãn thì dòng di n, di n áp m ch ra trong t ng kho ng th i gian nh t d nh s b ng không và s làm méo d ng tín hi u. Nhu v y d d m b o công tác cho t ng khu ch d i (khi tín hi u vào là xoay chi u) thì m ch ra c a nó ph i t o nên thành ph n dòng m t chi u I0 và di n áp m t chi u U0. Chính vì v y, m ch vào c a t ng, ngoài ngu n tín hi u c n khu ch d i, ngu i ta cung ph i d t thêm di n áp m t chi u UV0 (hay dòng di n m t chi u IV0). Các thành ph n dòng di n và di n áp m t chi u dó xác d nh ch d làm vi c tinh c a t ng khu ch d i. Tham s c a ch d tinh theo m ch vào (IV0, UV0) và theo m ch ra (I0, U0) d c trung cho tr ng thái ban d u c a so d khi chua có tín hi u vào. Hình 1-2: a. Nguyên lý xây d ng m t t ng khu ch d i. b. Bi u d th i gian. 1.1.2. Các ch tiêu và tham s co b n c a m t t ng khu ch d i Ð dánh giá ch t lu ng c a m t t ng khu ch d i ngu i ta dua ra các ch tiêu và tham s co b n sau: 1.1.2.1. H s khu ch d i. Nói chung vì t ng khu ch d i có ch a các ph n t di n kháng nên K là m t s ph c. K = K exp(j. k) Ph n mô dun |K| th hi n quan h v cu ng d (biên d ) gi a các d i lu ng d u ra và d u vào, ph n góc k th hi n d d ch pha gi a chúng. Nhìn chung d l n c a |K| và k ph thu c vào t n s c a tín hi u vào. N u bi u di n |K| = f1( ) ta nh n du c du ng cong g i là d c tuy n biên d - t n s c a t ng khu ch d i. Ðu ng bi u di n k=f2( ) g i là d c tuy n pha - t n s c a nó. Thu ng ngu i ta tính |K| theo don v logarit, g i là don v d xi ben (dB) I0 PÐK Uv t i RC Ur Ur t +E C R t C E B Uv a. U0 i ura Iˆ Uˆ 0 0 b. t t Ð i lu ng d u ra Ð i lu ng tuong ng d u vào K = (1-1) Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 6 Klg20)dB(K (1-2) Khi ghép liên ti p n t ng khu ch d i v i các h s khu ch d i tuong ng là K1, K2,...Kn thì h s khu ch d i chung c a b khu ch d i xác d nh theo: K = K1.K2...Kn. hay K(dB) = K1(dB) + K2(dB) +... + Kn(dB) (1-3) Ð c tuy n biên d c a t ng khu ch d i là du ng bi u di n quan h Ura=f3(Uv) l y m t t n s c d nh c a gi i t n c a tín hi u vào. D ng di n hình c a K =f1( ) và Ura=f3(Uv) d i v i m t b khu ch d i di n áp t n s th p cho t i hình 1-3. 1.1.2.2. Tr kháng l i vào và l i ra Tr kháng vµo, trë kh¸ng ra c a t ng khu ch d i du c d nh nghia (theo hình 1-1a) V V V I U Z ; r r r I U Z (1-4) Nói chung chúng là các d i lu ng ph c: Z = R+jX. 1.1.2.3. Méo t n s Méo t n s là méo do d khu ch d i c a m ch khu ch d i b gi m vùng hai d u gi i t n. vùng t n s th p có méo th p Mt, vùng t n s cao có méo t n s cao MC. Chúng du c xác d nh theo bi u th c: C 0 C t 0 t K K M; K K M (1-5) Hình 1-3: a. Ð c tuy n biên d - t n s b. Ð c tuy n biên d (f = 1kHz) c a m t b khu ch d i t n s th p 0 102 104 2.104 (Hz) f |K| (a) K0 Uvào (mV) Ura (V) (b) 0 K0 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 7 Trong dó: K0 là h s khu ch d i vùng t n s trung bình. KC là h s khu ch d i vùng t n s cao. Kt là h s khu ch d i vùng t n s th p. Méo t n s cung có th du c tính theo don v d xi ben. 1.1.2.4. Méo không du ng th ng (méo phi tuy n). Méo không du ng th ng do tính ch t phi tuy n c a các ph n t nhu tranzito gây ra th hi n trong tín hi u d u ra xu t hi n thành ph n t n s m i (không có d u vào). Khi uvào ch có thành ph n t n s thì ura nói chung có các thành ph n n (v i n = 0,1,2...) v i các biên d tuong ng là Ûn. Lúc dó h s méo không du ng th ng do t ng khu ch d i gây ra du c dánh giá là: % U )U...UU( /n 1 2122 3 2 2 (1-6) 1.1.2.5. Hi u su t c a t ng khu ch d i Hi u su t c a m t t ng khu ch d i là d i lu ng du c tính b ng t s gi a công su t tín hi u xoay chi u dua ra t i Pr v i công su t m t chi u c a ngu n cung c p P0. 0P Pr Trên dây dã nêu m t s ch tiêu quan tr ng c a m t t ng (hay m t b khu ch d i g m nhi u t ng). Can c vào các ch tiêu này ngu i ta có th phân lo i các b khu ch d i v i các tên g i v i d c di m khác nhau. Ví d theo h s khu ch d i K có b khu ch d i di n áp. Lúc này yêu c u co b n là có KUmax, Zvào >> Zngu n và Zra << Zt i; b khu ch d i dòng di n v i Ki max, Zvào<< Zngu n, Zra >> Zt i hay b khu ch d i công su t c n KPmax, Zvào Zngu n, Zra Zt i. Cung có th phân lo i theo d ng d c tuy n t n s K = f1( ), t dó có b khu ch d i m t chi u, b khu ch d i t n s th p, b khu ch d i t n s cao, b khu ch d i ch n l c t n s ...v.v. 1.2. PHÂN C C VÀ CH Ð LÀM VI C M T CHI U 1.2.1. Nguyên t c chung phân c c tranzito Mu n tranzito làm vi c nhu là m t ph n t tích c c thì các tham s c a nó ph i tho mãn di u ki n thích h p. Nh ng tham s này c a tranzito nhu ph n c u ki n di n t dã nghiên c u, chúng ph thu c r t nhi u vào di n áp phân c c các chuy n ti p góp, phát. Nói m t cách khác các giá tr tham s ph thu c vào di m làm vi c c a tranzito. M t cách t ng quát, dù tranzito du c m c theo ki u nào, mu n nó làm vi c ch d khu ch d i c n có các di u ki n sau: chuy n ti p g c-phát luôn phân c c thu n, chuy n ti p g c - góp luôn phân c c ngu c. Ð i v i tranzito n-p-n di u ki n phân c c d nó làm vi c ch d khu ch d i là: UBE = UB - UE > 0 UCE = UC - UE > 0 (1-7) Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 8 và UE < UB < UC Trong dó UE, UB, UC là di n th các c c phát, g c, góp c a tranzito nhu trên hình 1-3. V i tranzito p-n-p thì di u ki n phân c c có d u ngu c l i. Hình 1-4 bi u di n di n áp và dòng di n phân c c c a tranzito ch d khu ch d i 1.2.2. M ch cung c p di n áp phân c c cho tranzito Ð cung c p di n áp phân c c cho tranzito ngu i ta thu ng dùng m t ngu n chung. Hình 1- 4 bi u th các m ch c p di n dó. Hình 1-5a c p di n áp cho c c g c theo phuong pháp d nh dòng. Ði n áp UBE0 du c l y t ngu n EC d n qua di n tr RB vào c c g c. Ði n tr RB có tr s l n hon nhi u so v i di n tr m t chi u c a m t ghép g c-phát, do dó dòng d nh thiên IB0 du c xác d nh g n dúng. IB IC U C U E UB UCE >0 UBE>0 IB UB (a) IC U C U E UCE <0 UBE <0 (b) Hình 1-4: a) Bi u di n di n áp và dòng di n phân c c tranzito n-p-n. b) Tranzito p-n-p. IP+IB0 CP2 UBE0 UB (a) RC RB IB0 +EC CP1 CP2 R2 (b) RC R1 IB0 +EC CP1 IP Hình 1-5: M ch c p di n cho tranzito Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 9 B C B R E I 0 Dòng di n m t chi u d u ra (dòng c c góp) IC0 và di n áp m t chi u d u ra UCE0: IC0 = .IB0; UCE0 = EC-IC0.RC (1-8) M ch này don gi n nhung d n d nh di m làm vi c kém. Hình 1-5b cung c p di n cho c c g c theo phuong pháp d nh áp nh b phân áp R1, R2 m c song song v i ngu n cung c p c c góp EC. Ði n áp t i di m làm vi c c a c c g c du c xác d nh theo bi u th c: UBE0 = IP.R2 = EC -(IP+IB0).R1 (1-9) Trong dó IP là dòng phân áp ch y qua di n tr R1, R2. Thu ng ch n IP>>IB0, do dó bi u th c trên g n dúng: 1.RIEU pCBE (1-10) Ta th y UBE0 không ph thu c vào các tham s c a tranzito và nhi t d nên n d nh. Rõ ràng dòng IP càng l n UBE0 càng n d nh, nhung khi dó R1, R2 ph i có giá tr nh . Thu ng ch n IP =(0,3 3).IBmax (1-11) Trong dó IBmax là dòng xoay chi u trong m ch c c g c v i m c tín hi u vào l n nh t. Lúc này thiên áp UBE0 h u nhu không ph thu c tr s dòng c c g c IB0, do dó có th dùng cho m ch khu ch d i tín hi u l n (ch d B). Tuy nhiên khi tr s R1, R2 nh thì công su t tiêu th ngu n cung tang. Ð nâng cao d n d nh di m làm vi c ngu i ta hay dùng các m ch cung c p di n áp phân c c sau. Hình 1-6 là so d cung c p và n d nh di m làm vi c b ng h i ti p âm di n áp m t chi u. Hình 1-7: So d cung c p và n d nh di m làm vi c nh h i ti p âm dòng di n m t chi u. UR2 Cp2 R2 RC R1 +EC Cp1 UE RE CE UBE +EC RC RB Cp2 Cp1 IB UCE0 UBE0 Hình 1-6: M ch cung c p và n d nh di m làm vi c b ng h i ti p âm di n áp m t chi u. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 10 So d hình 1-6 ch khác so d hình 1-5a ch di n tr RB du c n i lên c c góp. dây RB v a làm nhi m v dua di n áp vào c c g c b ng phuong pháp n d nh dòng c c g c, v a d n di n áp h i ti p v m ch vào. Nguyên lý n d nh nhu sau: N u có m t nguyên nhân m t n d nh nào dó làm cho dòng m t chi u IC0 trên c c góp tang lên thì di n th UCE0 gi m làm UBE gi m, kéo theo dòng IB0 gi m làm cho IC0 gi m (vì IC0= . 0BI ), nghia là dòng IC0 ban d u du c gi nguyên. Hình 1-7 là so d cung c p và n d nh di m làm vi c nh h i ti p âm dòng di n m t chi u. Trong so d này RE làm nhi m v h i ti p âm dòng di n m t chi u. Nguyên t c n d nh nhu sau: khi IC0 tang do nhi t d tang hay do d t p tán tham s c a tranzito thì di n áp h trên RE (UE0=IE0.RE) tang. Vì di n áp UR2 l y trên di n tr R2 h u nhu không d i nên di n áp UBE0 = UR2 - UE0 gi m, làm cho IB0 gi m, do dó IC0 không tang lên du c, t c là IC0 du c gi n d nh. N u nhi t d gi m làm IC0 gi m thì nh m ch h i ti p âm dòng di n m t chi u, UBE0 l i tang, làm cho IB0 tang, IC0 tang gi cho IC0 n d nh. 1.3. H I TI P TRONG CÁC T NG KHU CH Ð I H i ti p là vi c th c hi n truy n tín hi u t d u ra v d u vào b khu ch d i. Th c hi n h i ti p trong b khu ch d i s c i thi n h u h t các ch tiêu ch t lu ng c a nó và làm cho b khu ch d i có m t s tính ch t d c bi t. Du i dây ta s phân tích nh ng quy lu t chung khi th c hi n h i ti p trong b khu ch d i. Ði u này cung d c bi t c n thi t khi thi t k b khu ch d i b ng IC tuy n tính. Hình 1-8 là so d c u trúc b khu ch d i có h i ti p M ch h i ti p có h s truy n d t , ch rõ quan h gi a tham s (di n áp, dòng di n) c a tín hi u ra m ch dó v i tham s (di n áp, dòng di n) c a m ch ra b khu ch d i. H s khu ch d i K và h s truy n d t c a m ch h i ti p nói chung là nh ng s ph c. K = K.exp(j K) = .exp(j ) Nghia là ph i chú ý d n kh nang d ch pha mi n t n s th p và t n s cao do t n t i các ph n t di n kháng trong m ch khu ch d i cung nhu m ch h i ti p. N u b khu ch d i làm vi c t n s trung bình, còn trong m ch h i ti p - không có thành ph n di n kháng thì h s K và là Ð u ra KÐ u vào Hình 1-8: So d kh i b khu ch d i có h i ti p Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 11 nh ng s th c. N u di n áp h i ti p t l v i di n áp ra c a b khu ch d i ta có h i ti p di n áp, n u t l v i dòng di n ra ta có h i ti p dòng di n. Có th h i ti p h n h p c dòng di n và di n áp. Xét d u vào, khi di n áp dua v h i ti p n i ti p v i ngu n tín hi u vào thì ta có h i ti p n i ti p. Khi di n áp h i ti p d t t i d u vào b khu ch d i song song v i di n áp ngu n tín hi u thì có h i ti p song song. Hai d c di m trên xác d nh m t lo i m ch h i ti p c th : h i ti p di n áp n i ti p ho c song song, h i ti p dòng di n n i ti p ho c song song, h i ti p h n h p n i ti p ho c song song. Hình 1-9 minh ho m t s thí d v nh ng m ch h i ti p ph bi n nh t trong khu ch d i. N u khi h i ti p n i ti p nh hu ng d n tr s di n áp vào b n thân b khu ch d i uy, thì khi h i ti p song song s nh hu ng d n tr s dòng di n vào b khu ch d i. Tác d ng c a h i ti p có th làm tang, khi K + = 2n , ho c gi m khi + = (2n +1). (n là s nguyên duong) tín hi u t ng h p d u vào b khu ch d i du c g i là h i ti p duong và tuong ng g i là h i ti p âm. H i ti p âm cho phép c i thi n m t s ch tiêu c a b khu ch d i, vì th nó du c dùng r t r ng rãi. Ð dánh giá nh hu ng c a h i ti p d n các ch tiêu c a b khu ch d i ta s xét thí d h i ti p di n áp n i ti p hình 1-9a. H s khu ch d i khi có h i ti p: V r ht U U K htVY UUU (1-12) Hình 1-9: M t s m ch h i ti p thông d ng: a. H i ti p n i ti p di n áp b. H i ti p dòng di n c. H i ti p song song di n áp yu vu Rn ur Rt K ~ vu Iht Ir nE c. Iv ur Rt K ~ Iv Ir It nE uht Rn It yu vu K ~ ur Rt Iv Ir It nE uht Rn a. b. