Đáp ứng tần số cao của mạch khuyếch đại ghép RC
Trang 18
MẠCH KHUẾCH ĐẠI GHÉP RC
I Bộ khuếch đại transistor ở tần số cao:
1 Mạch tương đương hình Π:
bb'
be' be'
bc '
h ib'
fe 1/hoe C
C r
A
r
B
• Tần số cắt 3db:
e e c
c
r
f
' ' '
'
1 )
( 2
1
Π
≈ +
Π
=
• Tần số giới hạn của transistor ( tại đó hfe=1)
fe
ib e
fe
I h
r
h
40 1
'
=
2 Bộ khuếch đại cực phát chung ở tần số cao-Điện dung Miller :
->o
L
o
->oo
i
i
Cc2
R Ce
Vcc
Cc1
R2
R1
Re Rc
'
Vbe
i
Hàm truyền tổng quát : Ai = Aim
H
j
ω
ω
+ 1
1 (4)
Aim=-gmRb'e (5) ( coi Rc>>RL)
rbb' ≈10÷50Ω (1)
hie= rbb' + rb'e = rbb + hfe
EQ I
3 10
25⋅ − (2)
bb b
r R
R
≈ + ' (1)
c
R
C >> '
1
ω
m
C ' <<
Rb'e=rb'e//Rb(2)(không có ri)
Rb'e=ri//rb'e//Rb(2') (có ri)
CM=Cb'c(1+gm
L c
L c R R
R R
Trang 2L c
c R R
R + (5'0 ( khi có Rc~RL) )
(
1
'
H
C C
=
) ' //
(
1
b E
E
L
R R
C
=
II Bộ khuếch đại FET ở tần số cao :
1 Bộ khuếch đại nguồn chung ở tần số cao :
L i
->o
o
> iL
->oo
+ Cc2 +Cc1
Rd VDD
Cs Rs +
-Vi
r
R Rg
Vi
ri
g Vgs m
>
iL
M
<
id G
C
+
-Coi Rg >> ri , ω <<
) //
(
1
d ds
gd
m
C g
CM = Cgd[1 + gm(rds//Rd)] (1) (không có RL)
CM = Cgd[1 + gm(rds//Rd//RL)] (2) (có RL)
Av = Avm
H
j
ω
ω
+ 1
1 (2); Avm = -gm(rds//Rd) (3) (không có RL)
Avm = -gm(rds//Rd//RL) = -gmR// (3') (có RL)
1
A im Ai
H
L ω ω
A vm
Trang 310
(-g m +jωC gd )V i
R//
Cgd
A v m
A o
Av
H
H
* Nếu ri = 0 ta có sơ đồ tương đương như sau :
R// = rds//Rd (1) (không có RL)
R// = rds//Rd//RL (1') (có RL)
Av = Avm
H
H
j
j
ω ω ω ω
+
+
−
1
1
(2)
Avm = -gmR// (3);
ωH =
//
1
R
Cgd (4);
gd
m H
C
g
=
'
Avo = Avm '
H
H ω
ω
(6)
III Bộ khuếch đại đa tầng RC :
1 Bộ khuếch đại đa tầng RC dùng transistor :
Trong đó : R1 = ri//Rb1//rb'e1 (1)
R2 = Rc2//Rb2//rb'è (2)
C1 = Cb'e1 + (1 + gm1R2)Cb'c1 (3)
C2 = Cb'e2 + [1+gm2(Rc2//RL)]Cb'c2 (4)
ω1 =
1 1
1 C
R (5); ω2 =
2 2
1 C
1
' ' C
C
(7) Dạng hàm truyền cơ bản :
Ai =
+
+ +
1
' '
2 1 2
2 1
1 1 1
C
C C s s
A
c e im
ω ω ω
ω
(8)
Ai = (-gm)2
L c
c
R R
R +
2
2
.R1R2 (9) Nếu R1=R2=R3 và Rc2 >> RL ta có Aim = (-gm.R)2 (9')
Trang 42 2
2 1 1 2 2
1 1
2 2
2
1
2
4 ) 1 ( 2 )
1 ( 2
− + + +
− + +
−
=
ω
ω ω
ω ω
ω ω
ω ω
ω
ω
(10)
* Nếu cho Cb'c = 0; R1 = R2 = R; C1 = C2 = C ta có hàm truyền :
0
1
+
ω
s
Aim
(8)
Aim = (-gmR)2
L c
c
R R
R +
2
2 (9); ω0 =
RC
1 (5)
2 Bộ khuếch đại đa tầng RC dùng FET :
R1 = ri//Rg1 (1); R2 = Rd1//rds1//Rg2 (2); R// = rds2//Rd2//RL (3)
C1 = Cgs1 + Cgd1(1 + gmR2) (4); C2 = Cgs2 + Cgd2(1 + gmR//) (5)
Av =
+
+ +
1 2
1 2
2 1
1 1 1
C
C C s
s
A
gd gs vm
ω ω ω
ω
(6)
Avm = (-gm)2.R1R2R// (7) ; nếu R1 = R2 = R// =R ta có :
Avm = (-gm)2R3
ω1 =
1 1
1
C
R (8); ω2 =
2 2
1 C
1 C
C
Cgs + gd
(10)
Trang 512
2 2 2
1 1 2 2
1 1
2 2
2
1
2
4 ) 1 ( 2 )
1 ( 2
− + + +
− + +
−
=
ω
ω ω
ω ω
ω ω
ω ω
ω
ω
IV Tích số độ lợi khổ tần (GBW) :
1 Tích số độ lợi khổ tần của mạch khuếch đại đơn tầng :
* Dùng transistor : GBW = A im fH (1)
Khi transistor lý tưởng : GBWmax = fT=
e
m C
g '
2π (2)
* Dùng FET : GBW = A vm fH (1)
2 Tích số độ lợi khổ tần của mạch khuếch đại đa tầng dùng transistor :
Giả thiết rbb' = Cb'c = 0; RL << RC
Rb'e = RC//Rb//rb'e = ri//Rb//rb'e (1); ω1 =
e
eC
R ' '
1 (2)
1
1 1
−
=
H f
f
ω ω
(4)