Xem mẫu
- Bµi 2
s¬ ®å khuÕch ®¹i dïng transistor
Môc ®Ých: T×m hiÓu cÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c transistor. Kh¶o s¸t
ho¹t ®éng cña c¸c s¬ ®å øng dông transistor
phÇn lý thuyÕt
Transistor lµ dông cô b¸n dÉn gåm 2 líp tiÕp xóc p - n cã kh¶ n¨ng khuÕch
®¹i tÝn hiÖu ®iÖn. CÊu t¹o vµ ký hiÖu Transistor nh− h×nh vÏ:
MiÒn MiÒn
Base Base
Cùc emitter Cùc collector C
p n p n p n
E
E C
MiÒn MiÒn MiÒn MiÒn
emitter collector emitter Collector
B Base
B
Collector Collector
Base Base
Emitter Emitter
H×nh 2.1a
Cã 3 c¸ch m¾c Transistor c¬ b¶n lµ: Emitter chung (EC), collector chung
(CC) vµ base chung (BC) nh− h×nh vÏ:
IE ←
IC → IC → E
C
C
IE
→
E
B← B←
Ra
IB Ra
Ra
Vµo IB
Vµo Vµo
↑IE ↓IC
↓IB
E B C
H×nh 2.2a
34
- 1. KhuÕch ®¹i dïng Transistor
§ã lµ m¹ch ®iÖn dïng Transistor ®iÒu khiÓn lµm t¨ng c−êng ®é dßng ®iÖn
hay ®iÖn ¸p ë lèi ra:
o -E ic
t
o
RC
Io
Uo
P §K o
C Im
Ura
B i
RC
U vµo
Ur
E
t
o
Uo
Um
Ur
H×nh 2.3a
- Mét sè chØ tiªu vµ tham sè cña tÇng khuÕch ®¹i:
§¹i l−îng lèi ra
+ HÖ sè khuÕch ®¹i : K =
§¹i l−îng lèi vµo t−¬ng øng
+ §Æc tr−ng tÇn sè : K = F ( f )
lµ sù phô thuéc cña hÖ sè khuÕch ®¹i k vµo tÇn sè f.
+ §Æc tr−ng biªn ®é : U r = F (U v ) .
+ §iÖn trë lèi vµo vµ lèi ra:
∆U r
U
Zv = v ; Zr =
∆I r
Iv
2. Håi tiÕp trong bé khuÕch ®¹i
Håi tiÕp lµ qu¸ tr×nh truyÒn tÝn hiÖu §Çu ra
§Çu vµo
+ K
tõ lèi ra quay vÒ vµo lèi vµo cña bé
khuÕch ®¹i.NÕu håi tiÕp lµm t¨ng c−êng
β
tÝn hiÖu vµo (cïng pha víi tÝn hiÖu vµo)
th× gäi lµ håi tiÕp d−¬ng, ng−îc l¹i th×
H×nh 2.4a
gäi lµ håi tiÕp ©m.
Bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp d−¬ng nÕu Kβ ≥ 1 th× bé khuÕch ®¹i ë tr¹ng th¸i
35
- tù kÝch vµ tù nã ph¸t ra nh÷ng dao ®éng cã tÇn sè x¸c ®Þnh kh«ng phô thuéc vµo
tÝn hiÖu lèi vµo, bé khuÕch ®¹i trë thµnh m¸y ph¸t. Nªn ng−êi ta th−êng tr¸nh håi
tiÕp d−¬ng trong bé khuÕch ®¹i mµ ng−êi ta chØ thùc hiÖn håi tiÕp ©m. Håi tiÕp
©m cho phÐp c¶i thiÖn mét sè chØ tiªu cña bé khuÕch ®¹i, v× thÕ nã ®−îc sö dông
réng r·i. Tuú thuéc cÊu tróc m¹ch håi tiÕp mµ ta cã håi tiÕp dßng hay thÕ, nèi tiÕp
hay song song.