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 12 Chia c hai v c a (1-12) cho Ura, ta có: r ht r V r Y U U U U U U hay htKK 11 (1-13) dây ht r u u là h s truy n d t c a m ch h i ti p. T (1-13) ta tìm du c: K K K ht .1 (1-14) Ð don gi n vi c phân tích ta dua vào tr s th c K và: .1 K KKht (1-15) Theo (1-15) khi 1 > K. > 0 thì h s khu ch d i c a b khu ch d i có h i ti p Kht l n hon h s khu ch d i c a b n thân b khu ch d i K. Ðó chính là h i ti p duong, Uht dua t i d u vào b khu ch d i cùng pha v i di n áp vào Uv, t c là Uy = Uv +Uht. Ði n áp ra b khu ch d i khi có h i ti p duong là: Ur = K.(Uv + Uht) > K.Uv và do dó Kht >K Tru ng h p K. 1 (khi h i ti p duong) d c trung cho di u ki n t kích c a b khu ch d i. Lúc này d u ra c a b khu ch d i xu t hi n m t ph t n s không ph thu c vào tín hi u d u vào. V i tr s ph c K và b t d ng th c .K 1 tuong ng v i di u ki n t kích m t t n s c d nh và tín hi u d u ra g n v i d ng hình sin. B khu ch d i trong tru ng h p này làm vi c nhu m t m ch t o dao d ng hình sin. Khi K. <0 thì K K KK ht .1 (1-16) dó là h i ti p âm (Uht ngu c pha v i Uv) và Uy = Uv - Uht, nghia là h s khu ch d i c a b khu ch d i có h i ti p âm Kht nh hon h s khu ch d i khi không có h i ti p. Ð dánh giá d n d nh h s khu ch d i khi có h i ti p, th c hi n vi phân bi u th c .1 K KKht Có .)1( .)1.( 2K KdKKdKdK ht = 2).1( K dK (1-17) Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 13 Bi n d i (1-17) và chú ý d n (1-16) ta nh n du c bi u th c d c trung cho s thay d i tuong ng c a h s khu ch d i. ht ht K dK = .1 / K KdK (1-18) T (1-18) th y s thay d i tuong d i h s khu ch d i c a b khu ch d i khi có h i ti p âm nh hon 1 + K. l n so v i khi không h i ti p. Ð n d nh h s khu ch d i s tang khi tang d sâu h i ti p. Ví d , gi thi t s thay d i tuong d i c a h s khu ch d i dK/K = 20% và 1+K. =100 thì s thay d i tuong d i c a h s khu ch d i c a b khu ch d i có h i ti p là dKht/Kht = 0,2%.Tính ch t này d c bi t quý giá trong di u ki n h s khu ch d i thay d i do s thay d i c a tham s theo nhi t d nh t là d i v i tranzito và s hoá già c a chúng. N u h s khu ch d i K l n và h i ti p âm sâu thì th c t có th lo i tr s ph thu c c a h s khu ch d i vào s thay d i các tham s trong b khu ch d i. Khi dó trong m u s c a (1-16) có th b qua 1 và h s khu ch d i c a nó do h s truy n d t c a m ch h i ti p quy t d nh. 1 htK (1-19) Nghia là th c t không ph thu c vào K và m i s thay d i c a nó. Ví d K = 104 và = 10-2 thì: 1001htK Ý nghia v t lý c a vi c tang d n d nh c a h s khu ch d i có h i ti p âm là ch khi thay d i h s khu ch d i K thì di n áp h i ti p s b thay d i d n d n thay d i di n áp Uy (hình 1.9a) theo hu ng bù l i s thay d i di n áp ra c a b khu ch d i. Gi s khi gi m K do s thay d i tham s b khu ch d i s làm cho Uht gi m và Ur gi m, di n áp Uy = Uv - Uht tang d n d n Ur tang, chính là ngan c n s gi m c a h s khu ch d i K (hình 1-9a). Tang d n d nh c a h s khu ch d i b ng h i ti p âm du c dùng r ng rãi d c i thi n d c tuy n biên d , t n s (hình 1-10) c a b khu ch d i nhi u t ng ghép di n dung. Vì mi n t n s th p và cao h s khu ch d i b gi m. Tác d ng h i ti p âm mi n t n s k trên s y u vì h s khu ch d i K nh và s d n d n tang d khu ch d i gi i biên t n và m r ng gi i thông f c a b khu ch d i. f Ku Kuht 2 uK 2 uhtK K f fht 0 Hình 1-10: nh hu ng c a h i ti p âm d n d c tuy n biên d - t n s Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 14 H i ti p âm cung làm gi m méo không du ng th ng c a tín hi u ra và gi m nhi u (t p âm) trong b khu ch d i. Du i dây ta s kh o sát nh hu ng c a h i ti p âm d n di n tr vào b khu ch d i. VR = V V I U Hình 1-9a th c hi n h i ti p âm n i ti p. htYV UUU . M t khác ta có Yht UKU .. . Vì v y: VhtR = V Y I UK )..1( = ).1.( KRV (1-20) Nhu v y th c hi n h i ti p âm n i ti p làm tang di n tr vào c a b khu ch d i lên (1+K. ) l n. Ði u này r t c n thi t khi b khu ch d i nh n tín hi u t b c m bi n có di n tr trong l n ho c b khu ch d i dùng tranzito lu ng c c. Tuong t , di n tr ra c a b khu ch d i là: rhtR = ).1( K Rr (1-21) Nghia là gi m di (1+K. ) l n. Ði u này d m b o di n áp ra c a b khu ch d i ít ph thu c vào s thay d i di n tr t i Rt. T nh ng phân tích trên, có th rút ra nh ng quy lu t chung nh hu ng c a h i ti p âm d n ch tiêu b khu ch d i là: M i lo i h i ti p âm d u làm gi m tín hi u trên d u vào b khu ch d i (Uy hay Iy) và do dó làm gi m h s khu ch d i Kht, làm tang d n d nh c a h s khu ch d i c a b khu ch d i. Ngoài ra h i ti p âm n i ti p hình 1-9a,b làm tang di n tr vào. H i ti p di n áp n i ti p (hình 1-9a) làm n d nh di n áp ra, gi m di n tr ra Rrht. Còn h i ti p dòng di n n i ti p (hình 1-9b) làm n d nh dòng di n ra It, tang di n tr ra Rrht. H i ti p âm song song (hình 1-9c) làm tang dòng di n vào, làm gi m di n tr vào Rvht, cung nhu di n tr ra Rrht. C n nói thêm là h i ti p duong thu ng không dùng trong b khu ch d i nhung nó có th xu t hi n ngoài ý mu n do ghép v di n bên trong hay bên ngoài g i là h i ti p ký sinh, có th xu t hi n qua ngu n cung c p chung, qua di n c m ho c di n dung ký sinh gi a m ch ra và m ch vào c a b khu ch d i. H i ti p ký sinh làm thay d i d c tuy n biên d - t n s c a b khu ch d i do làm tang h s khu ch d i các do n riêng bi t c a gi i t n ho c th m chí có th làm cho b khu ch d i b t kích nghia là xu t hi n dao d ng m t t n s xác d nh. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 15 Ð lo i b hi n tu ng trên có th dùng các b l c thoát, dùng dây d n b c kim, b trí m ch in và các linh ki n h p lý. Du i dây là các thí d v nh ng m ch h i ti p âm thu ng g p (hình 1-11) hình 1-11a trên di n tr RE có h i ti p âm dòng di n m c n i ti p. Trong m ch hình 1-11b ta th y, n u xét t ng t ng riêng bi t thì trên 21, EE RR d u th c hi n h i ti p âm dòng di n m c n i ti p. Ngoài ra còn có h i ti p âm di n áp n i ti p l y t c c góp c a tranzito T2 v c c phát c a tranzito T1 qua C và R. Nhu v y trên RE1 có c hai lo i h i ti p âm di n áp và dòng di n. 1.4. CÁC SO Ð CO B N DÙNG TRANZITO LU NG C C (BJT). Du i dây s trình bày phuong pháp phân tích t ng khu ch d i dùng tranzito lu ng c c theo ba cách m c m ch: phát chung (EC), góp chung (CC), và g c chung (BC). Gi thi t tín hi u vào là hình sin mi n t n s trung bình vì v y tr kháng c a t coi nhu b ng không, còn nh hu ng di n dung ký sinh c a so d và tranzito, cung nhu s ph thu c v h s khu ch d i dòng , c a tranzito vào t n s coi nhu không dáng k . 1.4.1. T ng khu ch d i phát chung (EC) M ch di n nguyên lý m t t ng khu ch d i EC cho trên hình 1-12. Trong so d này CP1, CP2 là các t n i t ng. T Cp1 lo i tr tác d ng nh hu ng l n nhau c a ngu n tín hi u và m ch vào v dòng m t chi u. T CP2 ngan thành ph n m t chi u và ch cho thành ph n xoay chi u ra t i. R1, R2 d xác d nh ch d tinh c a t ng, c p di n m t chi u cho c c B. RC: t i m t chi u c a t ng. RE: di n tr n d nh nhi t, CE t thoát thành ph n xoay chi u xu ng mát. En: ngu n tín hi u vào, Hình 1-11: So d các m ch h i ti p âm. a) H i ti p dòng di n trên RE; b) H i ti p di n áp nh khâu RC T1 ~ CP2 RC1 R1 R2 RE1 Rn En Uv CP1 Ur +E b) RC2 RE2 R3 R4 CP3 T R C ~ CP2 RC R1 R2 RE Rn En Uv CP1 Ur +E a) Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 16 Rn: di n tr trong c a ngu n tín hi u. Rt: di n tr t i. Nguyên lý làm vi c c a t ng EC nhu sau: khi dua di n áp xoay chi u t i d u vào xu t hi n dòng xoay chi u c c g c c a tranzito và do dó xu t hi n dòng xoay chi u c c góp m ch ra c a t ng. Dòng này gây h áp xoay chi u trên di n tr RC. Ði n áp dó qua t CP2 dua d n d u ra c a t ng t c là t i Rt. Có th th c hi n b ng hai phuong pháp co b n là phuong pháp d th d i v i ch d m t chi u và phuong pháp gi i tích dùng so d tuong duong d i v i ch d xoay chi u tín hi u nh . Phuong pháp d th d a vào d c tuy n vào và ra c a tranzito có uu di m là d dàng tìm du c m i quan h gi a các giá tr biên d c a thành ph n xoay chi u (di n áp ra rU và dòng di n ra rI ) và là s li u ban d u d tính toán. Trên d c tuy n hình (1-13a), v du ng t i m t chi u (A- B). S ph thu c UCE0 = f(IC0) có th tìm du c t phuong trình cân b ng di n áp m ch ra c a t ng: UCE0 = EC - IC0.RC - IE0RE = EC - IC0RC - 0C I .RE (1-22) Vì h s g n dúng 1, nên có th vi t UCE0 = EC - IC0 (RC+RE) (1-23) Bi u th c (1-23) là phuong trình du ng t i m t chi u c a t ng. D a vào d c tuy n vào IB = f(UBE) ta ch n dòng c c g c tinh c n thi t IB0, chính là xác d nh du c to d di m P là giao di m c a du ng IB = IB0 v i du ng t i m t chi u trên d c tuy n ra hình 1-13a. Ð xác d nh thành ph n xoay chi u c a di n áp ra và dòng ra c c góp c a tranzito ph i dùng du ng t i xoay chi u c a t ng. Chú ý r ng di n tr xoay chi u trong m ch c c phát c a tranzito b ng không (vì có t CE m c song song v i di n tr RE) còn t i Rt du c m c vào m ch c c góp, vì di n tr xoay chi u c a t Cp2 r t nh b qua. Hình 1-12: T ng khu ch d i E chung IV CP1 UBE T ~ R1 R2 Rn En UV CP2 RC RE CE U CE0 I B0 IC It Rt Ur UE0 IE0 +EC IP Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 17 N u coi di n tr xoay chi u c a ngu n cung c p EC b ng không, thì di n tr xoay chi u c a t ng g m hai di n tr RC và Rt m c song song, nghia là Rt~ =Rt//RC. T dó th y rõ di n tr t i m t chi u c a t ng Rt==RC + RE l n hon di n tr t i xoay chi u Rt ~ . Khi có tín hi u vào, di n áp và dòng di n là t ng c a thành ph n m t chi u và xoay chi u, du ng t i xoay chi u di qua di m tinh P. Ð d c c a du ng t i xoay chi u l n hon d d c du ng t i m t chi u. Xây d ng du ng t i xoay chi u theo t s s gia c a di n áp và dòng di n CEU = CI .(RC // Rt). Khi cung c p di n áp vào t i d u vào c a t ng thì trong m ch c c g c xu t hi n thành ph n dòng xoay chi u ib liên quan d n di n áp vào Uv theo d c tuy n vào c a tranzito.Vì dòng c c góp t l v i dòng c c g c qua h s , trong m ch c c góp cung có thành ph n dòng xoay chi u iC và di n áp xoay chi u Ura liên h v i iC b ng du ng t i xoay chi u. Khi dó du ng t i xoay chi u d c trung cho s thay d i giá tr t c th i dòng c c góp iC và di n áp trên tranzito UC hay ngu i ta nói dó là s d ch chuy n di m làm vi c. Ði m làm vi c d ch t P di lên ng v i 1/2 chu k duong và d ch chuy n di xu ng ng v i 1/2 chu k âm c a tín hi u vào. N u ch n tr s tín hi u vào thích h p và ch d tinh dúng thì tín hi u ra c a t ng khu ch d i không b méo d ng. Vi c ch n di m làm vi c tinh và tính toán s du c th c hi n theo m t t ng khu ch d i c th . Nh ng tham s ban d u d tính toán là biên d di n áp ra rU và dòng di n t i tI , công su t t i Pt và di n tr t i Rt. Gi a nh ng tham s này có quan h ch t ch v i nhau, nên v nguyên t c ch c n bi t hai trong nh ng tham s dó là d d tính các tham s còn l i. Hình 1-13: Xác d nh ch d tinh c a t ng EC a) Trên d c tuy n ra b) Trên d c tuy n vào IB2 IB1 IB=0 uC IC C PCCP D B P A CIˆ IC0 Cuˆ UC0 IB=IB0 a) IC0(E) vuˆ BIˆ uBE uC uB IB b) P uB0 0 IB Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 18 Ð tín hi u ra không b méo d ng, các tham s c a ch d tinh ph i tho mãn nh ng di u ki n sau: (hình 1-13a). 