Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 10: Khuếch đại công suất

Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 10: Khuếch đại công suất cung cấp cho người đọc các kiến thức: Giới thiệu, các bộ khuếch đại âm tần, bộ khuếch đại cao tần, bộ nhân tần. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

  Tr ườ ng Đ i H c Công Ngh  Thông Tin ạ ọ ệ

KHOA M NG & TRUY N THÔNG Ạ Ề

THÁNG 9/2012

N I DUNG Ộ

1 Gi i thi u ớ ệ

2 Các b  khu ch đ i âm t n ộ ế ạ ầ

3 B  khu ch đ i cao t n  ộ ế ạ ầ

    ­ B  nhân t n ộ ầ

1. Gi i thi u ớ ệ

a. Khái ni m ệ :

.M ch khu ch đ i (MKĐ) đạ ế ạ ượ ử ục s  d ng trong 

h u h t các thi t b  đi n t , nh  MKĐ âm t n trong ầ ế ế ị ệ ử ư ầ Cassete, Amply; MKĐ tín hi u video trong TV màu ệ v.v …

.Có ba lo i MKĐ chính là :ạ

1) MKĐ v  đi n áp ề ệ  : đ a m t tín hi u có biên đ  nh  vào  ư ộ ệ ộ ỏ

=> thu đ ượ c m t tín hi u có biên đ  l n h n nhi u l n ộ ệ ộ ớ ơ ề ầ

2) MKĐ v  dòng đi n ề ệ : đ a m t tín hi u có cư ộ ệ ườ ng đ  y u  ộ ế

vào => thu đ ượ c m t tín hi u cho c ộ ệ ườ ng đ  dòng đi n  ộ ệ

m nh h n nhi u l n ạ ơ ề ầ

3) MKĐ công su t  ấ : đ a m t tín hi u có công su t y u vào ư ộ ệ ấ ế

=> thu đ ượ c tín hi u có công su t m nh h n nhi u l n.  ệ ấ ạ ơ ề ầ

Th c ra MKĐ công su t là k t h p c  hai MKĐ đi n áp  ự ấ ế ợ ả ệ

và dòng đi n làm m t ệ ộ

b. Các ch  đ  ho t đ ng ế ộ ạ ộ

Các ch  đ  ho t đ ng c a MKĐ là ph  thu c vào ch  đ   ế ộ ạ ộ ủ ụ ộ ế ộ phân c c cho Transistor và tùy theo m c đích s  d ng: ự ụ ử ụ

1) MKĐ   ch  đ  A:ở ế ộ  là các MKĐ c n l y ra tín hi u hoàn  ầ ấ ệ

toàn gi ng v i tín hi u ngõ vào; đi n áp UCE ~ 60% ÷ 70%  ố ớ ệ ệ Vcc

Khuy ch đ i c  hai bán chu k  tín hi u ngõ  ế ạ ả ỳ ệ vào

Đ ượ c  s   d ng  trong  các  m ch  ử ụ ạ

trung  gian  nh   khu ch  đ i  cao  ư ế ạ

t n,  khu ch  đ i  trung  t n,  ti n  ầ ế ạ ầ ề

khu ch đ i vv ế ạ

Rg : đi n tr  ghánh ,  ệ ở

Rđt : đi n tr  đ nh thiên, ệ ở ị

Rpa : đi n tr  phân áp  ệ ở

2) MKĐ   ch  đ  B ở ế ộ

là m ch ch  khu ch đ i m t n a chu k  c a tín hi u, n u  ạ ỉ ế ạ ộ ử ỳ ủ ệ ế khu ch  đ i  bán  k   d ế ạ ỳ ươ ng  ta  dùng  transistor  NPN,  n u  ế khu ch  đ i  bán  k   âm  ta  dùng  transistor  PNP,  m ch  ế ạ ỳ ạ khu ch đ i   ch  đ  B không có đ nh thiên ế ạ ở ế ộ ị

Ch  khuy ch đ i m t bán chu k  c a tín hi u ngõ  ỉ ế ạ ộ ỳ ủ ệ

vào

Đ ượ c  s   d ng  trong  các  m ch  ử ụ ạ khu ch  đ i  công  su t  đ y  kéo  ế ạ ấ ẩ

nh   công  su t  âm  t n,  công  ư ấ ầ

su t  mành  c a  Ti  vi,  trong  các  ấ ủ

m ch  công  su t  đ y  kéo  ạ ấ ẩ (dùng  hai đèn NPN và PNP m c n i ti p , m i  ắ ố ế ỗ đèn s  khuy ch đ i m t bán chu k  c a  ẽ ế ạ ộ ỳ ủ tín hi u, hai đèn trong m ch khuy ch đ i  ệ ạ ế ạ

