Tài liệu Mạch khuếch đại bán dẫn

Tài liệu "Mạch khuếch đại bán dẫn" trình bày về các mạch khuếch đại dùng tranzito. Để có thể khuếch đại được thì các tranzito hoạt động ở chế tích cực, và do đó phải có các mạch điện cung cấp điện áp phân cực cho tranzito.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu Mạch khuếch đại bán dẫnMạch khuếch đại bán dẫn Mạch khuếch đại bán dẫn Bởi: Lê SắcChương này trình bày về các mạch khuếch đại dùng tranzito. Để có thể khuếch đại đượcthì các tranzito hoạt động ở chế tích cực, và do đó phải có các mạch điện cung cấp điệnáp phân cực cho tranzito.Có 3 cách mắc mạch khuếch đại đó là emitơ chung (EC), bazơ chung (BC) và colectơchung (CC). Mỗi cách mắc đều có ưu điểm và nhược điểm chung, nhưng mạch EC đượcsử dụng rộng rãi nhất vì có hế số khuếch đại điện áp và dòng điện lớn.Tương ứng các mạch khuếch đại dùng trazito lưỡng cực, cũng có các mạch khuếch đạitương ứng dùng tranzito trường là SS, GS và DC. Các mạch khuếch đại dùng FET có hệsố khuếch đại thấp nhưng lại có độ ổn định và tránh nhiễu tốt hơn so với BJT.Một trong các khối mạch quan trọng trong các thiết bị điện tử là khối mạch khuếch đạicông suất. Đây thường là khối mạch cuối cùng , có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu lên đủcông suất để đưa ra tải. Các tranzito dùng trong các mạch khuếch đại công suất thườnglà các tranzito chịu được dòng lớn. Tùy vào công suất yêu cầu mà có các loại mạchkhuếch đại công suất khác nhau, hoạt động ở chế độ khác nhau. Các chế độ làm việc củatầng khuếch đại công suất bao gồm chế độ A, AB, và B.ĐỊNH NGHĨA, CÁC CHỈ TIÊU VÀ THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCHKHUẾCH ĐẠIĐịnh nghĩa mạch khuếch đạiThực chất khuếch đại là một quá trình biến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó nănglượng một chiều của nguồn cung cấp, không chứa thông tin, được biến đổi thành nănglượng xoay chiều theo tín hiệu điều khiển đầu vào, chứa đựng thông tin, làm cho tín hiệura lớn lên nhiều lần và không méo. Phần tử điều khiển đó là tranzito. Sơ đồ tổng quátcủa mạch khuếch đại như ở hình sau 1/33Mạch khuếch đại bán dẫnPhần tử cơ bản là phần tử điều khiển tranzito có điện trở thay đổi theo sự điều khiển củađiện áp hay dòng điện đặt tới cực điều khiển (cực B) của nó, qua đó điều khiển quy luậtbiến đổi dòng điện của mạch ra bao gồm tranzito và điện trở Rc. Tại lối ra giữa cực Cvà cực phát, người ta nhận được một điện áp biến thiên cùng quy luật với tín hiệu vàonhưng độ lớn được tăng lên nhiều lần. Để đơn giản, giả thiết điện áp đặt vào cực gốc códạng hình sin.Từ sơ đồ hình 2-2 ta thấy rằng dòng điện và điện áp xoay chiều ở mạch ra (tỷ lệ vớidòng điện và điện áp tín hiệu vào) cần phải coi là tổng các thành phần xoay chiều dòngđiện và điện áp trên nền của thành phần một chiều I0 và U0. Phải đảm bảo sao cho biênđộ thành phần xoay chiều không vượt quá thành phần một chiều, nghĩa là Io ≥ Īm và U0≥Ūm .Nếu điều kiện đó không được thoả mãn thì dòng điện và điện áp ở mạch ra trongtừng khoảng thời gian nhất định sẽ bằng không và sẽ làm méo dạng tín hiệu.Như vậy để đảm bảo công tác cho tầng khuếch đại (khi tín hiệu vào là xoay chiều) thìở mạch ra của nó phải tạo nên thành phần dòng một chiều I0 và điện áp một chiều U0.Chính vì vậy, ở mạch vào của tầng, ngoài nguồn tín hiệu cần khuếch đại, người ta cũngphải đặt thêm điện áp một chiều UV0 (hay dòng điện một chiều IV0). Các thành phầndòng điện và điện áp một chiều đó xác định chế độ làm việc tĩnh của tầng khuếch đại.Tham số của chế độ tĩnh theo mạch vào (IV0, UV0) và theo mạch ra (I0, U0) đặc trưngcho trạng thái ban đầu của sơ đồ khi chưa có tín hiệu vào. 2/33Mạch khuếch đại bán dẫnCác chỉ tiêu và tham số cơ bản của một tầng khuếch đạiHệ số khuếch đại K→ size 12{ widevec {K} } {} →Nói chung vì tầng khuếch đại có chứa các phần tử điện kháng nên K là một số phức.Trở kháng đầu vào và đầu raTrở kháng đầu vào và trở kháng đầu ra của tầng khuếch đại được định nghĩaZ = U ,Z = U V r I I V r V rMéo tần sốMéo tần số là méo khi độ khuếch đại của mạch khuếch đại bị giảm ở vùng tần số thấpvà vùng tần số cao. 3/33Mạch khuếch đại bán dẫnMéo phi tuyến.Méo phi tuyến là do tính chất phi tuyến của các phần tử bán dẫn như tranzito gây ra. Khiuv chỉ có thành phần tần số ωthì ur nói chung có các thành phần tín hiệu với tần số là bộicủa ω tức là n.ω(với n = 1, 2...) với các biên độ cực đại tương ứng làŪmax . Hệ số méophi tuyến do tầng khuếch đại gây ra được đánh giá là:Hiệu suất của tầng khuếch đạiHiệu suất của một tầng khuếch đại là đại lượng được tính bằng tỷ số giữa công suất tínhiệu xoay chiều đưa ra tải Prvới công suất tiêu thụ nguồn cung cấp một chiều: P0.η= P r P 0HỒI TIẾP TRONG CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠIHồi tiếp là việc thực hiện truyền một phần tín hiệu từ đầu ra trở về đầu vào bộ khuếchđại. Thực hiệ ...