00 CrC UUU (1-24) )(00 EIII CCC (1-25) dây 0CU là di n áp c c góp ng v i do n d u c a d c tuy n ra (còn g i là di n áp UCE bão hoà) )(0 EIC là dòng c c góp ban d u ng v i nhi t d c c d i, chính là d cao c a du ng d c tuy n ra tinh ng v i dòng IB=0. Quan h dòng CI v i di n áp ra có d ng tC r C R//R UI ~R U t r (1-26) Ð tang h s khu ch d i c a t ng, tr s RC ph i ch n l n hon Rt t 3 5 l n. D a vào dòng IC0 dã ch n, tính dòng c c g c tinh: IB0 = )(00 EII CC (1-27) t dó d a vào d c tuy n vào c a trazito tìm du c di n áp 0BEU ng v i 0BI dã tìm du c. Dòng c c phát tinh có quan h v i dòng 0BI và IC0 theo bi u th c. 00 00 000 )()1.( )()().1( CCCCCBE IEI EII EIII (1-28) Khi ch n EC (n u nhu không cho tru c), c n ph i theo di u ki n: EC=UC0+IC0.Rc+UE0. (1-29) dây UE0 = IE0.RE Khi xác d nh tr s UE0 ph i xu t phát t quan di m tang di n áp UE0 s làm tang d n d nh nhi t cho ch d tinh c a t ng (vì khi RE l n s làm tang d sâu h i ti p âm m t chi u c a t ng), tuy nhiên lúc dó c n ph i tang di n áp ngu n cung c p EC. Vì v y mà UE0 thu ng ch n b ng (0,1 0,3) EC Chú ý d n bi u th c (1-29) ta có: 9,07,0 .00 CCC C RIU E (1-30) Ði n tr RE có th tính t Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 19 0 0 C E E I U R (1-31) Khi tính các ph n t c a b phân áp d u vào c n luu ý v i quan di m n d nh nhi t cho ch d tinh c a t ng, sao cho s thay d i c a dòng c c g c tinh IB0 (do d không n d nh nhi t c a di n áp UBE0) ph i ít nh hu ng d n s thay d i di n áp UB0.Mu n v y thì dòng phân áp IP qua b phân áp R1 R2 ph i l n hon dòng IB0 qua di n tr R1. Tuy nhiên v i di u ki n IP >> IB0 thì R1, R2 s ph i nh và chúng s gây ra r m ch tín hi u vào, làm gi m di n tr vào c a t ng khu ch d i. Vì th khi tính các ph n t c a b phân áp vào ta ph i h n ch theo di u ki n: VB rRRR )52(// 21 . (1-32) 0)52( BP II . (1-33) dây rV là di n tr vào c a tranzito, d c trung cho di n tr xoay chi u m ch g c - phát (rV= BBE IU / ) Ði n tr R1,R2 có th tính theo: p B I U R 02 = p EBE I UU 0 (1-34) 0 0 1 Bp BC II UE R (1-35) Khi ch n tranzito c n chú ý d n các tham s gi i h n nhu: d i t n s công tác (theo t n s f hay f ) cung nhu các tham s v dòng di n, di n áp và công su t. Dòng di n c c góp cho phép c c d i IC.C.P ph i l n hon tr s t c th i l n nh t trong khi làm vi c, nghia là P.C.CCCOC IIˆImaxI . V m t di n áp ngu i ta thu ng ch n tranzito theo UC0.C.P > EC. Công su t tiêu hao trên c c góp PC =UC0.IC0 ph i nh hon công su t c c d i cho phép c a tranzito PC.C.P. Ðu ng cong công su t gi i h n cho phép là du ng hypecbon. Ð i v i m i di m c a nó ta có UC0.CP.IC.CP=PC.CP. Tóm l i vi c tính ch d c a t ng khu ch d i là gi i quy t nhi m v ch n h p lý các ph n t c a so d d nh n du c nh ng tham s c n thi t c a tín hi u ra trên t i. Các h s khu ch d i dòng di n Ki, di n áp Ku và công su t Kp cung nhu di n tr vào RV, di n tr ra Rr là nh ng ch tiêu quan tr ng c a t ng khu ch d i. Nh ng ch tiêu dó có th xác d nh du c khi tính toán t ng khu ch d i theo dòng xoay chi u. Phuong pháp gi i tích d a trên co s thay th tranzito và t ng khu ch d i b ng so d tuong duong dòng xoay chi u ch d tín hi u nh . So d thay th t ng EC v trên hình 1-14, dây tranzito du c thay b ng so d thay th tham s v t lý. Tính toán theo dòng xoay chi u có th th c hi n du c khi s d ng so d thay th tranzito v i các tham s r , trong dó rB là di n tr kh i vùng c c g c, rE là di n tr vi phân c a ti p giáp phát, rC di n tr vi phân c a ti p giáp góp. Ð don gi n ta gi thi t t ng khu ch d i du c tính mi n t n s trung bình, tín hi u vào là hình sin và di n tr c a ngu n cung c p d i v i dòng xoay chi u b ng không. Các t Cp1, Cp2, CE Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 20 có tr kháng r t bé, xem nhu b ng không. Dòng di n và di n áp trong so d tính theo tr s hi u d ng. Ði n tr vào c a t ng: RV=R1//R2//rV (1-36) Vì di n tr trong c a ngu n dòng IB hình 1.14 r t l n, còn rC(E) + RC//Rt >> rE nên: EEBBBE rIrIU .. hay là BBE IU EB rr ).1( (1-37) Chia c hai v c a phuong trình (1-37) cho IB ta có: rV= rB + (1+ ).rE. Tính g n dúng b c m t c a RV theo rV và giá tr có th c a rB, , rE v i di u ki n R1//R2 (2 3)rV ta s có RV c a t ng EC không vu t quá (1 3)K Xác d nh h s khu ch d i dòng di n c a t ng: Ki = It/IV t hình 1-14 có: BI V V V r R I (1-38) Khi xác d nh dòng It qua IB thì không tính d n rE vì nó r t nh so v i di n tr c a các ph n t m ch ra: t tCC Bt R RRErII ////)(.. (1-39) Ð ý d n bi u th c (1-38) ta có: t tCC V V Vt R RREr r RII ////)(... (1-40) và h s khu ch d i dòng xác d nh b i: t tCC V V i R RREr r RK ////)(.. (1-41) ~ << IV B rB IB IC It C Ut Rt RC rC CC rE E En Rn UV IB IE R1 R2 Hình 1-14: So d thay th t ng khu ch d i EC b ng tham s v t lý. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 21 H s khu ch d i dòng Ki t l v i h s c a tranzito, các di n tr phân áp c p di n m t chi u c c g c và di n tr RC, Rt. Bi u th c (1-41) cho ta th y c n ch n R1//R2 >>rV và RC > Rt. N u coi RV rV và rC(E) >>RC//Rt thì h s khu ch d i dòng g n dúng. t tC i R RRK //. (1-42) Nhu v y t ng EC có h s khu ch d i dòng tuong d i l n, và n u nhu RC>> Rt thì nó g n b ng h s khu ch d i c a tranzito. Xác d nh h s khu ch d i di n áp c a t ng n r u E U K Vn t i VnV tt u RR RK RRI RIK .).( . (1-43) Thay (1-42) vào (1-43) ta có: Vn tC u RR RRK //. (1-44) T (1-44) ta th y n u càng l n và di n tr m ch ra c a t ng càng l n so v i di n tr m ch vào thì h s khu ch d i càng l n. Ð c bi t, h s khu ch d i di n áp s tang khi di n tr trong c a ngu n tín hi u gi m. T ng khu ch d i EC th c hi n d o pha c a di n áp ra d i v i di n áp vào. Vi c tang di n áp vào s làm tang dòng c c g c và dòng c c góp c a tranzito, h áp trên Rc tang làm gi m di n áp trên c c góp. Vi c d o pha trong t ng khu ch d i EC du c bi u th b ng d u “-” trong bi u th c Ku H s khu ch d i công su t iu V r P KKP PK . trong so d EC kho ng (0,2 5).103 l n. Ði n tr ra c a t ng. // ( )r C CR R r E (1-45) Vì rC(E) >> RC nên Rr = RC 1.4.2. T ng khu ch d i góp chung (CC) Hình 1-15a là so d t ng khu ch d i CC, còn g i là t ng l p E vì di n áp ra c a nó l y c c E c a tranzito, v tr s g n b ng di n áp vào ( VBEVr UUUU ) và trùng pha v i di n áp vào. Ði n tr RE trong so d dóng vai trò nhu RC trong EC, nghia là t o nên m t di n áp bi n d i d u ra trên nó. T C có nhi m v dua tín hi u ra t i Rt. Ði n tr R1, R2 là b phân áp c p di n m t chi u cho c c g c, xác d nh ch d tinh c a t ng. Ð tang di n tr vào thu ng ngu i ta không Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 22 m c di n tr R2. Tính toán ch d m t chi u tuong t nhu tính toán t ng EC. Ð kh o sát các tham s c a t ng theo dòng xoay chi u, c n chuy n sang so d thay th (hình 1.15b) Ði n tr vào c a t ng: RV=R1//R2//rV. Ta có BV IU )Rt//Rr).(1(r EEB . Chia UV cho IB ta có: ).Rt//Rr).(1(rr EEBV (1-46) T bi u th c (1-46) ta th y rV c a tranzito trong so d CC l n hon trong so d EC. Vì rE thu ng r t nh hon RE//Rt, còn rB nh hon s h ng th hai c a v ph i bi u th c (1-46), nên di n tr vào c a t ng l p c c phát E b ng: ).R//R).(1//(R//RR tE21V (1-47) N u ch n b phân áp d u vào R1, R2 l n thì di n tr vào s l n. Tuy nhiên khi dó không th b qua di n tr rC(E) m c song song v i m ch vào, nên di n tr vào ph i tính: //R//RR 21V )R//R).(1( tE //rC(E) (1-48) Ði n tr vào l n là m t trong nh ng uu di m quan tr ng c a t ng góp chung, dùng d làm t ng ph i h p v i ngu n tín hi u có di n tr trong l n. Vi c xác d nh h s khu ch d i dòng Ki cung theo phuong pháp gi ng nhu so d EC. Công th c (1-38) dúng v i t ng CC. Vì dòng It dây ch là m t ph n c a dòng IE nên bi u th c (1-39) có d ng: t tE Bt R R//R .I).1(I (1-49) Và xét d n (1-39) ta có: t tE V V Vt R R//R . r R).1.(II (1-50) Hình 1-15: a. So d t ng khu ch d i CC; b. So d thay th UBE + EC IB En IB IE E Rt It IV Ibo Rn R2 IC0 Uv IE T CP2 Ur RE It Rt a. R1 CP1 << B IV rB C rC Ur RE rE R1//R2 UV Rn En D b. IC Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 23 H s khu ch d i dòng trong so d CC: t tE V V i R R//R . r R).1(K (1-51) nghia là nó ph thu c vào quan h RV và rV, RE và Rt. Gi thi t RV=rV thì t tE i R R//R).1(K (1-52) Khi RE = RC và di n tr Rt gi ng nhau thì h s khu ch d i dßng ®iÖn trong so d phát chung và góp chung g n b ng nhau. H s khu ch d i di n áp tính theo (1-43) ta có: Vn tE u RR R//R).1(K (1-53) Khi VR >> nR và g n dúng RV )RR).(1( tE thì Ku 1. Nhu v y t ng khu ch d i góp chung d khu ch d i công su t tín hi u trong khi gi nguyên tr s di n áp c a nó. Vì Ku=1 nên h s khu ch d i Kp x p x b ng Ki v tr s . Ði n tr ra c a t ng CC: EE 21nB EEr r//R)1 R//R//Rr r//(RR (1-54) Ði n tr ra c a t ng nh c (1 50) . Nó du c dùng d ph i h p m ch ra c a t ng khu ch d i v i t i có di n tr nh , khi dó t ng góp chung dùng làm t ng ra c a b khu ch d i có vai trò nhu m t t ng khu ch d i công su t don ch d A không có bi n áp ra. 1.4.3 T ng khu ch d i g c chung (BC). Hình (1-16a) là so d m t t ng khu ch d i g c chung. Các ph n t R1, R2, RE dùng d xác d nh ch d tinh IE. Các ph n t còn l i cung có ch c nang gi ng so d EC. Ð kh o sát các tham s c a t ng khu ch d i BC theo dòng xoay chi u ta s d ng so d tuong duong hình 1-16b. EV RR // BE rr ).1( (1-55) T (1-55) ta th y di n tr vào c a t ng du c xác d nh ch y u b ng di n tr rE vào kho ng (10 50) . Ði n tr vào nh là nhu c di m co b n c a t ng BC vì t ng dó s là t i l n d i v i ngu n tín hi u vào. Ð i v i thành ph n xoay chi u thì h s khu ch d i dòng di n c a tranzito là: E C I I và <1. H s khu ch d i dòng c a t ng là: Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 24 t tC i R R//R .K (1-56) H s khu ch d i di n áp: Vn tC u RR R//R .K (1-57) T (1-57) ta th y khi gi m di n tr trong c a ngu n tín hi u vào s làm tang h s khu ch d i di n áp. Ði n tr ra c a t ng BC là: CCCr RErRR )(// (1-58) C n chú ý r ng d c tuy n tinh c a tranzito m c BC có d tuy n tính l n nên tranzito có th dùng v i di n áp c c góp l n hon so d EC. Chính vì v y t ng khu ch d i BC du c dùng khi c n có di n áp d u ra l n. 1.5. T NG KHU CH Ð I Ð O PHA T ng d o pha dùng d khu ch d i tín hi u và cho ra hai tín hi u có biên d b ng nhau nhung pha l ch nhau 1800 (hay ngu c pha nhau). So d t ng khu ch d i d o pha chia t i v hình 1-17a. Tín hi u l y ra t c c phát và c c góp c a tranzito. Tín hi u ra 2rU l y t c c phát d ng pha v i tín hi uvào UV còn tín hi u ra 1rU l y t c c góp ngu c pha v i tín hi u vào. D ng tín hi u v trên hình 1-17b, c, d. Ta s kh o sát ch tiêu c a t ng tính tuong t nhu t ng CC. 21V R//RR // )R//Rr).(1(r 2tEEB (1-59) ho c tính g n dúng: )R//Rr).