Rn Rn
→
Iv Ir → It →
It •
• • • •
•
• •
K
Uy Ur Rt
K Rt En Uy
Uv
En Uv
Ur
β
β
Uht
Uht
(a) (b)
β
Rht ↑
It →
Rn
• •
Iy
• Ut Rt
Uy K
IV
En
(c)
H×nh 2.5a
Ta h·y xem xÐt ¶nh h−ëng cña håi tiÕp ©m ®Õn mét sè chØ tiªu cña bé
khuÕch ®¹i. XÐt m¹ch håi tiÕp nèi tiÕp ®iÖn ¸p (H×nh 2.5a(a)).
K
- HÖ sè khuÕch ®¹i : K ht =
1 + Kβ
dK K
dKht
→ =
Kht 1 + Kβ
C«ng thøc trªn cã nghÜa lµ sù thay ®æi t−¬ng ®èi cña hÖ sè khuÕch ®¹i cã håi
tiÕp ©m nhá h¬n (1 + Kβ) lÇn so víi kh«ng cã håi tiÕp. §iÒu nµy rÊt quý gi¸ dïng
®Ó æn ®Þnh hÖ sè khuÕch ®¹i khi cã sù thay ®æi th«ng sè cña bé khuÕch ®¹i theo
nhiÖt ®é vµ sù giµ ho¸ cña chóng.
36
- - §Æc tr−ng tÇn sè cña bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp ©m: Më réng d¶i th«ng.
V× ë vïng tÇn sè thÊp vµ tÇn sè cao hÖ sè khuÕch ®¹i gi¶m → Ur gi¶m lµm Uht
gi¶m do ®ã Uy = Uv - Uht t¨ng lµm Ur t¨ng nghÜa lµ nã chèng l¹i sù gi¶m cña hÖ
sè khuÕch ®¹i K do ®ã nã më réng ®−îc gi¶i th«ng (ë ®©y Uy lµ tÝnh hiÖu vµo khi
cã ph¶n håi ©m).
- §iÖn trë vµo cña bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp ©m:
v× ta cã: U v = U y + U ht ; U ht = KβU y .
Uy
Uv
= (1 + Kβ )
Nªn trë kh¸ng vµo : Z vht =
Iv Iv
Z vht = (1 + Kβ ) Z v
Zvht : Trë kh¸ng vµo cã håi tiÕp
Zv : Trë kh¸ng vµo kh«ng cã håi tiÕp.
VËy håi tiÕp ©m nèi tiÕp lµm t¨ng trë kh¸ng vµo (1+ Kβ) lÇn.
Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p lµm trë kh¸ng ra gi¶m ®i (1+ Kβ) lÇn
Zr
Z rht =
(1 + Kβ )
víi mäi lo¹i håi tiÕp ©m ®Òu lµm gi¶m tÝn hiÖu lèi vµo bé khuÕch ®¹i (Uy hay Iy)
do ®ã lµm gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i Kht nh−ng lµm t¨ng ®é æn ®Þnh cña hÖ sè
khuÕch ®¹i. Ngoµi ra, håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p nèi tiÕp lµm æn ®Þnh Ur , gi¶m ®iÖn trë
ra t¨ng ®iÖn trë vµo. Håi tiÕp ©m song song lµm gi¶m ®iÖn trë lèi vµo (1+ Kβ) lÇn.
Håi tiÕp ©m dßng ®iÖn lµm t¨ng ®iÖn trë lèi ra lªn (1+ Kβ) lÇn.
K Ku
K uo
2
K ht
2
Kuo Kht
∆f f
∆f ht
H×nh 2.6a: ¶nh h−ëng cña håi tiÕp ©m ®Õn ®Æc tuyÕn biªn ®é tÇn sè.
B©y giê ta xÐt mét vµi m¹ch khuÕch ®¹i cô thÓ:
37
- o − Ec
R1 Rc
Cp2
o
Cp1
Ur
T
Rn
Uv
R2 RE
Er CE
(a) Håi tiÕp ©m dßng ®iÖn mét chiÒu trªn RE
o − Ec
Rc1 Rn
R1 Rc2
Cp2 C
o
Cp1 Ur
Cp3
T1 T2
Rn Uv R
RE1 RE2
R2 R4
(b) Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p nhê kh©u RC
H×nh 2.7a: S¬ ®å c¸c m¹ch håi tiÕp ©m.
