Khuếch đại công hưởng part4
Trang 1I) BỘ KHUẾCH ĐẠI CỘNG HƯỞNG ĐƠN :
Giả thiết rbb’ = 0
Rp = ω0LQC (1); ω0 =
LC
1 (2)
C = C’ + Cb’e + Cb’c1(1 + gm
L C
L C
R R
R R + ) (3) Aim
R = ri // Rp // Rb // rb’e (4); Qi = ω0RC (5)
ωL ω0 ωH ω
Ai =
− +
ω
ω ω
im
jQ
A
(6); BW ' =
RC
1
rb’e
Trang 2Aim = -gm.R.
L C
C
R R
R + (7)
BW =
RC
π
2
1
(8); GBW =
L C
C m
im
R R
R C
g BW A
+
2
.
II) PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG ĐỂ TĂNG ĐỘ LỢI :
'
b
R = Rb // rb’e (1) R = ri // Rp // 2
'
a
Rb (2)
)
1 (
' '
'
L C
L C m c
b e
b
b
R R
R R g C
C
C
+ +
+
= (3); C = C’ + a2C'
b (5)
Tỷ số biến áp : a = 1
2
1 1
' = <
n
n V
Vbe
(4)
Trang 3i 0
) '
( '
0
b
C a C L C
= ω
Ai =
− +
ω
ω ω
0
im
jQ
A
(8);Aim = -agm.R
L C
C
R R
R + (9’) (RC~RL)
BW = fH – fL =
RC π 2
1 (10); GBW = Aim BW (11)
* Ví duï H 4-8
a =
2
1 1
'
n
n V
Vbe
= (1);
2
n V
VLm
= (2);
1
n V
V
e b
Lm = (3)
a =
2
1 1 2
' 1 1
'
.
n
n n
n n
n V
V V
V V
V
Lm
e b Lm e
=
)
1 (
' '
'
L C
L C m c
b e
b
b
R R
R R g C
C
C
+ +
+
2
2
C n
n
(5)
C = C’ + a2C'
2
2
C n
n
+ a2Cb’e + a2
)
1 (
'
L C
L C m c
b
R R
R R g C
+
L’ = L
2
2
n
n
(7);
2 2
=
n
n R
Rp p (8); Rb' = Rb// rb'e (9)
Aim=-agmR(9) (RC>>RL) (9)
Trang 4L'
1
2
0 =
ω (10); Ai =
− +
ω
ω ω
0
im
jQ
A
(11) Aim
R = ri // R'p// 2
'
a
Rb (12) ωL ω0 ωH ω
Aim = -agm.R
L C
C
R R
R + (13); BW = 2πRC
1 (14)
III) MẠCH KHUẾCH ĐẠI CASCODE :
Giả thiết mạch này làm việc ở phạm vi tần số :
fβ << f0 << fα = fT
Ta có sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ, tần số cao như sau :
' m M1~ Cbc2'
2 ie2
L
ic
i
Vbe
1
Cbe1 R
BW '
Trang 5' bb t
t
r Z
V +
2
C=C' + C
1
'e
b + 2 C
1
'c
b (3) Qi = ω0RC (5)
LC
1
2
0 =
Ai =
− +
ω
ω ω
0
im
jQ
A
(5) Aim = -g
1
2
fb L c
R R
R
GBW = |Aim|.BW ≈
-1
m
g R
) 2 '
( 2
1
1 1
2 2
'
L c
c
C C
C R R R
R
+ +
Nếu C' = 0; vì C
1
'e
b >> 2 C
1
'c
b và R
2
C >> RL, ta có :
1
'
m
C
g
π fT (8)
Ưu điểm chính của sơ đồ là giảm điện dung ký sinh do đó phân cách ngõ vào với ngõ ra và làm tăng tích số độ lợi băng thông nhưng độ lợi dòng điện thì tương tự như một mạch đơn tầng CE
IV) PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA :
iL
D9
-A
i
ch
Zf
L
o ->o
->o o
->o o
Vcc
C
C
L
Cc1
+ Vbb
R r
bb'
-f
vL'
t
i
r
z Z
Z
Trang 6z' = rI // rP // XL' // XC' (1) Zt = rb'e //
) (
1
' ' e C c
C
Vt =
c e
e
sC
Z
Z
' '
'
1
+
V'
L (3) Zb'e = rb'e // X
e b
C'
e e
e
C sr
r
' '
'
.
1 +
Zf có dạng R, C nối tiếp với :
Rf = Arbb'(1 +
c
e
C
C
'
' ) (5) và Cf =
) 1 (
' ' '
e bb c
r
r A
C + (6)
Nếu rbb' = 0 ta có Rf = 0 và Cf =
A
Cb'c
trong đó A là hệ số truyền đạt trong mạch hồi tiếp, thường A<1 nên
Cf > Cb'c
V) KHUẾCH ĐẠI ĐIỀU HỢP ĐỒNG BỘ :
Thường chỉ được áp dụng cho transistor trường do chúng có trở kháng vào rất lớn, sẽ không làm suy giảm hệ số phẩm chất của khung cộng hưởng
Khuếch đại điều hợp đồng bộ đơn dùng FET:
i L
n:n1 2 ->o o
->o o
->o o
i
L
Vcc
R Rs
Rd
R C
Cd Cg
Cs L
r
+
-Vi
Giả sử các tầng đồng nhất và điều hợp ở tần số ω0 Ta coi Rg
∞
→ (H4_16)
Trang 7ds Rp
C
+
-Vi
Ci = a2{Cgs + Cgd[1+gm(rds//Rd//RL)]} (1)
C = C'+Ci (2); R=ri // Rp (3)
Qi = ω0(ri // Rp)(C' + Ci) = ω0RC (4);
) ' (
1
2 0
i
C C
=
Av = Avm
− +
ω
ω ω
0
1
1
i
jQ
(6); Avm = -agmR//
p i
p
R r
R + (7)
với R// = rds // Rd // RL (8); BW =
RC π 2
1 (9)
GBW = Avm BW =
i i
m
C C r
R ag
+ '
1 2
//
π (10)
Khuếch đại điều hợp đồng bộ hai tầng dùng FET : (H4-17)
' i
/ri
n:n
1 1
DD
n:n
->oo
->o o
->o
->o
o
o ->o o
Rg C1
V
C3 Rd2
Rg C
Rd1 C2
C r
Vi
'
Vgm 1
'
m
Vg 2 ds
L
R Rd2 r
C R
Vi
Trang 8
Đây là mạch khuếch đại điều hợp nên ta có :
R = ri // R
1
p // r
1
ds // R
2
g // R
2
p (1)
C = C' + Ci = C' + a2{Cgs + Cgd[1+gm(r
2
ds //R
2
d //RL)]} (2) 2
0
ω =
) ' (
1
i
C C
L + (4); Qi = ω0R(C' + Ci) (5)
Ai = 2
0 0
1
− +
ω
ω ω
ω
i
im
jQ
A
(6); Aim = a2g2
m.R.R//
p i
p
R r
R + (7)
với R// = r
2
ds // R
2
d // RL (8)
BW = 0,643
i
Q
f0
= 0,643 BW1 (9) với BW1 =
RC π 2
1 (10) Khi có N tầng cộng hưởng đồng bộ :
N
j
m N
R g a
j ) (
1
∏
=
− (11) và BW =
i
Q π
ω 2
0 (2N í
-1)1/2 (12)