[r]
Trang 1fo=30Mhz
rb,e=1K
rbb'=0
hfe=100
fT=500Mhz
Cb'c=2p
T e
fe
h C
ω
1
' ' =
→
Cb'e=31,8pF
4_3 Cho mạch khuếch đại cộng hưởng như sau :
R 2
R 1
100
L
->oo ->oo
->oo i
Vcc
Cc1
RFC Cc2
R 1k Re
1k 10k
Sơ đồ thay thế Rb=1K//10K~1K,qm=hfe/rb'e=0,1mho
'
b'
L
m ' b
g v i
V
Ta có R=Rb//rb'e=0,5K
Cb' = Cb'e + CM = 31,8p + (1+gmRL)Cb'c
= 31,8p + (1+0,1.103)2p = 234pF
Cộng hưởng tại fo = 30 Mhz thì
) ( 30 2
1
'
Mhz LC
f
b
f C
L
o b
µ π
π 234.10 4 (30.10 ) 0,12
1 )
2 (
1
2 6 2
12 2
'
=
=
♦ Băng thông :
) ( 36 , 1 10 234 500 2
1 2
1
12 '
Mhz RC
BW
b
=
=
π
♦ Độ lợi dòng :
Trang 2) (
1
' '
ω
ω ω
o i
m i
b b L i
L
i
jQ
R g
i
v v
i i
i
A
− +
−
=
=
=
Với : = ' = 6 , 28 3 107 5 102 234 10−12 ≈ 22
b o
nên :
Aim = -gmR = -0,1.500 = -50
) 10 3 10 3 ( 22 1
1
+
−
=
⇒
j
Ai
4_4 Thiết kế mạch công hưởng đơn có :
Aim = 10db = 3,16 ri = 1K
fo = 40 Mhz RL = 1K
BW = 1Mhz Vcc = 10 V
Cuộn dây có Q = 50;
Sơ đồ cần thiết kế có dạng như sau :
i C
i L
L
m ' b
g v
r L
V
ở đây ta chọn transistor có :
gm=0,01 mho ; rbb'=0 ; hfe = 100
Cb'c = 10p, Cb'e=1000p 2
2 '
10
10
−
=
=
m
fe e
g
h r
Ta có :
6
10 2
1
=
= RC
BW
π với R = r//Rp//r
Trang 3và
c o c
o e
C Q
C r
Rp r
R
ω ω
+
= +
+
= + +
'
10 4 , 1 2500
1 1000
1 1 1 1
1
với
c
c
r
L
Q =ω
: hệ số tổn hao của cuộn dây
Do đó :
) 50
) ' 1110
( 10
4 , 1 (
) ' 1110
( 2
1
C pF
+ +
=
π hay
) 50
) ' 1110
( 10
4 , 1 [ 10 2
1 )
' 1110
6
C pF C
C
+
=
=
π hay
3 6
10 2
10 4 , 1 ) 10 50 2
2 1 (
π π
=
C
suy ra :
1110 10
1 , 1 50
40 1
10 22 ,
=
=
−
Ta nhận thấy :
C = 1110+C' = 1110pF -> transistor có các thông số không thỏa Chọn lại transistor có
Cb'c = 2p rb'e=2500
Cb'e = 32p hfe = 100
gm = 0,01 fT = 500Mhz Khi đó :
Cb'e + ( 1 + gmRL )Cb'c = 54 pF suy ra
C' = 1100 -54 = 1046 pF = 0,001uF
C
L
o
µ
ω 0 , 0144
1
Trang 4i i
>
R L
R = ri//Rp//rb'e Rp = Qc.ωo.L= 1,81K
Aim = -gmR = -0,01.512 = -5,12 > 3,16 : chưa tối ưu
4_5 :
R L
1k L2
L1
Các điều kiện : Aim cực đại tại fo = 30Mhz
để đơn giản hóa ta giả sử n=m
Sơ đồ cần thiết kế :
R L
2N422 3
Rg
1k L2
L1
Các thông số của FET : rds = 5K , Cgs = 6p , Cgd = 2p
gm = 0,003 mho Phản kháng trở kháng t ải : R'L = n2RL
2N4223
FET
Trang 5g v
>
iL
R rds Cgs
L1 r
i
đặt : Ci = a2[Cgs + Cgd(1 + gm(rds//R'
L))]
Giả sử rds<<R'L = n2RL ta có
Ci = a2[Cgs + Cgd(1 + gmrds)] = 38a2pF
Tần số cộng hưởng
2 6 2
12 2 1 1
2
) 10 30 ( 4 10 38
1 1
π
a L C
L i
o
hay : L1a2 = 0,73.10-6 (1)
mà Avm=Aim(rds//R'L)/ri = nên
Avm=-agm(rds//R'L) = -agmrds
với giả sử rds<<n2RL thì
5 1
5
2 >> = KK =
L
ds
R
r
n hay n2>=50 Chọn n2 = 64 -> n=8; vì nếu chọn n lớn hơn nữa thì Avm giảm Khi đó
Avm = -1/8.0,003.5.103 = -1,87
Có thể tăng Avm
− họn n = 8 và m ≠n Khi đó a=1/m
− Nếu chọn m=1 thì :
Avm=-qmrds=-15 Khi đó Ci = 38pF nên từ (1) suy ra
L1 = 0,73(uH)
♦ Băng thông :
) ( 19 , 1 10 38 10 2
1 2
1
12
C r
BW
i i
=
=
π π
Trang 6pF p
p C p pF f
g
C
mho g
T
m
e
b
m
38 22 16 16
2
100 10
2
1 , 0 2
1 , 0 10
100
9 '
3
= +
=
→
=
=
=
=
=
=
π π
π
Đặt :
=
=
=
=
=
K K K e
c
L K e
r
R
R
R R
R
R
1 1 //
10 //
//
1 //
'
2
1
'
o e
bb e
C r
r r
'
' '
'
) (
=
ω
Mạch cộng hưởng tại fo = 100Khz nên :
) (
1 )
(
1
1 1
2
L
ω
Băng thông :
3,1.10 ( )
) (
2
1
Hz C
C R
+
= π Đơn giản ta có thể chọn C1 = C2 , L1 = L2 : Khi đó
BW R L
C C C
C
1 1
2 1 2
+
Nhận xét :
Có thể tính ở tần số giữa ( bỏ qua C : C = 0) vi :
M C
r e
'
=
<<
ω
Khi dó ta cũng co kết quả :
C1 = C2 = 0,0513 uF
L1 = L2 = 50 uH Suyra :
7 3
2 3 2
2 2
1
10 2 10
1 , 3
) 10 100 ( 2 2
4
π
π π
ω
BW
f BW
L
Ta lưu ý 2 tầng cộng hưởng như nhau nên :
R=rb'e//R1 = RL//rb'e -> R1 = Rl = 10k
Trang 7H L
10 2
10
7 1
) ( 0513 , 0 10 1 , 3 10 2
1
2
1
3 3
BW R C
π
= +
nên C1 = C2 = 0,0513 uF - 38pF = 0,0513uF
Độ lợi
2 2
− +
−
−
=
ω
ω ω
o i
m m
i
jQ
g R
g A
nên Aim = (gmR)2 = (0,1.103)2 = 10