(1(R 2tEEV (1-60) IE IV CP2 CB IB rE Ur C P1 IC +EC R1 RC R n En uV RE Rt R2 IB T a. << IV b. . IC rC RE Rn RC rB Rt Ur I1 B C E U Hình 1-16: a. So d khuy ch d i BC b. So d thay th Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 25 H s khu ch d i di n áp d u ra 1 xác d nh tuong t nhu so d EC, còn d u ra 2 xác d nh tuong t nhu so d CC. Vn 1tC u RR )R//R( .K 1 (1-61) Vn 2tE u RR )R//R().1(K 2 (1-62) N u ch n RC=RE và có 2t1t RR thì giá tr h s khu ch d i 1u K g n dúng b ng 2u K và so d này còn g i là m ch d o pha chia t i. T ng d o pha cung có th dùng bi n áp, so d nguyên lý nhu hình 1-18. Hai tín hi u l y ra t hai n a cu n th c p có pha l ch nhau 1800 so v i di m 0. Khi hai n a cu n th c p có s vòng b ng nhau thì hai di n áp ra s b ng nhau. M ch này có h s khu ch d i l n, d dàng thay d i c c tính c a di n áp ra và còn có tác d ng ph i h p tr kháng nhung c ng k nh, n ng n và méo l n nên hi n nay ít du c dùng. UC0 CP2 a) UV t 0 Hình 1-17: a) So d t ng d o pha b) c) d) Bi u d th i gian R1 RC Rn R2 RE Rt 2 Rt 1 CP3 CP1 En +EC Ur1 Ur2 UV T _ Ur2 0 t 2 ˆ rU Ur t 0 UC0 c) d) b) 1 ˆ rU Hình 1-18: So d t ng d o pha dùng bi n áp CP T R1 L1 Rn R2 RE CE En +EC UV _ Ur1 Ura2 L2 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 26 1.6. CÁC SO Ð CO B N DÙNG TRANZITO TRU NG(FET). Nguyên lý xây d ng t ng khu ch d i dùng tranzito tru ng cung gi ng nhu t ng dùng tranzito lu ng c c. Ði m khác nhau là tranzito tru ng di u khi n b ng di n áp. Khi ch n ch d tinh c a t ng dùng tranzito tru ng c n dua t i d u vào (c c c a G) m t di n áp m t chi u có giá tr và c c tính c n thi t. 1.6.1. T ng khu ch d i c c ngu n chung (SC) So d khu ch d i SC dùng MOSFET có kênh n d t s n cho trên hình 1-19a. T i RD du c m c vào c c máng D, các di n tr R1, RG, RS dùng d xác l p UGS0 ch d tinh. Ði n tr RS s t o ra h i ti p âm dòng di n m t chi u d n d nh ch d tinh khi thay d i nhi t d và do tính t n m n c a tham s tranzito. T CS dùng d kh h i ti p âm dòng xoay chi u. T CP1 d ghép t ng v i ngu n tín hi u vào. Nguyên t c ch n ch d tinh cung gi ng nhu so d tranzito lu ng c c hình 1-12. Công th c (1-24) và (1-25) dùng d ch n ch d tinh, dây có th vi t du i d ng: DSr0DS UUU (1-63) D0D II (1-64) Ði m làm vi c tinh P d ch chuy n theo du ng t i m t chi u s qua di m A và B (hình 1- 19b). Ð i v i di m A: IDS = 0, UDS = +ED, d i v i di m B: UDS= 0, ID = ED/(RD+RS). Ði n tr t i a) Hình 1-19: a) So d t ng khuy ch d i SC. b) Ð th xác d nh ch d tinh. b) UV ID ID0 UGS0 UG +E En ID IS0 R1 RD Rt RS RG Rn US0 UDS Ur CS CP 1 T CP 2 UDS0 UPMax UDS C A PDMax D B P US0+URUDS ID0 rUˆU0S i IDMax Ur UGS DI Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 27 xoay chi u xác d nh theo Rt = RD//Rt. Trong b khu ch d i nhi u t ng thì t i c a t ng tru c chính là m ch vào c a t ng sau có di n tr vào RV d l n. Trong nh ng tru ng h p nhu v y thì t i xoay chi u c a t ng xác d nh ch y u b ng di n tr RD du c ch n t i thi u cung nh hon RV m t b c n a. Chính vì v y d i v i t ng ti n khu ch d i thì d d c c a du ng t i xoay chi u (du ng C-D) không khác l m so v i du ng t i m t chi u và trong nhi u tru ng h p ngu i ta coi chúng nhu là m t du ng. Trong ch d tinh: )RR(IEU SD0DD0DS (1-65) trong dó: ID0 là dòng máng tinh 0DSU là di n áp c c máng - ngu n tinh. Ði n áp 0GSU là tham s c a d c tuy n ra tinh di qua di m P (hình 1-19b). D a vào d c tuy n c a FET, ta th y ch d tinh di n áp c c G có th có c c tính duong ho c âm d i v i c c ngu n và th m chí có th b ng không. Kh o sát tru ng h p 0U 0GS Ði n tr RS và RG d xác d nh di n áp 0U 0GS trong ch d tinh. Tr s và c c tính c a di n áp trên di n tr RS là do dòng di n IS0=ID0 ch y qua nó quy t d nh, di n tr RS du c xác d nh b i: 0 0 D GS S I UR (1-66) Ði n tr RG d d n di n áp 0GSU l y trên RS lên c c c a G c a FET. Ði n tr RG ph i ch n nh hon di n tr vào. Ði u này r t c n thi t d lo i tr nh hu ng c a tính không n d nh theo nhi t d và tính t n m n c a các tham s m ch vào d n di n tr vào c a t ng. Tr s RS thu ng ch n t (1 5)M . Ngoài vi c d m b o di n áp 0GSU yêu c u, di n tr RS còn t o ra h i ti p âm dòng di n m t chi u trong t ng, ngan c n s thay d i dòng ID0 do tác d ng c a nhi t d và tính t n m n tham s c a tranzito và vì th n d nh ch d tinh c a t ng. Ð tang tính n d nh thì c n tang RS nhung ph i b o d m 0GSU . Trong tru ng h p này ph i bù di n áp 0SU b ng cách cung c p cho c c c a di n áp UG0 qua di n tr R1. 1 0000 .. RR RERIUUU G G DSDGSGS (1-67) G GSS GD R UU RER 00 1 . (1-68) Ði n áp ngu n cung c p: Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 28 DDSDSD RIUUE .000 (1-69) Tr s RD có nh hu ng d n d c tính t n s c a t ng, nó du c tính theo t n s trên c a gi i t n. V i quan di m m r ng d i t n thì ph i gi m RD. Sau khi dã ch n di n tr trong c a tranzito ri, thì ta có th ch n RD=(0,05 0,15).ri. Vi c ch n di n áp 0SU cung theo nh ng di u ki n gi ng nhu di n áp UE0 trong t ng EC, nghia là tang di n áp 0SU s làm tang d n d nh c a di m làm vi c tinh do RS tang, tuy nhiên khi dó c n tang ED. Vì th 0SU thu ng ch n trong kho ng (0,1 0,3)ED. Cung tuong t (1-30) ta có: 9,07,0 R.IU E D0D0DD (1-70) Khi 0GSU 0 ph i m c di n tr RS d d t yêu c u v d n d nh ch d tinh. Lúc dó b t bu c ph i m c R1. Ch n các ph n t d a vào công th c (1-67) d n (1-70), khi dó (1-67), (1-68) ph i cho 0U 0GS ho c là thay d i d u tru c di n áp 0GSU .Ch d GSOU >0 là ch d di n hình c a MOSFET có kênh c m ng lo i n.Vì th n u th c hi n d i d u tru c GSOU trong công th c (1-67), (1-68) có th dùng chúng d tính m ch thiên áp R1, RG c a t ng ngu n chung. Ch n lo i FET ph i chú ý d n các tham s tuong t nhu trong t ng EC, ph i tính d n dòng máng c c d i IDmax, di n áp máng c c d i DSU max, và công su t tiêu tán c c d i trong tranzito PDmax. Gi ng nhu so d EC dùng tranzito lu ng c c, t ng ngu n chung cung làm d o pha tín hi u vào. Ví d d t vào d u vào n a chu k di n áp duong, s làm tang dòng máng và gi m di n áp máng; d u ra s nh n du c n a chu k di n áp c c tính âm. Du i dây ta s phân tích t ng khu ch d i v m t xoay chi u. So d tuong duong thay th t ng SC v trên hình 1-20a có tính d n di n dung gi a các di n c c c a tranzito. Hình 1-20: So d tuong duong thay th t ng S chung CG a) CG CGS CDS Rt RD ri SU R1 // RG UV Ur b) CGS CDS Rt RD ri UV R1// RG UV Ur Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 29 So d thay th d a trên co s s d ng ngu n dòng m ch ra. Ði n tr RD, Rt m c song song m ch ra xác d nh t i xoay chi u Rt~=RD//Rt. Ði n tr R1, RG cung du c m c song song. Vì di n tr vào thu ng l n hon di n tr nR nhi u, nên di n áp vào c a t ng coi nhu b ng E n T n i t ng 1pC , 2pC và t CS khá l n nên di n tr xoay chi u coi nhu b ng không.Vì th trong so d thay th không v nh ng t dó. H s khuy ch d i di n áp t ng t n s trung bình : )//.()//.(. ~ ~ ti V tiV V t u RrSU RrUS U UK (1-71) Hay là: Ku= - ~ti ~ti Rr R.r.S (1-72) Tr s iSr g i là h s khuy ch d i tinh c a FET.Thay iSr và ta có: ~ ~ . ti t u Rr RK (1-73) D a vào (1-73) có th v so d thay th t ng SC v i ngu n di n áp vU. (hình 1-20b). Trong tru ng h p n u t ng SC là t ng khuy ch d i trong b khuy ch d i nhi u t ng thì DVD~t RR//RR .N u nhu tính iD rR thì h s khuy ch d i di n áp c a t ng du c tính: DU R.SK (1-74) Ði n tr vào c a t ng SC là: G1V R//RR (1-75) Ði n tr ra c a t ng: DiDr Rr//RR (1-76) Khi chuy n sang mi n t n s cao thì ph i chú ý d n di n dung vào và ra c a t ng, nghia là c n chú ý d n di n dung gi a các di n c c GDGS C,C c a tranzito, cung nhu di n dung l p ráp m ch vào LC (Ði n dung c a linh ki n và dây d n m ch vào d i v i c c âm c a ngu n cung c p). t n s cao nh ng di n dung ký sinh k trên s t o nên thành ph n di n kháng c a dòng di n m ch vào CLCGDCGSCv IIII (1-77) Dòng ICGS, ICL xác d nh b ng di n áp vào UV, còn dòng ICGD xác d nh b ng dòng c c máng - c a. Vì di n áp c c máng ngu c pha v i di n áp vào, nên di n áp gi a c c c a và c c máng s b ng: Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 30 vurv uK1uu Dòng di n vào di n dung c a t ng: I CV = j. .CGS.uv + j. CGD.(1+Ku).UV+j. .CL.UV hay I CV j. .UV CGS+(1+Ku).CGD+CL =j. .CV.UV dây CV là di n dung vào c a t ng: CV=CGS+(1+Ku).CGD+CL (1-78) Ði n dung ra c a t ng ph thu c vào di n dung gi a các di n c c kho ng máng - ngu n và máng - c a, cung nhu di n dung l p ráp m ch ra. Tính di n dung ra cung theo phuong pháp nhu dã tính di n dung vào, có k t qu : SGD u u DSr CC.K K1CC (1-79) 1.6.2. T ng khu ch d i c c máng chung (DC) So d t ng khu ch d i c c máng chung g n gi ng so d CC. Hình 1-21a v so d DC dùng FET có kênh d t s n. Ði n tr R1, RG cùng RS dùng d xác d nh ch d làm vi c tinh c a tranzito. Vi c ch n và tính toán d d m b o ch d tinh du c ti n hành tuong t nhu t ng SC. T i m t chi u c a t ng là RS, còn t i xoay chi u là: Rt =RS//Rt. Ð i v i t ng DC di n áp ra t i trùng pha v i di n áp vào GSVt UUU (1-80) Theo so d thay th thì Ut l i là hàm s c a UGS tác d ng lên d u vào c a tranzito. )//(. ~tiGSt RrUSU hay )//.( ~ti t GS RrS UU (1-81) UGS RG CGD b) (3 CGS u 1 ri Ri // RG UV Rt RS Ur rU1 Rn + ED En CP1 CP2 UV UG US0 Rt RS T a) R1 _ Hình 1-21: T ng khu ch d i c c máng chung a) So d nguyên lý; b) So d tuong duong. Ur Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 31 H s khu ch d i di n áp c a t ng tính theo: )R//r.(S1 )R//r.(S U U K ~ti ~ti V t u (1-82) Vì ri >>Rt~ nên: ~t ~t R.S1 R.S Ku (1-83) H s khu ch d i Ku ph thu c vào d h d n c a tranzito và t i xoay chi u Rt~ c a t ng. H s khu ch d i ti n t i 1 khi tang S và Rt~. Vì v y d i v i t ng DC nên dùng tranzito có d h d n l n. Ð tìm du c các tham s tuong duong c a so d thay th ta s bi n d i công th c (1-82) sau khi thay vào nó S= /ri và khai tri n: it ti ti rR RrRr ~ ~ ~ .// Sau khi bi n d i ta có: ~ ~ ).1( . ti t u Rr RK (1-84) Chia c t s và m u s v ph i công th c (1-84) cho 1 và thay Ku=Ut/UV, ta có: ~ ~ )1/(..1 ti t Vt Rr RUU (1-85) D a vào (1-85) ta s du c so d thay th c a t ng hình 1-21b. m ch ra c a so d thay th có ngu n di n áp tuong duong VU.1 V i di n tr tuong duong )1/(ri . M ch vào c a so d thay th hình 1-21b g m ba ph n t gi ng nhau nhu so d thay th SC. D a vào so d hình 1-21b xác d nh du c di n tr ra c a t ng DC rR =RS // S 1 1 1 (1-86) Ði n tr ra c a t ng DC nh hon t ng SC, và vào kho ng (100 3000) . Vì di n áp gi a c c c a và c c ngu n c a tranzito trong so d l p l i c c ngu n b ng rV UU nên dòng di n vào b n thân c a tranzito s nh hon trong so d SC, và d không n Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 32 d nh nhi t d c a di n tr gi a c a và ngu n nh . Do dó cho phép ta dùng R1, RG l n. Vì v y t ng DC có di n tr vào RV l n (t i vài M ) hon t ng SC. Ði n dung vào c a t ng DC s nh hon c a t ng SC. Ð i v i t ng DC thì c n thi t ph i tính d n thành ph n dòng di n dung vào m ch c a - máng và c a - ngu n c a tranzito, cung nhu thành ph n dòng di n dung l p ráp m ch vào c a t ng. Vì di n áp c c máng không d i, thành ph n dòng di n dung CGD và C1 du c xác d nh b ng di n áp vào. Thành ph n dòng di n dung CGS ph thu c vào di n áp VutVGS U).K1(UUU Dòng vào t ng là: VCV U..jI LGSGD CKuCC )1.( t dó: LGSGDV CKuCCC )1.( (1-87) Nhu v y di n dung vào c a t ng DC nh hon c a t ng SC. T (1-87) ta th y n u Ku 1 trong t ng DC thì nh hu ng c a di n dung CSG d n di n dung vào s gi m nhi u. 1.7. CÁC PHUONG PHÁP GHÉP T NG TRONG B KHU CH Ð I M t b khu ch d i thu ng g m nhi u t ng m c n i ti p nhau nhu hình 1-22 (vì th c t m t t ng khu ch d i không d m b o d h s khu ch d i c n thi t). dây tín hi u ra c a t ng d u hay t ng trung gian b t k s là tín hi u vào cho t ng sau nó và t i c a m t t ng là di n tr vào c a t ng sau nó. Ði n tr vào và ra c a b khu ch d i s du c tính theo t ng d u và t ng cu i. Theo h th c (1-88) h s khu ch d i c a b khu ch d i nhi u t ng b ng tích h s khu ch d i c a m i t ng (tính theo don v s l n) hay b ng t ng c a chúng (tính theo don v dB) )(...)