3. KhuÕch ®¹i m¾c theo kiÓu Emitter chung (EC)
- KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu xoay chiÒu: M¹ch ®iÖn nguyªn lý mét tÇng khuÕch
®¹i EC vÏ trªn h×nh 2.7a.
Trong s¬ ®å tô Cp1 ng¨n ¶nh h−ëng 1 chiÒu gi÷a nguån tÝn hiÖu vµ m¹ch
vµo cßn cho tÝn hiÖu xoay chiÒu qua. Cp2 còng cã t¸c dông t−¬ng tù ë lèi ra. C¸c
®iÖn trë R1, R2, RE ®Þnh chÕ ®é tÜnh cho tÇng khuÕch ®¹i. CE ®Ó tr¸nh ph¶n håi ©m
®èi víi thµnh phÇn xoay chiÒu trªn ®iÖn trë RE.
Ho¹t ®éng cña tÇng khuÕch ®¹i EC nh− sau: §−a ®iÖn ¸p xoay chiÒu vµo
lµm xuÊt hiÖn dßng base (IB) xoay chiÒu vµ do ®ã lµm xuÊt hiÖn dßng collector
(IC) xoay chiÒu ë m¹ch ra qua Cp2 ra t¶i . Qua Rt lèi ra cã Ur xoay chiÒu ®· ®−îc
khuÕch ®¹i. (Xem h×nh 2.7b).
38
- o −EC
•
R1
Rc Cp2
Ic
•
• o
Cp1 Ibo
Iv → B It
• UCE
Ur
Rn IE •
Uv UBE Rt
R2 UE RE
En CE
~
•
•
• •
H×nh 2.7b: TÇng khuÕch ®¹i E chung.
C¸c phÐp tÝnh to¸n (kh«ng ®−a ra ë ®©y) cho ta mét sè th«ng sè kü thuËt
sau ®©y:
I R // Rt
- HÖ sè khuÕch ®¹i dßng : K i = r = β c
Iv Rt
Ki t−¬ng ®èi lín khi Rc >> Rt → Ki ≈ β
Ur R // Rt
=β c
- HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p : K u =
Rn + Rv
Uv
Trong s¬ ®å EC hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p cì 20 ÷ 100.
Pr
- HÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt : K p = = Ku . Ki = (0,2 ÷ 5).10 3
Pv
- §iÖn trë ra : Rr = Rc //Rc (E) nh−ng Rc(E) >> Rc
nªn Rr ≈ Rc
- KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu : S¬ ®å khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu EC ®−îc
tr×nh bµy trªn h×nh 2-8a.
Qu¸ tr×nh khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu còng gièng nh− xoay chiÒu mµ chØ
cã c¸ch ghÐp tÇng lµ kh¸c nhau. Trong bé khuÕch ®¹i 1 chiÒu viÖc ghÐp gi÷a
nguån tÝn hiÖu víi bé khuÕch ®¹i vµ ghÐp gi÷a c¸c tÇng khuÕch ®¹i víi nhau lµ
ghÐp trùc tiÕp kh«ng cã tô ®Ó c¸ch ly thµnh phÇn 1 chiÒu. V× vËy ®iÖn ¸p ra kh«ng
nh÷ng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tÝn hiÖu cã Ých mµ cßn do sù thay ®æi chÕ ®é 1 chiÒu
cña c¸c tÇng khuÕch ®¹i theo thêi gian g©y ra (vÝ dô do nhiÖt ®é To ch¼ng h¹n).
