BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ BÀI 2 kiểm chứng mạch khuếch đại ghép vi sai dùng BJT

Bài 2 - Kiểm chứng mạch khuếch đại ghép vi sai dùng BJTI.. Mục tiêu thí nghiệm: + Bài thí nghiệm giúp sinh viên kiểm chứng tính đúng đắn của các mạch khuếch đại ghép vi sai dùng BJT + Đồ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NĂM HỌC 2020 – 2021

-* -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ

BÀI 2 Kiểm chứng mạch khuếch đại ghép vi sai dùng BJT

GVHD: Nguyễn Thanh Phương

Lớp L07 - Nhóm 10

SV thực hiện:

1 Nguyễn Duy Khánh MSSV: 1911368

2 Nguyễn Ngọc Độ MSSV: 1913131

3 Nguyễn Ngọc Được MSSV: 1913132

Ngày hoàn thành báo cáo: 06/11/2021

Bài 2 - Kiểm chứng mạch khuếch đại ghép vi sai dùng BJT

I Mục tiêu thí nghiệm:

+ Bài thí nghiệm giúp sinh viên kiểm chứng tính đúng đắn của các mạch

khuếch đại ghép vi sai dùng BJT

+ Đồng thời sinh viên đưa ra quy trình thí nghiệm và hiệu chỉnh cần thiết, thao tác thực hiện thí nghiệm và số liệu ghi nhận được=> kiểm chứng nguyên lý hoạt động, mô hình tương đương và các thông số cơ bản của mạch khuếch đại ghép vi sai dùng BJT

+Trong quá trình thí nghiệm, bài thí nghiệm đã giúp các thành viên trong nhóm thành thạo hơn trong việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm (dao động ký, máy

đo đa năng ), nắm rõ các quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm

II Các giả thuyết phải kiểm chứng

Sử dụng số đo trên lớp đo được và β đo trên lớp = 96

*Mạch 1:

Nguyên lý hoạt động:

Mạch gồm 2 BJT giống nhau về mọi thông số, ghép chung chân C, chân E, tín hiệu đầu vào đưa vào chân B, điện trở RE hồi tiếp âm giúp mạch luôn hoạt động

ở chế độ tích cực, tín hiệu ngõ ra lấy ở chân C là khuếch đại hiệu giữa 2 tín

hiệu đầu vào ( tín hiệu bé).

Chức năng:

- Có khả năng khuếch đại cái tín hiệu có tần số nhỏ( tín hiệu một chiều, có tần

số vài Hz), giảm thiểu tiếng ồn do linh kiện và sự cản trở từ bên ngoài Liên kết giữa các tầng mà không cần dùng đến tụ

- Khuếch đại vi sai được sử dụng để khuếch đại tín hiệu có tần số giới hạn dưới nhỏ (tới vài Hz), gọi là tín hiệu biến thiên chậm hay tín hiệu một chiều

- Khuếch đại vi sai là cơ sở để xây dựng khuếch đại thuật toán sử dụng Op- Amp

-Mạch tương đương:

-Cơ sở lý thuyết:

Xét DC: 0 - (-12) = IB1.RB1 + 2.IE.RE + VBE

IE = (β + 1 ) IB1

=> IB =RB 1+2 ℜ (β+1) 12−VBE = 0,01 (mA)

=> IC = β.IB = 0.96 (mA) Xét AC: => gm = V I C

T = 0.037 => rπ = gm β = 2,6 (kΩ) Xét KCL tại node E ta có:

1 1

E

E E E

g v g v

v

Mặt khác:

Do đó:

1

2 (1 )

E

B

E

R















Ta có v1 v cm v d / 2 và v2 v cmv d / 2 1 2( 1) R

cm E

B E

v v

R r







2

2

[ / / ]

2 1

2( 1) R

B

B B

E

d d cm cm

r















 





Độ lợi vi sai: Ad = β (RC / 2.(rπ + RB)¿RL)= 48,23 (V/V)

Độ lợi cách chung: Ac = rπ + RB+2.(β +1) ℜ β (RC/¿RL) = 0,336 (V/V)

*Mạch 2:

Chức năng: tương tự mạch 1.