()( ........ 1 21 2 21 dBKdBKdBK KKK U U U U E U E UK N N uuu uuu VN rN V r n ra n t u (1-88) Vi c ghép gi a các t ng có th dùng t di n, bi n áp hay ghép tr c ti p. Hình 1-22: So d kh i b khu ch d i nhi u t ng UV(N-Ur 2 Ur1=UV2 Ur N Rn Rt 1 2 N-1 N H UV 1En Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 33 1.7.1. Ghép t ng b ng t di n B khu ch d i nhi u t ng ghép t di n v trên hình 1-23. Các di u dã phân tích trong m c 1.6, dúng cho m t t ng trung gian b t k n u thay Rt cho RV. S t ng trong b khu ch d i nhi u t ng xác d nh theo công th c (1-88) xu t phát t h s khu ch d i yêu c u. Vi c tính toán các t ng (ch n và d m b o ch d làm vi c tinh, tính toán ch d xoay chi u) ph i theo th t t t ng cu i cùng tr v t ng d u tiên. Tru c h t ta tính t ng cu i cùng. T ng này ph i d m b o dua ra t i Rt công su t tín hi u yêu c u. D a vào h s khu ch d i t ng cu i, ta xác d nh các tham s tín hi u vào c a nó. Và dó chính là s li u ban d u d tính t ng tru c cu i, và ti p t c cho d n t ng d u tiên c a b khu ch d i. Ð u tiên ta tính t n s trung bình f0, b qua nh hu ng c a t di n trong b khu ch d i và không tính d n s ph thu c c a các tham s c a tranzito vào t n s . Trong tru ng h p c n thi t ph i chú ý d n d c tính c a tranzito và nh hu ng c a t di n biên t n c a tín hi u c n khu ch d i, di u này s làm cho di n áp d u ra c a b khu ch d i thay d i c biên d l n pha khi t n s tín hi u vào thay d i. mi n t n s th p, khi t i thu n tr thì nh ng s ph thu c k trên là do t di n trong so d quy t d nh, còn mi n t n s cao thì ch y u là do các tham s c a tranzito quy t d nh. Trong th c t ngu i ta có th nghiên c u nh hu ng c a các y u t trên m t cách d c l p hai mi n t n s th p và cao. Du i dây ta xét d c di m công tác c a b khu ch d i mi n t n s th p. Trong (1-4) khi tính h s khu ch d i c a t ng don dã gi thi t di n tr xoay chi u c a t di n b ng không. Nh ng gi thi t nhu v y ch dúng t n s trung bình. Khi t n s gi m thì d d n di n c a các t n i t ng s gi m. Do dó có h áp trên t nên di n áp c a ngu n tín hi u d t vào t ng d u tiên hay di n áp ra t ng tru c d t vào t ng sau s b gi m. H áp trên t s làm gi m biên d tín hi u d u ra m i t ng c a b khu ch d i nói chung t c là làm gi m h s khu ch d i mi n t n s th p (hình 1-24). nh hu ng c a t n i t ng th hi n r t rõ trong b khu ch d i ghép t ch h s khu ch d i Ku 0 khi f 0. Nhu v y là tr s c a t n i t ng có nh hu ng d n h s khu ch d i mi n t n th p. R2 R1 R3 R5 R7 R9 R11 Rn R2 R4 R6 R8 R10 R12 CP1 CP2 CP3 CE1 CE2 CE3 T1 T2 T3 C2 +EC Ur UV En ~ Hình 1-23: So d b khu ch d i nhi u t ng ghép di n dung. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 34 T CE cung nh hu ng d n h s khu ch d i mi n t n th p. Vì khi t n s gi m s làm gi m tác d ng r m ch c a t d i v i di n tr RE và do dó làm tang m c d h i ti p âm dòng xoay chi u trên RE và do dó làm gi m h s khu ch d i. Vi c gi m môdun h s khu ch d i t n s th p Kt du c d c trung b ng h s méo t n s th p c a b khu ch d i. t t K KM 0 dó chính là tích h s méo t n s c a m i t trong b khu ch d i. N21 tttt M....M.MM (1-89) H s méo t n s tính theo: 2) . 1(1 tt tM (1-90) Ð i v i t CP1 hình 1-88 thì h ng s th i gian )RR.(C 1Vn1P trong dó nR là di n tr c a ngu n tín hi u vào, 1VR là di n tr vào c a t ng d u tiên. Tuong t ta s xác d nh du c h ng s th i gian cho các t khác trong so d . T n s th p nh t c a gi i thông s du c ch n làm s li u ban d u khi tính b khu ch d i vùng t n s th p. H s méo t n s ng v i t n s th p c a gi i thông có giá tr tu thu c vào nhi m v c a b khu ch d i. Ví d d i v i b khu ch d i âm thanh thu ng ch n b ng 2 . Nhu trên dã gi thi t, mi n t n s trung bình các t di n không gây nh hu ng gì và s d ch pha c a tín hi u d u ra c a b khu ch d i d i v i tín hi u d u vào s là n , dây n là s t ng khu ch d i làm d o pha tín hi u. mi n t n s th p vì trong m ch có t di n nên dòng di n nhanh pha hon so v i di n áp. Nhu v y s d ch pha c a di n áp ra b khu ch d i so v i di n áp vào mi n t n s th p có d c a) b) Hình 1-24: a) D ng t ng quát d c tuy n biên d t n s c a b khu ch d i ghép di n dung; b) nh hu ng c a t n i t ng d n d c tuy n t n th p f D i t n trung bình i2a 1 UO M K KUO ft fC f 0 D i thông KU 2 ft f't f''t KU0 C''P > CP' > CP t UO M K Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 35 tính vu t tru c. Góc d ch pha c a b khu ch d i b ng t ng góc d ch pha c a m i t , và góc d ch pha c a m i t là: tt t . 1 acrtg . (1-91) Ð c tuy n biên d t n s và pha t n s c a b khu ch d i mi n t n th p v trên hình 1-25. Ðu ng nét li n là d c tuy n xét khi nh hu ng c a m t t , còn du ng d t nét là d c tuy n xét khi nh hu ng c a t t c các t trong b khu ch d i. Ð c di m công tác c a b khu ch d i mi n t n s cao là s ph thu c h s khu ch d i c a tranzito vào t n s và s t n t i di n dung m t ghép góp CCE. Nh ng nhân t này nh hu ng d n d c tuy n t n s c a b khu ch d i mi n t n cao. mi n t n cao s gi m môdun h s c a tranzito cung nhu tác d ng r m ch c a di n dung CCE làm gi m h s khu ch d i. H s méo t n s cao xác d nh theo công th c: 2 CCC ).(1M (1-92) dây C là h ng s th i gian tuong duong c a t ng mi n t n s cao. Góc d ch pha do m t t ng khu ch d i gây ra là: CCC arctg . (1-93) Ð c tuy n biên d t n s và pha t n s mi n t n cao hình 1-26 Trong b khu ch d i có nhi u t ng thì: méo t n s cao b ng tích d méo c a các t ng, còn méo pha b ng t ng méo phac a t ng t ng T c là: CnCCC MMMM ..... 21 (1-94) CnCCC ...21 (1-95) KU 0 C UO1 M K KU K1U0 f f 0 0 C - /4 - /2 a) b) Hình 1-26: nh hu ng tính ch t t n s c aTranzito d n d c tuy n a) Biên d -t n s ; b) Pha-t n s . Hình 1-25: nh hu ng c a t n i t ng d n d c tuy n a) Biên d - t n s ; b) Pha -t n s . /2 /4 1 ft 0 C 2 KUO KUO t f f _ a) b) 0 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 36 1.7.2. Ghép b ng bi n áp Hình 1-27 là so d b khu ch d i ghép b ng bi n áp. Cu n so c p W1 m c vào c c góp T1, cu n th c p W2 m c vào c c g c T2 qua t CP2. Ghép t ng b ng bi n áp cách ly di n áp m t chi u gi a các t ng mà còn làm tang h s khu ch d i chung v di n áp hay dòng di n tu thu c vào bi n áp tang hay gi m áp. Uu di m c a m ch này là di n áp ngu n cung c p cho c c góp c a tranzito l n vì di n áp m t chi u cu n dây bé, do dó cho phép ngu n có di n áp th p. Ngoài ra t ng ghép bi n áp d dàng th c hi n ph i h p tr kháng và thay d i c c tính di n áp tín hi u trên các cu n dây. Tuy nhiên nó có nhu c di m là d c tuy n t n s không b ng ph ng trong gi i t n. K t c u m ch n ng n , c ng k nh, hu h ng s a ch a thay th ph c t p. 1.7.3. M ch ghép tr c ti p M ch ghép tr c ti p cho hình 1-28. m ch này c c góp c a tranzito tru c d u tr c ti p vào c c g c c a tranzito sau. Cách tr c ti p này làm gi m méo t n s th p trong b khu ch d i, du c dùng trong b khu ch d i tín hi u có thành ph n m t chi u (tín hi u bi n thiên ch m). Nhu c di m c a m ch là không t n d ng du c d khu ch d i c a tranzito do ch d c p di n m t chi u. 1.8. M T S M CH KHU CH Ð I KHÁC 1.8.1. M ch khu ch d i Ðarlington Khi c n tr kháng vào t ng khu ch d i l n d dòng vào nh , h s khu ch d i l n ta n i m ch khu ch d i theo Ðarlington. M ch g m hai tranzito T1 và T2 d u nhu hình 1-29. Khi c p ngu n tho mãn d T1,T2 làm vi c ch d khu ch d i ta có: R1 R2 R4 R6 R3 R5 T2 T1 +EC ur uV Hình 1-28: M ch khu ch d i ghép tr c ti p Hình 1-27: T ng khu ch d i ghép bi n áp W2R1 R3 RC R2 RE R4 T2 T W1 CP CP2 CE Rn En +EC Ur Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 37 2C1CC III còn 2B1E II B qua thành ph n dòng ngu c ban d u ta có: 1B211B211B21B1 1B121B12B21B1C I..I..I.I. I).1.(I.I.I.I Vì 1, 21 trong dó 21, th t là h s khu ch d i dòng c a tranzito T1, T2. V y h s khu ch d i dòng c a so d Ðarlington: 21. (1-96) Ta tính du c di n áp vào c a m ch: 2V1B1V1BBE r).1.(Ir.IU . Nên di n tr vào là: 2V11V 1B 2BE V r).1(rI U r (1-97) 1.8.2. M ch Casc t (Kaskode) M ch g m hai tranzito ghép v i nhau, T1 m c phát chung còn T2 m c g c chung. So d nhu hình 1-30. Khi có tín hi u vào T1 khu ch d i d t tín hi u ra 1raU lên c c phát g c T2 di u khi n ti p T2 khu ch d i ti p cho 2raU . Ta ch ng minh du c h s khu ch d i di n áp c a T1: 1K 1u c a T2: 2V C2 u r R. K 2 nên h s khu ch d i chung: 2V C2 uu r R. K.KK 21 (1-98) trong dó rv2 là di n tr vào c a tranzito T2. Uu di m co b n c a m ch này là ngan cách nh hu ng c a m ch ra d n m ch vào c a t ng khu ch d i, d c bi t t n s cao. IE1=IB2 IC1 IC IC2 IE2 T1 IB1 T2 Hình 1-29: M ch Ðarlington Hình 1-30: M ch khu ch d i Casc t. R1 R2 RC R3 CP2 CP1 CB T1 T2 UV Ura1 Ura Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 38 1.8.3. M ch khu ch d i gi i r ng Tín hi u có gi i t n r ng di n hình là tín hi u video. Ð khu ch d i du c gi i t n r ng nhu v y m ch khu ch d i thu ng dùng thêm m t ph n t hi u ch nh. M ch di n c a m t t ng có hình 1-31. m ch này L, R3, C2 là các ph n t hi u ch nh du c ch n phù h p sao cho kho ng t n s trung bình c a gi i t n 2tb tb C. 1 ,L. , xem 0 nên t i c a t ng là R4. Thu ng R4 ch n nh hon các t ng khu ch d i khác. kho ng t n s cao fC có C.L d l n nên t i c a t ng g m R4 và C.L nên Ura tang lên. t n s th p 2t t C. 1 ,L. d l n nên t i c a t ng là R4 và R3. Nhu v y nh các ph n t hi u ch nh làm tang t i xoay chi u vùng t n s hai d u c a gi i t n nh v y di n áp ra tang lên hai d u vùng dó. Ðu ng 1 bi u th h s khu ch d i tuong d i khi không có ph n t hi u ch nh, du ng 2 là khi có các ph n t hi u ch nh. 1.8.4. M ch khu ch d i c ng hu ng (ch n l c) M ch khu ch d i c ng hu ng dùng ph bi n các t ng khu ch d i có t n s cao. T i c a t ng là m ch c ng hu ng song song. M ch di n hình hình 1-32. m ch này L1C2, L2C3 c ng hu ng t n s vào. Khi t n s tín hi u vào thay d i các m ch L1C2, L2C3 c n ph i di u ch nh t n s c ng hu ng theo. T c là: V0 3221 f CL 1 CL 1 . a) R R1 _ R3 T R2 U R4 CP1 2 CP2 C2 +EC uV U ura Hìn b) U K/K0 U 1 1 2 ( ft ftb fC T f Hình 1-31: a) T ng khu ch d i gi i r ng b) Ð c tuy n biên d t n s . RE L Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 39 Ð c di m c a m ch, ngoài tác d ng khu ch d i tín hi u nó còn có kh nang ch n l c tín hi u theo t n s . Khi có tín hi u vào thì thành ph n tín hi u t n s b ng và lân c n t n s c ng hu ng c a khung C2L1, b khung này ch n l i dua vào tranzito khu ch d i. Dòng di n ra s t áp trên khung L2C3, c m ng qua L3 cho di n áp ra các t n s dó. 1.9. T NG KHU CH Ð I CÔNG SU T 1.9.1. Ð c di m chung và yêu c u c a t ng khu ch d i công su t T ng khu ch d i công su t là t ng khu ch d i cu i cùng c a b khu ch d i, có tín hi u vào l n. Nó có nhi m v khu ch d i cho ra t i m t công su t l n nh t có th du c. V i d méo cho phép vào b o d m hi u su t cao. Do khu ch d i tín hi u l n, tranzito làm vi c trong mi n không tuy n tính nên không th dùng so d tuong duong tín hi u nh d nghiên c u mà ph i dùng phuong pháp d th . Các tham s co b n c a t ng khu ch d i công su t là: - H s khu ch d i công su t Kp là t s gi a công su t ra và công su t vào. V r p P PK - Hi u su t là t s công su t ra và công su t cung c p m t chi u P0. 