Chương 3 Khuếch đại điện tử

Khếch đại điện tử là nội dung quan trọng trong bộ môn kỹ thuật điện tử, đây là môn học quan trọng ở chương trình đại học. Tài liệu sẽ giúp các bạn sinh viên nắm chắc kiến thức phục vụ cho kì việc học và trong các kì thi

Trang 1

Chơng 3 Khuếch đại điện tử

3.1 Khái quát chung về khuếch đại

3.2 Hồi tiếp trong mạch khuếch đại

3.3 Các chế độ làm việc của mạch khuếch đại

3.4 Mạch khuếch đại sử dụng Tranzistor

3.5 Khuếch đại công suất

3.1.1 Bản chất của khuếch đại

Định nghĩa:

Mạch điện cho phép ta nhận ở đầu ra ở tín hiệu có dạng

nh tín hiệu đầu vào nhng có công suất lớn hơn gọi là mạch

khuếch đại

Bản chất:

Quá trình khuếch đại là quá trình biến đổi năng lợng có

điều khiển, ở đó năng lợng của nguồn một chiều (không

chứa đựng thông tin) đợc biến đổi thành năng lợng xoay

chiều của tín hiệu có mang tin.

Trang 2

3.1.2 Phõn loại:

- Theo phần tử KĐ: KĐ dựng đốn điện tử 3,4 hoặc 5 cực, KĐ dựng tranzisto

lưỡng cực, KĐ dựng tranzisto trường, KĐ dựng điụt tunen, KĐ tham số, KĐ

IC( vi mạch)

- Theo dải tần số làm việc : KĐ õm tần, KĐ cao tần, KĐ siờu cao tần

- Theo bề rộng của dải tần số thi cần KĐ: KĐ dải rộng, KĐ dải hẹp

- Theo dạng tải: KĐ cộng hưởng (hay chọn lọc ) cú tải là mạch cộng hưởng ,

KĐ điện trở (khụng cộng hưởng)

- Theo đại lượng cần khuếch đại: KĐ điện ỏp, KĐ dũng điện, KĐ cụng suất

Vm

Rm U

.

U

U K

Vm

Rm I

I

K 

V

R P

P

3.1.3 Cỏc tham số và đặc tớnh của khuếch đại.

a) Hệ số KĐ: tỷ số giữa đại lượng điện ở đầu ra và đầu vào của mạch

khuếch đại: điện ỏp, dũng điện hoặc cụng suất

KPdB= 10 lg Kp

Trang 3

Chương 3 Khuếch đại điện tử

* Các tham số của mạch khuếch đại

b, Đặc tính biên độ tần số, đặc tính pha tần số và đặc tính quá độ:

+ Đặc tính biên độ tần số và pha tần số

thể hiện méo tuyến tính

ĐBĐ chỉ sự phụ thuộc của modun hệ số KĐ vào tần số của tín hiệu

ĐT pha chỉ sự phụ thuộc của lượng dịch pha giữa tín hiệu đầu ra và đầu vào

của mạch KĐ vào tần số

) ( j e ) ( K ) ( j e ) j K ) j K

ω φ ω

φ ω

+Đặc tính quá độ là phản ứng

khi tác động đầu vào là hàm

bậc thang, phảnánh quá trình

Quá độ của mạch



 2

c) Đặc tính biên độ:

+ Đặc tính biên độ thể hiện sự phụ thuộc của biên độ điện áp đầu ra vào biên

độ điện áp đầu vào của bộ khuếch đại

U ra

Trang 4

d, Hiệu suất η của mạch khuếch đại

+ Được xác định bằng công suất ra tải trên công suất

nguồn cung cấp cho mạch khuếch đại

e, Trở kháng vào và ra của mạch khuếch đại: đặc trưng cho khả năng phối

hợp với nguồn cấp tín hiệu đầu vào và phối hợp với tải đầu ra của mạch KĐ

0

Ra

P P



Rm

Rm R Vm

Vm

I

U Z

;

.

I

.

U

;

• Định nghĩa: Hiện tượng một phần năng lượng của tín hiệu ra quay trở lại

đầu vào của mạch khuếch đại gọi là hiện tượng hồi tiếp (hay phản hồi) trong

mạchKĐ

.

 . K

Trang 5

Phõn loại: Phõn loại: Theo cỏch cấu

thành mạch hồi tiếp: hồi tiếp trong

(mạch hồi tiếp được tạo nờn bởi cỏc

tham số ký sinh bờn trong của phần tử

KĐ) và hồi tiếp ngoài

Theo cỏch mắc mạch hồi tiếp:

Hồi tiếp song song theo điện ỏp a)

Hồi tiếp song song theo dũng điện b)

Hồi tiếp nối tiếp theo điện ỏp c)

Hồi tiếp nối tiếp theo dũng điện d)

Theo pha của tớn hiệu hồi tiếp:

Tớn hiệu hồi tiếp đồng pha với tớn hiệu

vào thỡ hồi tiếp gọi là hồi tiếp dương

Ngược pha gọi là hồi tiếp õm

Hình 4.4 Các dạng hồi tiếp trong khuếch đại

Z t a)

Z t b)

Z t



Z t d)



K

*Hệ số khuếch đại của mạch khi cú hồi tiếp:

K

U

U U

U

.

U

.

U

.

U

.

U

.

U

.

K

' V ra ra ht

' V ra

' V ht

' V ra

ht

'

V

ra

V

ra



















1 1

1

K



Trong một dải tần số nhất định cú thể coi K, K β, β

nhận cỏc giỏ trị thực nờn:

K. gọi là hàm truyền vũng, cũn g = 1 - K gọi là độ sõu hồi tiếp

β K 1

K

Kβ





Trang 6

Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến các đặc tính khuếch đại (SV tự đọc giáo trình)

Các chế độ làm việc của mạch KĐ: A, B, AB, C, D.