Nguyên lý hoạt động: Mạch gồm 2 BJT giống nhau về mọi thông số, ghép chung chân C, chân E, tín hiệu đầu vào đưa vào chân B, nguồn dòng ở chân E cung cấp dòng cho mạch luôn hoạt động ở chế độ tích cực, tín hiệu ngõ ra lấy ở chân C là khuếch đại hiệu giữa 2 tín hiệu đầu vào ( tín hiệu bé)

-Mạch tương đương:

-Cơ sở lý thuyết :

Xét DC:

Sử dụng sơ đồ tương đương Thevenin ta có:

Rth = (RJ1//RJ2) = 3.4 (kΩ)

Vth =−12 RR J 1

J 1+R J 2= -6 (V)

IB3=V th+12−V BE R th+( β+1)R E = 0,02 (mA)

=> 2.IE1=2.IE2=IC3=β.IB3=1,92 (mA)

=>IC1=IC2=β+1 β IE1= 0,95 (mA)

=> gm = Ic 1 VT = 0,037

=> rπ = g m β = 2,6 (kΩ)

Tương tự mạch 1

Độ lợi vi sai: Ad = β (RC / 2.(rπ + RB)¿RL) = 48,23 (V/V)

Độ lợi cách chung: Ac = rπ + RB+2.(β +1) R 0 β (RC/¿RL)

Với

A

C

V

I

 

trong đó VA là điện áp Early, V A   nên R o  

Do đó AV= 0

III.Lựa chọn các dữ kiện đầu vào và phương pháp đo đạc các đại lượng

-Mạch 1:

RB1=R4 ; RB2=R17 ; RC1=R12 ; RC2=R14 ; RE=R21 ; R1=R22

C0=C3

-Mạch 2:

RB1=R4 ; RB2=R17 ; RC1=R12 ; RC3=R14 ; RE=R20 ; RJ1=R18

RJ2=R19 ; R1=R22

C0=C3

Module mắc mạch:

-Phương pháp đo:

a Đo độ lợi cách chung :

Cấp tín hiệu v1 và v2 giống nhau (máy phát sóng nối vào cả v1 và v2), đảm bảo mạch hoạt động ở chế độ AC, tín hiệu nhỏ, tần số dãy giữa Đo trị đỉnh - đỉnh của vo, v1, v2, từ đó tính ra độ lợi cách chung Ac Lưu ý các

phương trình: vo=ACVc +ADVD; vd=v2-v1=0; vc=(v2+v1)/2

b Đo độ lợi vi sai:

Cấp tín hiệu v1 và v2 bằng nhau về biên độ nhưng ngược pha nhau (hai đầu máy phát sóng nối vào nhánh hai điện trở bằng nhau nối nối tiếp, điểm nối nhau của hai điện trở dùng làm GND, hai đầu còn lại của hai điện trở nối với RB1 và RB2 để tạo v1 và v2 bằng nhau nhưng ngược pha Lưu ý cặp điện trở này phải có giá trị rất nhỏ so với RB1 và RB2), đảm bảo mạch hoạt động ở chế

độ AC, tín hiệu nhỏ, tần số dãy giữa Đo trị đỉnh - đỉnh của vo, v1, v2, từ đó tính ra độ lợi vi sai Ad Lưu ý các phương trình: vo=Acvc+Advd; vd=v2-v1; vc=(v2+v1)/2=0

IV.Kết quả thí nghiệm

-Độ lợi cách chung

Mạch sử

A C

Mạch 1 7.92V 7.92V 3.16V 0.336 0.399

*Hình ảnh dạng sóng

-Độ lợi vi sai

Mạch sử

A d

*Hình ảnh dạng sóng:

V.Các phân tích so sánh và kết luận

-Các thông số có sự sai lệch khá lớn chủ yếu do lựa chọn giá trị VT và β để sử dụng cho việc tính toán lý thuyết và sai số trong thực hành

-Kết luận : Qua buổi thí nghiệm nhóm chúng em đã hiểu cách thực hiện và công dụng của mạch ghép vi sai