Khi ∆Uv = 0 nh−ng ∆Ur ≠ 0 (cã nghÜa lµ kh«ng cã tÝn hiÖu vµo mµ vÉn cã
tÝn hiÖu ra) gäi lµ sù tr«i ®iÓm kh«ng. Nguyªn nh©n cã thÓ do nguån kh«ng æn
39
- ®Þnh, tham sè transistor thay ®æi, hay do ¶nh h−ëng nhiÖt ®é To.... nªn khi thiÕt kÕ
m¹ch cÇn chän sao cho sù tr«i nhá nhÊt (∆Ur >> ∆Utr,r).
o − EC
IB02
RC2
R1 IC Rc1 RC3 R3
T2
T1 T3 Rt
Rn
UBE02
en UC3
IB UC1
R E1
R2 IE2 RE2 RE3 R4
(a)
o −EC
• •
RB1 R1 RC1
•
En Rn
• • T
UB2 U B2
R2 RE1
RB2
• • •
(b)
o − EC
•
•
RC2
RC1 Rp
T2 •
T1 •
Ip
UCE
•
RE1 IE RE2 UE2
• •
(c)
40
- o −EC
•
•
RC2
RC1 Rp
T1 • T2
RE2
IE1
RE1
D
• •
(d)
H×nh 2.8a: Bé khuÕch ®¹i biÕn thiªn chËm ghÐp trùc tiÕp.
ViÖc ghÐp trùc tiÕp gi÷a c¸c tÇng khuÕch ®¹i (collector tÇng tr−íc nèi víi
base tÇng sau) lµm ®iÖn ¸p ®Æt vµo base tÇng sau rÊt lín, ®Ó transistor lµm viÖc
b×nh th−êng cÇn n©ng ®iÖn ¸p trªn emitter b»ng c¸ch t¨ng RE, nh−ng t¨ng RE l¹i
lµm gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i nªn ng−êi ta kh¾c phôc b»ng c¸ch t¨ng dßng qua RE
b»ng c¸ch m¾c thªm Rp. Khi dßng qua RE t¨ng còng t−¬ng ®−¬ng nh− t¨ng ®iÖn
¸p cho emitter (®èi víi lo¹i p - n - p lµ t¨ng ®iÖn ¸p ©m).
M¹ch khuÕch ®¹i 1 chiÒu ghÐp trùc tiÕp cã −u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n nh−ng chÊt
l−îng kh«ng cao (hÖ sè khuÕch ®¹i nhá, ®é tr«i lín ...). Muèn cã bé khuÕch ®¹i 1
chiÒu cã hÖ sè khuÕch ®¹i lín, ®é tr«i nhá vµ tr¸nh ¶nh h−ëng do nhiÖt ®é ng−êi
ta ph¶i dïng s¬ ®å khuÕch ®¹i vi sai.
4. S¬ ®å collector chung (CC) hay s¬ ®å lÆp l¹i emitter
TÇng khuÕch ®¹i CC ®−îc vÏ trªn h×nh 2.9a.
• •
o +EC o +EC
R1
Rc
R1
Cp
•
• Cp2 Rn
UV
~
UV R2 RE
en
RE
R2 Ur
• •
• •
(a) (b)
H×nh 2.9a
41
- ViÖc khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu hay xoay chiÒu chØ kh¸c nhau ë chç tÝn
hiÖu xoay chiÒu ®−îc truyÒn qua tô cßn tÝn hiÖu 1 chiÒu ®−îc truyÒn trùc tiÕp nªn
viÖc ghÐp cã ¶nh h−ëng lÉn nhau vµ ph¶i tr¸nh sù tr«i ®iÓm kh«ng trong bé
khuÕch ®¹i 1 chiÒu. Víi bé khuÕch ®¹i C - C cã mét sè th«ng sè quan träng lµ:
- §iÖn trë vµo lín : ®©y lµ 1 −u ®iÓm quan träng.
RE // Rt
- HÖ sè khuÕch ®¹i dßng lín : K i ≈ (1 + β )
Rt
RE // Rt
- HÖ sè khuÕch ®¹i thÕ nhá : K u ≈ (1 + β ) ≈1
Rn + Rt
- HÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín nh−ng ®iÖn ¸p l¹i kh«ng ®æi.