đ y  kéo  ph i  có  các  thông  s   k   thu t  ẩ ả ố ỹ ậ

nh  nhau) ư

3)  MKĐ công su t k t h p c  hai ch  đ  A  ấ ế ợ ả ế ộ

và B 

MKĐ công su t amply có :  ấ

◦Q1 khu ch đ i   ch  đ  A,  ế ạ ở ế ộ

◦Q2 và Q3 khu ch đ i   ch  đ  B:  ế ạ ở ế ộ

. Q2  khu ch  đ i  cho  bán  chu  k   ế ạ ỳ

d ươ ng, 

. Q3 khu ch đ i cho bán chu k  âm ế ạ ỳ

4) M ch khu ch đ i   ch  đ  AB ạ ế ạ ở ế ộ

M ch khu ch đ i   ch   đ  AB là m ch tạ ế ạ ở ế ộ ạ ương t  ự khu ch đ i   ch  đ  B, nh ng có đ nh thiên sao cho ế ạ ở ế ộ ư ị

đi n áp UBE ệ  0,6 V

M ch cũng ch  khu ch đ i m t n a chu k  tín hi u ạ ỉ ế ạ ộ ử ỳ ệ

và kh c ph c hi n tắ ụ ệ ượng méo giao đi m c a m ch ể ủ ạ khu ch đ i ch  đ  B.ế ạ ế ộ

M ch này cũng đạ ượ ử ục s  d ng trong các m ch công ạ

su t đ y kéo. ấ ẩ

5) M ch khu ch đ i   ch  đ  C ạ ế ạ ở ế ộ

Là  MKĐ  có  đi n  áp  UBE  đệ ược  phân  c c  ngự ược 

v i m c đích ch  l y tín hi u đ u ra là m t ph n đ nh ớ ụ ỉ ấ ệ ầ ộ ầ ỉ

c a tín hi u đ u vào.ủ ệ ầ

Thường s  d ng trong các m ch tách tín hi u .ử ụ ạ ệ

M ch tách xung đ ng b  Ti vi màu ạ ồ ộ

2. Các b  khu ch đ i âm t n ộ ế ạ ầ

MKĐ đ u t  trong đài Cassette ầ ừ

­  M ch  g m  hai  t ng  khu ch  ạ ồ ầ ế

đ i m c theo ki u E chung ạ ắ ể

-   Các  t ng  đ ầ ượ c  ghép  tín 

hi u thông qua t  đi n: ệ ụ ệ

+  T   C1,  C3,  C5  làm  t   ụ ụ

n i  t ng  cho  tín  hi u  xoay  ố ầ ệ

chi u  đi  qua  và  ngăn  áp  m t  ề ộ

chi u l i ề ạ

+ T  C2 và C4 có tác d ng  ụ ụ

thoát  thành  ph n  xoay  chi u  ầ ề

t  chân E xu ng mass ừ ố

+ C6 là t  l c ngu n ụ ọ ồ

a) MKĐ ghép qua t  đi n (tt): ụ ệ

+  u  đi m  c a  m ch  là  đ n  gi n,  d   l p  do  đó Ư ể ủ ạ ơ ả ễ ắ

m ch đạ ượ ử ục s  d ng r t nhi u trong thi t b  đi n t ấ ề ế ị ệ ử +  Nhược  đi m  là  không  khai  thác  để ược  h t  kh  ế ả năng khu ch  đ i  c a Transistor do  đó h  s  khu ch ế ạ ủ ệ ố ế

đ i không l n.ạ ớ

+  MKĐ  âm  t n    trên  có  các  t   n i  t ng  thầ ở ụ ố ầ ường  dùng t  hoá có tr  s  t  1µF ÷ 10µF.ụ ị ố ừ