-Chế độ A là chế độ dòng điện đầu ra của mạch KĐ tồn tại trong cả chu kỳ của tín

hiệu, nghĩa là phần tử KĐ luôn mở (thông) Chế độ A ứng với góc cắt diện  =

1800 Hiệu suất làm việc trong chế độ A nhỏ nên chế độ A chỉ dùng khuếch đại tín

hiệu nhỏ

- Chế độ B khi không có dòng tín hiệu vào thì tranzisto không tiêu thụ nguồn

một chiều Khi có tín hiệu vào tranzistor sẽ thông trong một nửa chu kỳ và góc cắt

 = 900 Chế độ B có hiệu suất lớn nên sử dụng với các mạch khuếch đại công suất

lớn

Các chế độ làm việc của mạch KĐ

- Chế độ AB góc cắt 900<  < 1800Hiệu suất làm việc ở chế độ AB nhỏ hơn chế

độ B và lớn hơn ở chế độ A Chế độ B và AB tín hiệu bị méo dạng nên chỉ dùng ở

các bộ khuếch đại 2 tranzistor mắc đẩy kéo.Vì méo phi tuyến ở chế độ AB nhỏ nên

được dùng nhiều trong các tầng KĐ công suất ra ngay cả khi tín hiệu nhỏ

- Chế độ C có góc  <900, hiệu suất cao hơn chế độ B nhưng méo phi tuyến lớn

nên chỉ dùng khi không cần quan tâm đến méo phi tuyến

Trang 7

Các cách cấp nguồn cho Transistor

- Cấp nguồn bằng định dòng bazo

-Cấp nguồn bằng định áp bazơ

Chọn điểm làm việc tĩnh cho Trasistor:

Điểm công tác tĩnh phải được chọn để nếu KĐ làm việc ở chế độ A thì miền làm việc

không nằm trong các miền cấm

PT đường tải tĩnh: UC= ECC- IC.Rt

t c cc C

R U E

I  

3.4 Khuếch đại sử dụng Tranzistor

Khuếch đại điện trở là mạch khuếch đại có tải là thuần trở dùng để KĐ tín

hiệu yếu, mạch làm việc ở chế độ A, có thể

1 Mạch khuếch đại điện trở E chung

+ Tác dụng linh kiện:

+ Đặc điểm:

- Khuếch đại cả dòng và áp

- Trở kháng vào khá lớn, trở

kháng ra phụ thuộc vào Rc

- Điện áp ra ngược pha với điện

áp vào

Trang 8

1Mạch khuếch đại điện trở C chung

+ Tỏc dụng linh kiện:

+ Đặc điểm:

- Tớn hiệu vào đưa vào giữa cực B và cực E, tớn

hiệu ra lấy trờn REgiữa cực E và cực C

- Khuếch đại cả dũng và ỏp

- Trở khỏng vào khỏ lớn ZVlớn hơn nhiều so

với sơ đồ emitơ chung

- Điện ỏp ra điện ỏp ra xấp xỉ bằng điện ỏp vào

- + Ứng dụng:

- Phối hợp giữa nguồn tớn hiệu với tải cú trở

khỏng nhỏ , làm việc ở chế độ A

+Ecc

R 1

R 2

R t

R E

Hình 4.21 Khuếch đại colectơ chung(lặp emitơ)

U r

C n2

C n1

3.5 Khuếch đại cụng suất

KĐCS là KĐ phải đảm bảo đưa ra tải cụng suất danh định với tải thường

cú trị số nhỏ (vài chục ụm đến vài ụm)

Trong KĐCS biờn độ của dũng và ỏp ra thường xấp xỉ với dũng và ỏp cho

phộp của tranzistor, tức là cụng suất ra gần ở mức cụng suất cho phộp của

tranzistor và cựng xấp xỉ với cụng suất tiờu thụ nguồn một chiều

Cỏc tham số quan trọng đặc trưng cho KĐCS:

+ Hiệu suất %

+ Cụng suất (đưa ra tải)

+ Hệ số mộo phi tuyến của tớn hiệu ra

+ Mộo tuyến tớnh

Trang 9

Tầng khuếch đại công suất đơn dùng biến áp làm việc ở chế độ A

+ Tác dụng linh kiện:

Rtphản ánh sang cuộn sơ cấp của biến áp ra thành

n là hệ số biến áp

W1, W2- số vòng của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp

n

R t

R,  2t

1 2

W n W



+Đặc điểm:

ImCnhỏ hơn dòng một chiều IC0

UmC nhỏ hơn UC0

hiệu suất  < 50%

Méo tần số do biển áp

Méo phi tuyến do lõi sắt từ của BA

Khuếch đại công suất đẩy kéo song song

có biến áp

Tăng hiệu suất của tầng Transistor làm

việc ở chế độ B hoặc chế độ AB => tín hiệu

ra chỉ tồn tại trong một phần của chu kỳ

nên méo phi tuyến lớn

Để giảm méo dùng hai T mắc đẩy kéo

BA1là BA đảo pha ,tạo ra hai điện áp có

biên độ như nhau nhưng ngược pha T1và

T2mắc đẩy kéo

ở chế độ AB thì Rb1, Rb2đảm bảo thiên áp

cho chế độ này Nếu tầng làm việc ở chế độ

Định dạng
Số trang	9
Dung lượng	849,89 KB