- §iÖn trë ra nhá (cì Ω) : Rr ≈ RE // rE .
TÇng C - C th−êng ®−îc dïng ®Ó phèi hîp trë kh¸ng gi÷a lèi ra bé khuÕch
®¹i víi t¶i cã ®iÖn trë nhá, cã vai trß nh− 1 tÇng khuÕch ®¹i c«ng suÊt.
5. TÇng khuÕch ®¹i base chung (BC)
S¬ ®å m¹ch ®iÖn tÇng khuÕch ®¹i base chung vÏ trªn h×nh 2.10a.
§©y lµ s¬ ®å dïng ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu xoay chiÒu, nh−ng ®Ó khuÕch ®¹i
tÝn hiÖu 1 chiÒu chØ cÇn nèi t¾t c¸c tô nèi tÇng Cp1 vµ Cp2. C¸c phÇn tö Ee vµ Re ®Ó
x¸c ®Þnh dßng tÜnh IE cho transistor. Mét sè tham sè cña s¬ ®å BC lµ:
- §iÖn trë vµo : Rv = Re //[rE + (1 − α )rB ] .
§iÖn trë vµo x¸c ®Þnh chñ yÕu b»ng rE vµ vµo kho¶ng (10 ÷ 50)Ω. §iÖn trë
vµo nhá lµ nh−îc ®iÓm c¬ b¶n cña s¬ ®å BC v× nã sÏ tiªu thô nhiÒu n¨ng l−îng
cña nguån tÝn hiÖu.
o −E c
Ec +
Ic
Rc
Ie
Re
Cp1 • •
Iv →
•
Cp2
T
Rn
Ur
Uv
Rt
En IBE
~
•
•
(a) S¬ ®å khuÕch ®¹i BC
42
- α .IE
>>
rE
Iv → E C
Ic →
Ie → rc
Rn Ur
↓
↓ Rc
RB
RE R
Uv
I1
IB
En
B
(b) S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng
H×nh 2.10a
RC // Rt
- HÖ sè khuÕch ®¹i dßng : K i = α
Rt
RC // Rt
- HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p : K u = α .
Rn + Rv
NÕu gi¶m ®iÖn trë trong cña nguån tÝn hiÖu Rn sÏ lµ t¨ng hÖ sè khuÕch ®¹i
®iÖn ¸p.
- §iÖn trë ra : §iÖn trë ra cña tÇng khuÕch ®¹i BC lín.
Rr = RC // rC ( B ) ≈ RC .
§Æc tuyÕn cña s¬ ®å BC cã vïng tuyÕn tÝnh lín nªn cã thÓ dïng ë chÕ ®é
®iÖn ¸p collector cao khi cÇn cã ®iÖn ¸p lèi ra lín. TÇng khuÕch ®¹i BC th−êng
lµm tÇng ra cña bé khuÕch ®¹i kÕt hîp víi tÇng khuÕch ®¹i CC lµm tÇng tr−íc
cuèi. Khi ®ã tÇng CC lµ nguån tÝn hiÖu cã ®iÖn trë néi nhá (®iÖn trë ra cña tÇng
khuÕch ®¹i CC) cña tÇng BC.
TÇng khuÕch ®¹i base chung cã ®iÖn dung lèi vµo nhá, nªn cã kh¶ n¨ng
khuÕch ®¹i ë tÇn sè cao. Th−êng ®−îc dïng ®Ó khuÕch ®¹i cao tÇn.
43
- PhÇn thùc nghiÖm
A. ThiÕt bÞ sö dông:
1. ThiÕt bÞ chÝnh cho thùc tËp t−¬ng tù
2. Panel thÝ nghiÖm AE - 102N cho bµi thùc tËp vÒ trasistor (G¾n lªn khèi
thiÕt bÞ chÝnh ®Õ nguån).