+ Trong các MKĐ cao t n thì t  n i t ng có tr  s   ầ ụ ố ầ ị ố

b) MKĐ ghép t ng tr c ti p ầ ự ế

MKĐ công su t âm t n có đèn đ o pha Q1 đ ấ ầ ả ượ c ghép tr c ti p  ự ế

v i hai đèn công su t Q2 và Q3 ớ ấ

3.  B  khu ch đ i cao t n ­ B  nhân  ộ ế ạ ầ ộ

t n ầ

MKĐ ch  đ  C khu ch đ i tín hi u ra bé h n n a ế ộ ế ạ ệ ơ ử hình  sin,  góc  c t    <900.  Nó  đắ θ ược  dùng  trong  các  MKĐ cao t n có t i là khung c ng hầ ả ộ ưởng đ  ch n l c ể ọ ọ sóng hài mong mu n và đ  có hi u su t cao.ố ể ệ ấ

Trong  MKĐ  ch   đ   C,  th i  gian  d n  T  s   đế ộ ờ ẫ ẽ ược  phân c c trong mi n ng t. V i tín hi u vào hình sin, ự ề ắ ớ ệ tín hi u ra s  là các xung v i đ  r ng nh  h n 1/2 chu ệ ẽ ớ ộ ộ ỏ ơ

k  nh  hình v  sau: ỳ ư ẽ

•  Méo trong tr ườ ng h p này là r t l n.  ợ ấ ớ

•  Ho t đ ng c a MKĐ ch  đ  C không tuy n tính.  ạ ộ ủ ế ộ ế

•  MKĐ l p C th ớ ườ ng s  d ng k t h p v i t i c ng  ử ụ ế ợ ớ ả ộ

h ưở ng và ch  y u đ  khu ch đ i công su t t n s  cao ủ ế ể ế ạ ấ ầ ố

v Ho t đ ng ạ ộ

Khi  tín  hi u  sin:  v(t)  =  VM*sin(wt),  đệ ược  đ a  t i ư ớ

đ u vào MKĐ, qua RL dòng i(t) ầ  0 trong kho ng th i ả ờ gian d n T = t2 ­ t1 tẫ ương  ng v i góc d n   =  2 ­  1 ứ ớ ẫ φ φ φ

v i  =  *T.ớ φ φ

Các xung c a dòng i(t) là m t hàm tu n hoàn, chu ủ ộ ầ

k   c a  hàm  b ng  v i  chu  k   tín  hi u  vào.  S   d ng ỳ ủ ằ ớ ỳ ệ ử ụ chu i  Fourrier,  dòng  t i  có  th   đỗ ả ể ược  bi u  di n  b i ể ễ ở

t ng  c a  các  sóng  sin:  i(t)  =  ICQ  +i1*sin(wt) ổ ủ +i2*sin(2wt) +…

v Ho t đ ng (tt) ạ ộ

MKĐ này không tiêu hao công su t trong ch  đ  ấ ế ộ tĩnh (vì ICQ= 0) trong khi công su t tiêu hao t i ch  ấ ạ ế

đ  đ ng ph  thu c vào biên đ  c a tín hi u vào v(t) ộ ộ ụ ộ ộ ủ ệ

và góc d n  ẫ φ

N u s  d ng t i là m t m ch c ng hế ử ụ ả ộ ạ ộ ưởng  đi u ề

ch nh đỉ ượ ầc t n s  thì MKĐ này có th   ng d ng làm ố ể ứ ụ

b  nhân t n ộ ầ  Tuy nhiên, do biên đ  c a các hài b c ộ ủ ậ cao là nh  nên  ng d ng khu ch đ i ch  y u t i t n ỏ ứ ụ ế ạ ủ ế ạ ầ

s  c  b n f=w/2 ố ơ ả π

v Ho t đ ng (tt) ạ ộ

Vì lý do đó, hi u su t c a m ch ch  đ  C là hàm ệ ấ ủ ạ ế ộ

c a góc d n. Khi gi m góc d n  , hi u su t tăng và ủ ẫ ả ẫ φ ệ ấ

có th  đ t t i 100%. ể ạ ớ

Th c  t   không  th   gi m  góc  d n  nhi u  vì  công ự ế ể ả ẫ ề

su t t ng s  gi m theo.ấ ổ ẽ ả

M t b  khu ch  đ i ch  đ  C ho t đ ng t i t n ộ ộ ế ạ ế ộ ạ ộ ạ ầ

s   cao,  nh ng  ch   dùng  đ   khu ch  đ i  1  t n  s ,  nó ố ư ỉ ể ế ạ ầ ố không th  dùng cho các  ng d ng khu ch đ i đòi h i ể ứ ụ ế ạ ỏ tuy n tính.ế