0 r P P Hi u su t càng l n thì công su t t n hao trên c c góp c a tranzito càng nh . Các ch d làm vi c c a t ng khu ch d i. T ng khu ch d i có th làm vi c các ch d A, AB, B và C tu thu c vào ch d công tác c a tranzito. Hình 1-32: T ng khu ch d i c ng hu ng dùng Tranzito tru ng +E L1 C4 C2 L2 L3 C3 CP R ur uv Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 40 Ch d A là ch d t ng khu ch d i c tín hi u hình sin vào. ch d này góc c t =1800, dòng tinh luôn l n hon biên d dòng di n ra nên méo nh nhung hi u su t r t th p - ch dùng khi yêu c u công su t ra nh . Hình 1-33: Minh h a ch d công tác c a t ng khu ch d i công su t a) Ð c tuy n truy n d t c a Tranzito b) Ð c tuy n ra c a Tranzito c) Dòng di n ra ng v i các ch d khi di n áp vào là sin t IC 20 a) UBE UBE IC 0 0 t Khu v c t t IC EC UCE IB= 0 A AB B 0 PCm Khu v c bão hoà b) 0 t IC IC 0 (A) IC t IC 0 (AB) t IC (B) t (C) IC c) 0 0 0 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 41 Ch d AB t ng khu ch d i hon n a hình sin c a tín hi u vào, góc c t 900< <1800. Lúc này dòng tinh bé hon ch d A nên hi u su t cao hon. Ði m làm vi c c a ch d AB g n khu v c t t c a tranzito. Ch d B t ng khu ch d i n a tín hi u hình sin vào, có góc c t =900. ch d này dòng tinh b ng không nên hi u su t cao. Ch d AB và B có hi u su t cao nhung gây méo l n. Ð gi m méo ph i dùng m ch khu ch d i ki u d y kéo mà ta s xét sau dây. Ch d C t ng khu ch d i tín hi u ra bé hon n a hình sin, góc c t <900. Nó du c dùng trong các m ch khu ch d i cao t n có t i là khung c ng hu ng d ch n l c sóng hài mong mu n và d có hi u su t cao. Ch d D tranzito làm nhi m v nhu m t khoá di n t dóng m . Du i tác d ng c a tín hi u vào di u khi n khi tranzito thông bão hoà là khoá dóng, dòng IC d t c c d i, còn khoá m khi tranzito t t, dòng IC = 0. Hình 1-33 minh ho ch d công tác c a t ng khu ch d i công su t. 1.9.2. T ng khu ch d i công su t ch d A Trong t ng khu ch d i ch d A, di m làm vi c thay d i d i x ng xung quanh di m tinh. So v i t ng khu ch d i tín hi u nh , nó ch khác là tín hi u vào l n nên IC0 ph i l n theo. Xét t ng khu ch d i don m c phát chung vì có h s khu ch d i l n và méo nh . M ch di n t ng khu ch d i hình 1-34. Hình 1-34: T ng khu ch d i công su t ch d A m c phát chung a) So d b) Minh ho d ng tín hi u trên h d c tuy n ra R CUˆ IC EC UCE T IB0 O Q P 0 U C C R E IC0 CIˆ t Z UCE UC0 IB=0 +EC ur=uCE uV C RC RB CB Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 42 V i ngu n EC dã ch n, RC dã cho ta d ng du ng t i theo phuong trình. UC + IC.RC = EC. Ch n di m làm vi c sao cho khi tín hi u vào tín hi u ra ch bi n d i trong vùng khu ch d i, t dó xác d nh du c CU , CIˆ . Ch n tranzito c n tho mãn: C0CmaxCCCP IIII (1-99) C0CCCP.C UUEU (1-100) 0CCCCP.C I.EPP (1-101) T hình 1-34 ta th y công su t ra c a t ng 2/U.IP CCr chính là di n tích tam giác OPQ. Theo giá tr IC0 tìm du c IB0, sau dó xác d nh UB0 và RB. Công su t ra c a t ng: 2 U.IP CCr (1-102) Công su t tiêu th c a ngu n cung c p: C0C0 E.IP (1-103) Hi u su t c a m ch c c góp: C0C CC 0 r E.I.2 I.U P P T hình v ta th y khi 2 EUU C0CC và 0CC II thì có max =25%. N u dùng m ch ra ghép bi n áp, th c hi n du c ph i h p tr kháng và t n d ng du c ngu n nuôi EC, hi u su t c c d i có th d t 50%. Công su t tiêu hao trên m t ghép góp: .I.U. 2 1E.IPPP CCC0Cr0C (1-104) T 1-104 ta th y công su t PC ph thu c vào tín hi u ra. Khi không có tín hi u PC=P0 nên ch d nhi t c a tranzito ph i tính theo công su t P0. 1.9.3. T ng khu ch d i công su t d y kéo ch d B hay AB có bi n áp So d t ng khu ch d i công su t d y kéo có bi n áp ra v trên hình (1-35) g m hai tranzito T1, T2. T i du c m c v i t ng khu ch d i qua bi n áp ra BA2. M ch c c góp c a m i tranzito m c v i n a cu n so c p bi n áp. T s bi n áp là n2=W21/Wt=W22/Wt. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 43 Bi n áp BA1 có h s bi n áp là n1=WV/W11=WV/W12 d m b o cung c p tín hi u vào c c g c c a hai tranzito. T ng có th làm vi c ch d B hay AB. Trong ch d AB thiên áp l y trên c c g c c a hai tranzito du c l y t ngu n nuôi EC b ng b phân áp R1, R2. Trong ch d B thiên áp ban d u b ng không nên không c n R1. Khi dó di n tr R2 du c dùng d d m b o công tác cho m ch vào c a tranzito trong ch d g n v i ch d ngu n dòng. Ð u tiên xét so d làm vi c ch d B. Lúc không có tín hi u vào di n áp trên c c g c c a hai tranzito b ng không. N u không tính d n dòng di n ngu c c c góp thì có th coi dòng di n b ng không. Ði n áp trên t i b ng không. Trên c c góp các tranzito có di n áp b ng EC. Khi có tín hi u vào, b t d u n a chu k duong, khi dó trên W11 c a bi n áp BA1 có n a chu k di n áp duong, còn trên W12 có n a chu k di n áp âm d i v i di m chung. K t qu là tranzito T2 t t, T1 làm vi c có dòng 1B1C I.I . Trên cu n W21 s t o nên di n áp t 2 21C~t1C21 R.n.IR.IU Trên t i có n a sóng di n áp duong 2 2 21 t n UU . Khi tín hi u vào chuy n sang n a chu k âm, c c tính trên cu n th c p bi n áp vào d i d u. Lúc dó T1 t t, T2 khu ch d i dua ra t i n a chu k tín hi u sau. Ð tín hi u ra không méo c n ch n 1 2 . Nhu v y hai tranzito T1, T2 thay nhau làm vi c theo c c tính c a tín hi u vào Quá trình làm vi c mô t trên hình (1-36). Ðu ng t i m t chi u xu t phát t di m to d (0, EC) vì di n tr m t chi u c a cu n dây không dáng CIˆ IC iC IC0 UCE UCE EC UCE Hình 1-36: Ð th tính t ng công su t 0 Cuˆ IC2 IC1 - + T1 R R2 Hình 1-35: T ng d y kéo ghép bi n áp T2 Rt EC UV WV W11 W12 W21 W22 Wt Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 44 k . Do 00BEU nên dòng c c góp xác d nh t dòng di n ngu c c a nó. Ðu ng t i xoay chi u c t du ng t i m t chi u t i (IC0, UC = EC) v i t22~t R.nR . Công su t ra c a t ng tính du c theo di n tích tam giác: 2 I.UP CCr (1-105) Công su t dua ra t i có tính d n hi u su t c a bi n áp là: 2a/brt .PP (1-106) Tr s trung bình dòng tiêu th t ngu n: 1I0 0 2. sin . CC II d (1-107) Công su t tiêu th t ngu n cung c p: CC 0 I.E.2P (1-108) Hi u su t c a m ch c c góp: C C 0 r C E.4 Uˆ. P P (1-109) Hi u su t c a t ng: C C ab E U . 4 .2/ N u 1/ ab thì %5,78 khi CC EUˆ . Th c t CC EUˆ do vòng cong c a d c tuy n và b/a = 0,8 nên =0,6 0,7. Công su t tiêu th trên m t ghép góp: CC CC r0C IU.2 1I.E.2PPP (1-110) hay ~ 2 ~ ˆ 2 1 . .2 t C t CC C R U R EUP (1-111) PC ph thu c vào CU . maxCP khi CC E.64,0U maxCP = t 2 C 2 2 2 R E . n. 2 (1-112) Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 45 Ð tránh méo do tính không du ng th ng do n d u d c tuy n vào tranzito khi dòng c c g c bé, dó là hi n tu ng méo g c nhu v trên hình 1-37.Ta cho t ng làm vi c ch d AB. Khi dó c n có di n áp UBE và IB0 ban d u (nh có R1, R2). ch d này UBE0, IB0, IC0 bé nên các công th c dùng cho ch d B v n dúng, xem hình 1-38. 1.9.4. M ch khu ch d i công su t d y kéo không bi n áp 1.9.4.1. M ch dùng tranzito cùng lo i: UBE IB ib1 ib2 0 T2 T1 Hình 1-37: nh hu ng d không du ng th ng c a d c tuy n vào Tranzito d n méo d ng tín hi u trong ch d B t IB T1 T2 ib1 ib2 IB0 IB0 UB UB Hình 1-38: Gi m méo không du ng th ng trong ch d AB T1 _ R1 R3 R2 R4 Rt CP1 CP2 UV2 UV1 +EC _ + a) iC2 iC1 R1 R3 R2 R4 Rt CP1 CP2 UV2 UV1 +EC C b) iC2 iC1 T1 T2 Hình 1-39: M ch d y kéo không bi n áp dùng tranzito cùng lo i. T2 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 46 Cho trên hình 1-39.a, b. M ch 1-39a c p ngu n x ng còn hình 1-39b c p ngu n don.Do tín hi u có biên d b ng nhau nhung pha ngu c nhau nên hai tranzito T1, T2 thay nhau làm vi c khu ch d i tín hi u ra t i. Ð t ng làm vi c ch d AB c n ch n b phân áp R1 R4 phù h p. 1.9.4.2. M ch dùng tranzito khác lo i trên hình 1-40. Các tranzito T1, T2 khác lo i: n-p-n và p-n-p nhung ph i cùng tham s , d c bi t là h s ( 1 = 2). Ð c di m c a m ch này ch c n m t tín hi u vào hai dèn thay nhau làm vi c cho tín hi u ra t i. Ð tránh méo do tranzito làm vi c ch d B, m c hai di t vào gi a các c c g c t o di n áp OBE U ban d u, khi dó tranzito công su t làm vi c sang ch d AB. 201021 TEBTBEDD UUUU . M ch di n nhu hình 1- 41a; hình 1-41b dùng cho tranzito Ðarlington . T1 T2 Rt R1 R2 CP + _ + EC2 EC1 T1 T2 Rt R1 R2 CP + C -EC Hình 1-40: M ch d y kéo không bi n áp ra dùng tranzito khác lo i UV UV UV Hình 1-41: T ng khuy ch d i d y kéo n i ti p và t ng kích a) Dùng tranzito khác lo i; b) Dùng tranzito Ðarlington khác lo i. ' 1T + ' 2T + D1 D2 T2 R1 R3 R2 Rt T1 rU -EC +EC VU 0BEU2 CP1 a) T3 R1 R3 R2 D1 D2 D3 D T1 -EC +EC VU CP1 b) Rt rU T2 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 47 TÓM T T V n d chính c a chuong là khu ch d i tín hi u. M ch khu ch d i có nhi m v khu ch d i tín hi u l n lên v i d méo cho phép. K t thúc chuong yêu c u ngu i h c hi u và n m du c: Ð nh nghia m ch khu ch d i, các tham s d c trung cho b khu ch d i: h s khu ch d i di n áp, h s khu ch d i dòng di n, h s khu ch d i công su t, tr kháng vào, tr kháng ra, méo t n s , méo phi tuy n, hi u su t. V n d phân c c cho tranzito ch d khu ch d i. V i tranzito lu ng c c thu n PNP c n cung c p di n áp m t chi u sao cho UBE <0, UCE < 0 d ti p giáp phát phân c c thu n, ti p giáp góp phân c c ngu c. Lo i tranzito NPN c n cung c p di n áp m t chi u UBE > 0, UCE > 0. C n n m du c b n ki u m ch cung c p di n áp m t chi u phân c c cho tranzito, tác d ng các linh ki n trong m ch, so sánh du c uu nhu c di m c a các phuong pháp dó. H i ti p: h i ti p là l y m t ph n tín hi u d u ra dua tr v d u vào. Có h i ti p duong và h i ti p âm. H i ti p duong là di n áp h i ti p v cùng pha v i tín hi u vào, lo i h i ti p này dùng trong các m ch t o dao d ng. H i ti p âm là di n áp h i ti p v ngu c pha v i tín hi u vào. H i ti p lo i này làm gi m h s khu ch d i c a m ch nhung c i thi n du c nhi u ch tiêu ch t lu ng c a m ch khu ch d i: làm gi m t p âm, gi m méo t n s , gi m méo phi tuy n, tang d n d nh d khu ch d i. Xét d u ra c a m ch khu ch d i có h i ti p có khái ni m h i ti p di n áp, h i ti p dòng di n. Khi di n áp h i ti p t l v i dòng di n ra g i là h i ti p dòng di n, t l v i di n áp ra g i là h i ti p di n áp. Xét d u vào m ch khu ch d i có h i ti p có khái ni m h i ti p m c n i ti p, h i ti p m c song song. H i ti p m c n i ti p là di n áp h i ti p m c n i ti p v i tín hi u vào, h i ti p song song là di n áp h i ti p m c song song v i tín hi u vào. Ð minh ho ph n h i ti p phân tích m ch di n hình 1-11. hình 1-11a có h i ti p âm dòng di n trên di n tr RE: Uht = IE.RE. hình 1-11b có h i ti p âm dòng di n trên RE1, RE2 và h i ti p âm di n áp t t ng sau dua v trên RE1: Uht = Ur.RE1 /(R + RE1). Các so d khu ch d i co b n dùng tranzito lu ng c c: T ng khu ch d i c c phát chung: m ch này có c c phát n i d t v xoay chi u chung cho d u vào và d u ra. C n hi u du c tác d ng các linh ki n trong m ch. T i m t chi u c a t ng RE n i ti p v i RC, t i xoay chi u c a t ng RC // Rt. Cách chuy n v so d tuong duong d xác d nh tr kháng vào, tr kháng ra, h s khu ch d i di n áp, h s khu ch d i dòng di n c a t ng. So d hình 1-14 có du c khi các t Cp1, Cp2, CE t i t n s làm vi c r t nh , xem nhu b ng không. Tranzito du c thay b ng di n tr rE, rB, rC và ngu n dòng IB. Ngu n cung c p EC có n i tr r t nh xem nhu b ng không nên v xoay chi u di m duong ngu n và d t là nhu nhau. T ng này có h s khu ch d i di n áp âm có nghia là tín hi u ra ngu c pha v i tín hi u vào. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 48 T ng khu ch d i g c chung, góp chung cung phân tích tuong t d n m du c các v n d trên. Ð c di m c a hai t ng này là tín hi u ra cùng pha v i tín hi u vào, hai t ng d u có h s khu ch d i di n áp duong. T ng khu ch d i góp chung có t i m t chi u RE, t i xoay chi u RE //Rt. So d khu ch d i dùng tranzito tru ng nghiên c u hai so d c c ngu n chung và c c máng chung. T ng khu ch d i c c ngu n chung có c c ngu n n i d t v xoay chi u, t ng khu ch d i máng chung có c c máng n i d t v xoay chi u. C n n m du c cách v m ch, tác d ng các linh ki n trong m ch, t i m t chi u, t i xoay chi u c a t ng cung nhu xác d nh du c các thông s : tr kháng vào, tr kháng ra, h s khu ch d i di n áp c a các t ng. T ng khu ch d i c c ngu n chung có t i m t chi u RS n i ti p RD, t i xoay chi u RD//Rt. T ng khu ch d i c c máng chungcó t i m t chi u RS, t i xoay chi u RS//Rt. T ng khu ch d i d o pha: t ng có nhi m v khu ch d i và t o ra hai tín hi u d u ra có biên d b ng nhau, pha ngu c nhau. Có hai m ch co b n là m ch khu ch d i d o pha chia t i và m ch khu ch d i d o pha ghép bi n áp. C n n m du c nguyên lý làm vi c d th c hi n du c nhi m v trên. Phuong pháp ghép t ng trong b khu ch d i: có ba phuong pháp ghép t ng: phuong pháp ghép b ng t di n. Các t ng ghép v i nhau qua t di n d cách li di n áp m t chi u, d n tín hi u xoay chi u qua. Các t n i t ng du c ch n sao cho d i v i tín hi u tr kháng c a chúng r t nh , xem nhu b ng không. Uu di m c a phuong pháp này là m ch g n nh , tuy nhiên có nhu c di m không ph i h p du c tr kháng ra t ng tru c v i tr kháng vào t ng sau. Phuong pháp ghép t ng b ng bi n áp: t ng tru c ghép v i t ng sao qua bi n áp d cách li di n áp m t chi u. M ch này c uu di m là ph i h p du c tr kháng gi a t ng tru c v i t ng sau, t n d ng du c ngu n nuôi. Tuy nhiên m ch có nhu c di m là n ng, c ng k nh vì bi n áp có kích thu c l n khi làm vi c t n s th p. M ch ch thích h p khi làm vi c t n s cao. Phuong pháp ghép t ng tr c ti p gi m du c linh ki n, gi m méo t n s . Nhung vi c phân c c cho các tranzito khó khan vì có s nh hu ng l n nhau. M t s m ch khu ch d i khác: M ch khu ch d i Darlington. M ch này có h s khu ch d i dòng di n b ng tích h s khu ch d i c a hai tranzito nên r t l n. Nó có th cho dòng ra l n khi dòng vào nh . M ch khu ch d i Casc t g m có hai tranzito d u n i ti p v i nhau v m t m t chi u m ch này du c dùng khu ch d i tín hi u vùng t n s cao d tránh ghép ký sinh gi a d u ra v d u vào qua di n dung thông du ng CBC. M ch khu ch d i c ng hu ng có t i là m ch c ng hu ng song song. Ngoài nhi m v khu ch d i m ch còn có nhi m v ch n l c tín hi u theo t n s , thu ng dùng làm m ch khu ch d i tín hi u có t n s cao. T ng khu ch d i công su t dùng d khu ch d i công su t ra t i. Yêu c u m ch khu ch d i cho công su t ra l n v i d méo cho phép và hi u su t cao. Ð c di m c a t ng là biên d tín hi u vào l n. Khi phân tích và tính toán dùng phuong pháp d th trên d c tuy n d có d chính xác cao. T ng khu ch d i công su t don làm vi c ch d A cho công su t ra bé. T ng khu ch d i công su t d y kéo cho công su t ra kém làm vi c ch d AB d gi m méo và có hi u su t cao. M ch khu ch d i công su t d y kéo dùng tranzito cùng lo i có th dùng m ch ghép bi n áp ho c m ch không dùng bi n áp. Khi dùng m ch khu ch d i công su t d y kéo không bi n áp phía tru c ph i có t ng d o pha chia t i. M ch khu ch d i công su t dây kéo dùng tranzito khác lo i có uu di m don gi n, phía tru c không c n t ng khu ch d i d o pha và có h i ti p âm dòng di n toàn Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 49 ph n trên t i Rt: Uht = Ir.Rt (hình 1-41a) . C n chú ý hai tranzito trong t ng khu ch d i công su t d y kéo có tham s gi ng nhau d c bi t là h s khu ch d i dòng và k t c u m ch d i x ng d có méo phi tuy n nh . CÂU H I VÀ BÀI T P 1.1. Nêu d nh nghia và các tham s c a m ch khu ch d i? 1.2. Nêu các phuong pháp c p ngu n phân c c cho tranzito ch d khu ch d i? Uu nhu c di m c a các phuong pháp dó? 1.3. Th nào là h i ti p trong m ch khu ch d i? h i ti p âm, h i ti p duong? 1.4. Th nào là h i ti p dòng di n, h i ti p di n áp? 1.5. Th nào là h i ti p m c song song, h i ti p m c n i ti p? 1.6. Nêu các uu di m c a h i ti p mtong m ch khu ch d i? 1.7. Trình bày t ng khu ch d i m c c c phát chung? 1.8. Trình bày t ng khu ch d i m c c c góp chung? 1.9. Trình bày t ng khu ch d i m c c c g c chung? 1.10. Trình bày t ng khu ch d i m c c c ngu n chung? 1.11. Trình bày t ng khu ch d i m c c c máng chung? 1.12. Trình bày phuong pháp ghép t ng b ng t , uu nhu c di m? 1.13. T i sao trong b khu ch d i ghép t , t n i t ng gây méo t n s th p? 1.14. Trình bày phuong pháp ghép t ng b ng bi n áp, uu nhu c di m? 1.15. Trình bày phuong pháp ghép t ng tr c ti p, uu nhu c di m? 1.16. Nguyên nhân gây méo t n s cao trong b khu ch d i? 1.17. Nêu phuong pháp nâng cao ch t lu ng c a b khu ch d i? 1.18. Ð c di m c a t ng khu ch d i gi i r ng? 1.19. Ð c di m c a t ng khu ch d i c ng hu ng? 1.20. Trong t ng khu ch d i công su t d y kéo dùng tranzito khác lo i có h i ti p không? n u có thu c lo i h i ti p gì? 1.21. Th nào là ch d A, B, AB, C c a t ng khu ch d i? 1.22. T i sao t ng khuy ch d i công su t don cho làm vi c ch d A, t ng d y kéo làm vi c ch d AB? 1.23. Th nào là t ng khu ch d i d o pha ? Nêu các lo i m ch d o pha dã h c? 1.24. T i sao khi phân tích các t ng khu ch d i co b n ta dùng phuong pháp m ch tuong duong? Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 50 1.25. T i sao khi phân tích t ng khu ch d i công su t ph i dùng phuong pháp d th (trên d c tuy n vào, d c tuy n ra c a tranzito)? 1.26. Nêu d c di m c a t ng khu ch d i Darlington? 1.27. Nêu d c di m c a t ng khu ch d i Casc t? 1.28. Phân tích các lo i h i ti p hình 1-11? Xác d nh bi u th c tính các di n áp h i ti p dó? 1.29. Cho t ng khu ch d i hình P 1.29 bi t các tham s c a m ch Ec = +12v, Hình P1-29. R1 = 300k ; R2 = 2,7 k ; = 99, ch n Ube0 = 0,6V. a. Xác d nh các giá tr dòng di n và di n áp m t chi u trên các c c c a tranzito? b. Bi t Rt = 2,7k , xác d nh t i m t chi u và t i xoay chi u c a t ng khu ch d i ? V du ng t i m t chi u và xác d nh di m làm vi c tinh Q ? 1.30. Cho t ng khu ch d i hình P1.30. Bi t Ec = +12v, R1 = 20k , R2 = 4k , R3 = 4k , R4 = 1k , = 99. Hình P1-30. a. Xác d nh ch d dòng di n và di n áp m t chi u trên các c c c a tranzito ? Uv +Ec C2 C1 T RtR2 R1 +Ec C2 C3 C1 T Rt R2 R1 R4 R3 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 51 b. Bi t Rt = 8k , xác d nh giá tr t i m t chi u, t i xoay chi u c a t ng khu ch d i. V du ng t i m t chi u và xác d nh di m làm vi c Q? 1.31. Cho t ng khu ch d i công su t d y kéo trên hình P1.31. Gi thi t tranzito lý tu ng. Bi t Ube0 = Ud = 0,5v. Thiên áp cho tranzito du c th c hi n sao cho d t biên d tín hi u ra c c d i không méo. T C1, C2 tr kháng xem nhu b ng không t i t n s làm vi c. a. Gi i thích nguyên lý làm vi c c a so d ? b. Tính R1, R2 sao cho dòng phân c c qua chúng là 1mA? c. Cho Rt = 100 . Tính công su t ra c c d i và hi u su t c a t ng (b qua công su t t n hao trong m ch thiên áp)? Hình P1-31. 1.32. Méo t n s trong m ch khu ch d i là: a. Méo mà h s khu ch d i c a m ch b thay d i kho ng t n s hai d u c a gi i t n. b. Méo làm xu t hi n thêm t n s m i d u ra. c. Méo mà h s khu ch d i không thay d i theo t n s . d. Méo mà h s khu ch d i không ph thu c vào t n s . 1.33. Méo phi tuy n trong m ch khu ch d i là: a. Méo làm xu t hi n thêm thành ph n t n s m i d u ra. b. Méo làm gi m tín hi u ra hai d u gi i t n. c. Méo làm tín hi u ra ngu c pha tín hi u vào. d. Méo làm tín hi u ra l ch pha v i tín hi u vào. 1.34. T i m t chi u c a t ng khu ch d i là: a. Các di n tr mà dòng m t chi u d u ra ch y qua. b. Các di n tr mà dòng xoay chi u d u ra ch y qua. c. Các di n tr mà dòng m t chi u và xoay chi u d u ra cùng ch y qua. +Ec Uv C2C1 D2 D1 T2 T1 Rt R2 R1 Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 52 d. Các di n tr dòng m t chi u d u ra không ch y qua. 1.35. T i m t chi u trong t ng khu ch d i c c phát chung là: a. Rt- = RE + Rt. b. Rt- = Rt + RC. c. Rt- = RC + RE. d. Rt- = RC. 1.36. T i m t chi u trong t ng khu ch d i c c góp chung là: a. Rt- = RE + Rt. b. Rt- = RE //Rt c. Rt- = RE. d. Rt- = Rt. 1.37. T i xoay chi u c a t ng khu ch d i là: a. Các di n tr mà dòng m t chi u và xoay chi u d u ra cùng ch y qua. b. Các di n tr mà dòng m t chi u d u ra ch y qua. c. Các di n tr mà dòng xoay chi u d u ra ch y qua. d. Các di n tr dòng xoay chi u d u ra không ch y qua. 1.38. T i xoay chi u c a t ng khu ch d i c c phát chung là: a. Rt~ = RE //Rt. b. Rt~ = RC //Rt. c. Rt~ = Rt + RC. d. Rt~ = Rt. 1.39. T i xoay chi u c a t ng khu ch d i c c góp chung là: a. Rt~ = RE. b. Rt~ = RE //Rt. c. Rt~ = Rt + RE. d. Rt~ = Rt. 1.40. T i m t chi u c a t ng khu ch d i c c ngu n chung là: a. Rt- = RS + RD. b. Rt- = RS. c. Rt- = RD. d. Rt- = RD//Rt. 1.41 T i m t chi u c a t ng khu ch d i c c máng chung là: a. Rt- = Rt //RS. b. Rt- = RS. c. Rt- = Rt + RS. d. Rt- = Rt. 1.42 T i xoay chi u c a t ng khu ch d i c c ngu n chung là: a. Rt~ = RD //Rt. b. Rt~ = RD + Rt. c. Rt~ = RS + Rt. d. Rt~ = Rt. 1.43. H s khu ch d i di n áp c a b khu ch d i có n t ng khi h s khu ch d i t ng t ng th t K1, K2 .Kn là: a. K = K1.K2 .Kn. b. K = K1 + K2 + + Kn. c. B ng t ng d i s các h s khu ch d i. Chuong 1: M ch khu ch d i Tranzito 53 d. K = K1 + K2 + - Kn. 1.44. Méo t n s c a b khu ch d i có n t ng khi d méo t n s c a các t ng th t M1, M2 Mn là: a. M = M1.M2 Mn. b. M = M1 + M2 + + Mn. c. B ng t n d i s các d méo. d. M = M1 + M2 + - Mn. 1.45. H s khu ch d i dòng di n c a c p khu ch dai Darlington khi h s khu ch d i c a các tranzito 1, 2 là: a. = 1. 2. b. = 1 + 2. c. = 2 - 1. d. = 1 - 2. 1.46. Tác d ng c a di t D1, D2 trong t ng khu ch d i công su t d y kéo dùng tranzito khác lo i là: a. Ð phân c c cho các tranzito công su t làm vi c ch d AB và n d nh di m làm vi c cho t ng. b. Ð cho các tranzito công su t làm vi c ch d A. c. Ð n d nh di m làm vi c cho các tranzito công su t. d. Ð các tranzito công su t làm vi c ch d B. 1.47. T ng khu ch d i công suât d y kéo dùng tranzito khác lo i: a. Có h i ti p âm dòng di n. b. Không có h i ti p. c. Có h i ti p âm di n áp. d. Có h i ti p âm dòng di n và h i ti p âm di n áp. Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 54 CHUONG 2: B KHU CH Ð I THU T TOÁN GI I THI U CHUNG Chuong này nêu các tính ch t c a b khu ch d i thu t toán (BKÐTT), t ng khu ch d i vi sai và các m ch di n ng d ng BKÐTT. N i dung c a chuong g m: - Tính ch t chung c a BKÐTT: tr kháng vào, tr kháng ra, h s khu ch d i. Gi i thi u d c tuy n truy n d t, d c tuy n t n s c a BKÐTT - M ch khu ch d i vi sai: c u t o c a t ng khu ch d i vi sai co b n, t ng khu ch d i vi sai có t i d ng ki u guong dòng, t ng khu ch d i vi sai dùng tranzito tru ng. - M ch khu ch d i d o, m ch khu ch d i thu n, m ch khu ch d i l p l i. - Phuong pháp ch ng trôi và bù di m không: dùng di n tr cân b ng, dùng ngu n nuôi d hi u ch nh di n áp m t chi u d u ra ch d tinh c a BKÐTT. M c dích c a nh ng phuong pháp này là giu cho di n áp d u ra cân b ng không khi không có tín hi u vào. - M ch c ng: có m ch c ng thu n, m ch c ng d o. M ch c ng thu n các tín hi u c n c ng dua vào c a thuân. M ch c ng d o các tín hi u c n c ng dua vào c a d o. - M ch tr : tín hi u dua vào hai c a thu n và d o. Tín hi u b tr dua vào c a c ng, tín hi u tr dua vào c a d o. - M ch vi phân: m ch vi phân là m ch mà di n áp ra t l v i vi phân c a di n áp vào. - M ch tích phân: m ch tích phân là m ch mà di n áp ra t l v i tích phân di n áp vào. - M ch t o hàm loga: di n áp ra t l v i logarit t nhiên c a di n áp vào. - M ch t o hàm mu: di n áp ra t l v i mu logarit t nhiên c a di n áp vào - M ch nhân tuong t : cho di n áp ra t l v i tích t c th i các di n áp vào. - M ch l c tích c c: c u t o m ch l c tích c c g m có BKÐTT k t h p v i các ph n t RC. M ch l c tích c c làm vi c vùng t n tháp có uu di m g n nh , ph m ch t l c cao. Có các m ch l c thông cao, thông th p, thông gi i, ch n gi i tuong t nhu các m ch l c th d ng. B c c a b l c là s t di n ch a trong m ch l c dó. - Các m ch di n s d ng BKÐTT trên d u làm vi c ch d tuy n tính.Trong quá trình ch ng minh các công th c di n áp ra c a m ch luôn coi hi u di n áp gi a hai c a vào BKÐTT U0 r t bé, g n dúng xem nhu b ng không. - C n chú ý các m ch di n BKÐTT d u du c c p ngu n d i x ng E. Khi v m ch nhi u lúc không v ngu n vào, nhung xem nhu m c d nh. Ði n áp ra d t c c d i Ur = +Urmax khi BKÐTT bão hoà duong. Ði n áp ra d t c c ti u Ur = -Urmax khi BKÐTT bão hoà âm, trong dó g n dúng Urmax = E – 2 vôn. Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 55 K t thúc chuong này yêu c u ngu i h c v n d ng lý thuy t làm t t các bài t p . Qua dó hi u bài sâu s c hon ,nh m ch di n chính xác hon. N I DUNG Danh t khu ch d i thu t toán’’ thu c v b khu ch d i dòng m t chi u có h s khu ch d i l n, có hai d u vào vi sai và m t d u ra chung. Tên g i này có quan h t i vi c ng d ng d u tiên c a chúng ch y u d th c hi n các phép tính c ng, tr , tích phân v..v... Hi n nay b khu ch d i thu t toán dóng vai trò quan tr ng và ng d ng r ng rãi trong k thu t khu ch d i, t o tín hi u hình sin và xung, trong b n áp và b l c tích c c v.v... 2.1. CÁC TÍNH CH T CHUNG C A BKÐTT B khu ch d i thu t toán du c bi u di n trên hình 2-1. Trong dó Ut, It là di n áp, dòng di n vào c a thu n. Ud, Id là di n áp, dòng di n vào c a d o.Ur ,Ir di n áp ra và dòng di n ra. U0 là di n áp vào gi a hai c a. B khu ch d i thu t toán khu ch d i hi u di n áp U0=Ut-Ud v i h s khu ch d i K0 > 0. Do dó di n áp ra: rU =K0.U0=K0(Ut-Ud) (2-1) N u U d 0 thì tor U.KU lúc này di n áp ra cùng pha v i di n áp vào tU . Vì v y c a T g i là c a thu n c a b khuy ch d i thu t toán và ký hi u d u “+”. Tuong t nhu v y khi tU = 0 thì U.KU 0r d, di n áp ra ngu c pha v i di n áp vào nên c a Ð là c a d o c a b khuy ch d i thu t toán và ký hi u d u “-”. Ngoài ra b khu ch d i có hai c a d u v i ngu n nuôi d i x ng CE và các c a d ch nh l ch không và bù t n. M t b khu ch d i thu t toán lý tu ng có nh ng tính ch t sau: + Tr kháng vào ZV = + Tr kháng ra Zra = 0 (2-2) + H s khu ch d i K0 = Th c t b khu ch d i thu t toán có K0=104 106 vùng t n s th p. Lên vùng t n s cao h s khu ch d i gi m xu ng. Nguyên nhân do s ph thu c tham s c a Tranzito và di n dung ký sinh trong so d . Ð c tuy n truy n d t, d c tuy n biên d và dac tuy n pha nhu hình 2-2 và 2-3. IC khu ch d i thu t toán có kh nang nén tín hi u d ng pha. Ir It T U0 Ud Id Ura -EC +EC Ð Hình 2-1: B khu ch d i thu t toán Ut + - Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 56 G i CMK là h s khu ch d i tín hi u d ng pha thì h s nén tín hi u d ng pha du c xác d nh theo bi u th c: CM 0 K KG (2-3) Thu ng G =103 105. M t b khu ch d i thu t toán thu ng có 4 t ng ghép tr c ti p v i nhau. T ng vào là t ng khu ch d i vi sai, ti p theo là t ng khuy ch d i trung gian (có th là t ng d m hay khu ch d i vi sai hai), d n t ng d ch m c và t ng khu ch d i ra. 2.2. M CH KH CH Ð I VI SAI Trong IC khu ch d i thu t toán, phía d u vào m ch khu ch d i vi sai có m t d n hai t ng. Hình 2-4 là c u trúc di n hình c a m t t ng khu ch d i vi sai làm vi c theo nguyên lý c u cân b ng song song. Hai nhánh c u là RC1 và RC2, còn hai nhánh kia là các Tranzito T1 và T2 du c ch t o trong cùng m t di u ki n sao cho 2C1C RR và T1, T2 có các thông s gi ng h t nhau. Ði n áp l y ra gi a hai c c góp (ki u ra d i x ng) hay trên m i c c góp v i d t (ki u ra không d i x ng). Tranzito T3 làm ngu n n dòng gi n d nh dòng IE (là t ng dòng IE1 và IE2) c a tranzito T1, T2. Trong so d ngu n n d nh dòng còn có R1, R2, R3 và ngu n cung c p EC2, T4 m c thành diôt làm ph n t bù nhi t n d nh nhi t cho T3. Trong so d rút g n (hình 2-4b) ph n ngu n n dòng T3 du c thay b ng ngu n dòng IE. d u vào thu n d u vào d o UV 0 - E Ura EC - E Hình 2-2: Ð c tuy n truy n d t c a b khu ch d i thu t toán K0 K f f 0 2 K 0 a) Ð c tuy n biên d b) Ð c tuy n pha 0 45o 90o 180o 360o Hình 2-3: Ð c tuy n biên d và d c tuy n pha c a b khu ch d i thu t toán Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 57 Tín hi u vào t ng vi sai có th t hai ngu n riêng bi t UV1 và UV2 ho c t m t ngu n (hình 2-4c, d). Trong tru ng h p sau tín hi u vào d t lên c c g c c a m t trong hai Tranzito hay gi a hai c c g c c a chúng. Các d u vào UV1 và UV2 n i theo so d hình 2-4c, d du c g i d u vào vi sai. Ði n áp m t chi u cung c p cho t ng vi sai là hai ngu n EC1 và EC2 có th khác nhau hay b ng nhau v tr s . Vì hai ngu n n i ti p nhau nên di n áp cung c p t ng là EC = EC1 + EC2. Do có EC2 nên di n th c c phát c a Tranzito T1 và T2 gi m nhi u so v i trong so d hình 2- 5 và di u này cho phép dua tín hi u t i d u vào c a b khu ch d i vi sai mà không c n m ch bù di n áp d u vào. Xét m t s tru ng h p di n hình. Hình 2-4: T ng khu ch d i vi sai a) M ch nguyên lý; b) So d don gi n hoá c); d) Các phuong pháp dua tín hi u vào (ki u vào không d i x ng) d) c) T2 T1 IE IE T1 T2 RC2 T2 T1 IE1 IE2 IE UC1=Ur Ur T1 T3 R2 R3 T4 T2 IC1 IC2 IE1 IE2 IC _ EC2 + Ur z RC2 RC1 R1 UV2 UV1 UC1=Ur UC2=Ur + EC1 - a) RC1 UV2 UV1 UC2=Ur + EC1 - < < - EC2 + b) UV2 UV1 IC1 IC2 < < < < Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 58 So d t ng vi sai yêu c u dùng Tranzito T1, T2 có tham s gi ng nhau và RC1 = RC2, do dó khi tín hi u vào b ng không, c u cân b ng, di n áp trên c c góp c a hai Tranzito b ng nhau và nhu v y di n áp ra l y trên du ng chéo c u Ura = Ura1 +Ura2 = 0. So d có d n d nh cao d i v i s thay d i di n áp cung c p, nhi t d và y u t khác vì d trôi c a hai nhánh gi ng nhau, di n áp trên c c góp thay d i cùng m t gia s và d trôi d u ra g n nhu b tri t tiêu. Dòng phát EI chia d u cho hai Tranzito nghia là 2 III E2E1E . Dòng c c g c du c xác d nh: 0V E 02B01B I)1.(2 III . Dòng c c góp 2 I 2 I .II EE2C1C . và di n áp c c góp là: 2 R.I EUU CE1C2C1C (2-4) dây 2C1CC RRR . Tr ng thái này d c trung cho ch d cân b ng c a t ng và g i là ch d cân b ng tinh. Khi có tín hi u dua t i m t trong các d u vào gi s 0U 1V , .0U 2V Do tác d ng c a tín hi u vào, xu t hi n dòng di n vào c a hai tranzito, dòng c c g c T1 tang lên, dòng c c g c T2 gi m xu ng. Khi dó IE1 và IC1 tang lên còn IE2 và IC2 gi m. S thay d i dòng di n c a các tranzito x y ra ngu c chi u nhau và v i cùng m t s gia vì t ng dòng di n E2E1E III gi nguyên không d i. Hình 2-5: a) So d t ng vi sai khi có tín hi u vào v i 01VU , .02VU b) Bi u d di n th . IC2 RC2 UC1 Ur UC2 EC1 UC1 UC2 Ur RC2 RC1 IE IC1 IC2 IE1 IE2 IV Rn UV UC1 UC + EC1 - + En - a) IC1 RC1 b) - + EC2 Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 59 Ði n áp trên c c góp c a tranzito T1 là 1C1C1C1C R.IEU gi m m t lu ng 1CU ngu c pha v i di n áp vào. Ði n áp 2CU tang và t o ra s gia di n áp 2CU cùng pha v i di n áp tín hi u vào. Nhu v y v i cách dua tín hi u vào nhu so d dang kh o sát d u ra c a t ng l y trên c c góp T1 g i là d u ra d o, còn d u ra l y trên c c góp T2 g i là d u ra không d o (thu n). Tín hi u l y gi a hai c c góp g i là tín hi u vi sai. .R.I.2U.2UUUUU CCC1C2C1C2Cra Ta xác d nh h s khu ch d i di n áp c a t ng vi sai. Khi hai Tranzito có tham s gi ng nhau thì dòng vào c a t ng là: )1(rr.2R E rrR EI EBn n 2v1vn n V (2-5) trong dó En là ngu n tín hi u vào Rn là di n tr ngu n rV là di n tr vào Tranzito. Dòng di n vào t o ra s gia dòng di n ra nên VC I.I khi dó CVCCC2,1r R..IR.IUU (2-6) H s khu ch d i c a t ng riêng r : 1,2 1,2 . 2. (1 ). r C n n B E U RK E R r r (2-7) N u nR = 0 thì EB C 2,1 r).1(r.2 R.K (2-8) H s khu ch d i c a t ng vi sai khi Rt . 2. 2. . 2. (1 ). ra C VS n n B E U RK E R r r (2-9) N u tính d n Rt thì: Vn C VS r.2R )Rt//R.(.2 K (2-10) Khi Rt , 0R n thì: EB C V C VS r).1(r R. r R. K (2-11) Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 60 Trong t ng khu ch d i vi sai c a các IC thu t toán, ngu i ta thu ng thay RC1, RC2 b ng Tranzito, th c hi n ch c nang t i d ng c a t ng. So d này có h s khu ch d i KVS l n hon nhi u l n so v i so d dã kh o sát có t i RC. Ði u này r t quan tr ng khi thi t k b khu ch d i m t chi u nhi u t ng. M t trong nh ng so d nhu v y v trên hình 2-6. Tranzito T5, T6 dùng làm t i d ng c a t ng có tham s gi ng nhau, T5 du c m c thành diôt. Cách m c nhu v y còn du c g i là so d guong dòng di n. Dòng IC c a T1 ch y qua T5 t o nên di n áp 5BEU xác d nh di n áp vào UBE6. Vì T5 và T6 có tham s gi ng nhau nên IC6 gi ng IC1.Tín hi u vi sai l y c c góp T2. Khi En = 0 so d ch d cân b ng tinh, dòng 2 IIII E6C2C1C . Dòng 6CI ch y qua T2 nên Ura= 0 vì it i = 0. Gi thi t tín hi u vào có c c tính nhu hình 2-6. Du i tác d ng c a En dòng IB1 tang, và nhu v y làm gi m dòng IB2. S thay d i dòng c c g c làm thay d i dòng c c góp. V E 1C I.2 II . V E 2C I.2 II . B i vì dòng 1C6C II nên V E 6C I.2 II . Khi dó dòng t i : It i V2C6C I..2II . Nên di n áp d u ra trên t i: tVra R.I..2U . N u t i tín hi u vào d i d u thì làm d i chi u VI , It i và c c tính di n áp ra. H s khu ch d i di n áp c a t ng. 2. . 2. . 2. 2. (1 ). ra n n V n B E U Rt RtK E R r R r r (2-12) T5 T6 T2 Rt Rn U Ut UBC IC IC2 It IE IE1 IE2 IV + - EC 2 + EC 1 > > T1 En + _ + _ Hình 2-6: So d t ng vi sai có t i d ng ki u guong dòng di n Chuong 2: B khu ch d i thu t toán 61 Khi Rn = 0: EB t r).1(r R. K (2-13) So d hình 2-6 có uu di m co b n là kh nang ch u t i cao và t i có uu di m n i d t và h s khu ch d i l n kho ng vài tram l n. Tr kháng vào có th d t hàng ch c ho c hàng tram K . Khi c n có tr kháng vào l n hon hàng ch c dùng T1 và T2 là tranzito tru ng. So d nhu hình 2-7. Nguyên lý làm vi c tuong t nhu so d hình 2-4. 2.3. M CH KHU CH Ð I Do vi m ch khu ch d i thu t toán có hai c a vào. Khi dua tín hi u vào c a d o ta có m ch khu ch d i d o, n u dua tín hi u vào c a thu n ta có m ch khu ch d i thu n. 2.3.1. M ch khu ch d i d o M ch khu ch d i d o cho hình 2-8 có th c hi n h i ti p âm di n áp qua Rht. Ð u vào thu n du c n i d t. Tín hi u qua R1 dua t i