3. Dao ®éng ký 2 chïm tia.
4. D©y nèi c¾m 2 ®Çu.
B. CÊp nguån vµ nèi d©y
Panel thÝ nghiÖm AE - 102N chøa 4 m¶ng s¬ ®å A2- 1 ... A2- 4, víi c¸c chèt
c¾m nguån riªng. Khi sö dông m¶ng nµo th× cÊp nguån cho m¶ng s¬ ®å ®ã. §Êt
(GND) cña c¸c m¶ng s¬ ®å ®Êt ®−îc nèi s½n víi nhau. Do ®ã chØ cÇn nèi ®Êt
chung cho toµn khèi AE - 102N.
1. Bé nguån chuÈn DC POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ chÝnh cung cÊp c¸c
thÕ chuÈn ± 5V , ± 12V cè ®Þnh.
2. Bé nguån ®iÒu chØnh DC ADJUST POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ chÝnh
cung cÊp c¸c gi¸ trÞ ®iÖn thÕ mét chiÒu 0.... + 15V vµ 0.... − 15V . Khi vÆn c¸c biÕn
trë chØnh nguån, cho phÐp ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn thÕ cÇn thiÕt. Sö dông ®ång hå ®o thÕ
DC trªn thiÕt bÞ chÝnh ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn thÕ ®Æt.
3. Khi thùc tËp, cÇn nèi d©y tõ c¸c chèt cÊp nguån cña khèi thiÕt bÞ chÝnh
tíi cÊp trùc tiÕp cho m¶ng s¬ ®å cÇn kh¶o s¸t.
(Chó ý: C¾m ®óng ph©n cùc cña nguån vµ ®ång hå ®o).
C. C¸c bµi thùc tËp
1. khuÕch ®¹i mét chiÒu (dc) transistor kiÓu emitter chung
1.1. S¬ ®å víi transistor npn
NhiÖm vô:
Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i cña transistor npn, s¬ ®å m¾c
kiÓu Emitter chung vµ ®o hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cña transistor.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
1.1.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2- 1a.
1.1.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o:
- §ång hå ®o sôt thÕ trªn transistor: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (V) cña
m¹ch A2- 1a víi ®ång hå ®o thÕ hiÖn sè DIGITAL VOLTMETER cña thiÕt bÞ
chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 20V.
44
- - §ång hå ®o dßng collector cña transistor: §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o
hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ
kho¶ng ®o ë 20mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2-1a víi chèt vµo
bé ®o.
- §ång hå ®o dßng base cña transistor : Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (µA) cña
m¹ch A2- 1a víi ®ång hå ®o dßng hiÖn sè DIGITAL mA METER cña thiÕt bÞ
chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 2mA.
1.1.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ). VÆn biÕn trë P1 ®Ó
dßng qua collector transistor ∼ 2mA.
1.1.4. VÆn biÕn trë P2/10K ®Ó sôt thÕ trªn collector trong kho¶ng tõ ∼ 4V
- 6V.
1.1.5. §o dßng base, ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-1. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë
P1 ®Ó thay ®æi dßng base T1 (t¨ng thªm ∼ 10µA). Ghi gi¸ trÞ dßng base vµ
collector cña transistor vµo b¶ng A2-1.
B¶ng A2-1
KiÓu Dßng Ib (chØnh P1) ThÕ Vc (chØnh P2) Dßng Ic
Ib1 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V
1 Ic1 = ---------------mA
Ib2 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V
2 Ic2 = ---------------mA
1.1.6. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC β = ( I c 2 − I c1 I b 2 − I b1 )
1.2. S¬ ®å víi transistor pnp
NhiÖm vô:
Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i cña transistor pnp, s¬ ®å m¾c
45
- kiÓu emitter chung vµ ®o hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cña transistor.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
1.2.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2-1b.
1.2.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o:
- §ång hå ®o sôt thÕ cña transistor: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (V) cña m¹ch
A2-1b víi ®ång hå ®o thÕ hiÖn sè DIGITAL VOLTMETER cña thiÕt bÞ chÝnh.
Kho¶ng ®o ®Æt ë 20V.
- §ång hå ®o dßng collector cña transistor : §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o
hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ
kho¶ng ®o ë 20mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2- 1b víi chèt vµo
bé ®o.
- §ång hå ®o dßng base cña transistor : Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (µA) cña
m¹ch A2-1b víi ®ång hå ®o dßng hiÖn sè DIGITAL mA METER cña thiÕt bÞ
chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 2mA.
1.2.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ). VÆn biÕn trë P1 ®Ó
dßng qua collector transistor ∼ 2mA.
1.2.4. VÆn biÕn trë P2/10K ®Ó sôt thÕ trªn collector trong kho¶ng tõ ∼ 4V
- 6V.
1.2.5. §o dßng base, ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-2. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë
P1 ®Ó thay ®æi dßng base T1 (t¨ng thªm ∼ 10µA). Ghi gi¸ trÞ dßng base vµ
collector cña transistor vµo b¶ng A2-2.
1.2.6. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC β = ( I c 2 − I c1 I b 2 − I b1 ) .
46
- B¶ng A2-2
KiÓu Dßng Ib (chØnh P1) ThÕ Vc (chØnh P2) Dßng Ic
Ib1 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V
1 Ic1 = ---------------mA
Ib2 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V
2 Ic2 = ---------------mA
2. khuÕch ®¹i xoay chiÒu (Ac) transistor kiÓu emitter chung
NhiÖm vô:
Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i xoay chiÒu cña transistor, s¬ ®å
m¾c kiÓu emitter chung.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
2.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2-2.
2.2. ChÕ ®é khuÕch ®¹i xoay chiÒu:
2.2.1. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh
(khèi ®Õ) ë chÕ ®é:
- Ph¸t d¹ng sin (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh sin), tÇn sè 1Hz
(c«ng t¾c RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn trë chØnh tinh
FREQUENCY).
- Biªn ®é ra 50mV (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE).
2.2.2. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 50mV cm vµ
kªnh 2 ë 2V cm , thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm .
ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao
®éng ký ®Ó dÞch tia theo chiÒu X, Y ®Ó vÞ trÝ dÔ quan s¸t.
47
- Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ vµo IN/A. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký
víi ®iÓm thÕ ra OUT/ C.
2.2.3. Nèi tÝn hiÖu tõ m¸y ph¸t xung FUNCTION GENERATOR cña thiÕt
bÞ chÝnh víi lèi vµo IN/A cña m¹ch A2- 2.
2.2.4. Nèi c¸c chèt theo b¶ng A2-3. Nèi J3 vµ kh«ng nèi J7. øng víi mçi
cÊu h×nh nèi, vÏ d¹ng xung vµ ®o biªn ®é, mÆt t¨ng cña xung ra. Chó ý J = 1 biÓu
thÞ cã nèi, J = 0 - kh«ng nèi. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-3.
B¶ng A2-3
Biªn ®é MÆt t¨ng cña
KiÓu Tr¹ng th¸i J1 J2 J4 J5 J6 J8 J9 K
Ura Ura
1 K = K1 1 0 0 1 0 0 0
2 K = K2 0 1 0 1 0 0 0
3 K = K3 0 1 0 0 1 0 0
4 K = K4 0 1 0 0 1 1 0
5 Cã t¶i ra 0 1 0 0 1 1 1
2.2.5. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ K = Ura/ Uvµo cho mçi b−íc vµ ghi vµo
b¶ng A2-3.
2.2.6. Gi¶i thÝch nguyªn nh©n lµm thay ®æi hÖ sè khuÕch ®¹i cho mçi kiÓu
nèi trong b¶ng A2-3.
2.3. §o ®Æc tr−ng tÇn sè cña bé khuÕch ®¹i:
2.3.1. Sö dông m¸y ph¸t xung ngoµi cã tÇn sè xung sin cùc ®¹i ∼ 10MHz,
®Æt biªn ®é xung ra ∼ 50mV. Nèi lèi ra m¸y ph¸t víi lèi vµo IN/A s¬ ®å h×nh
A2- 2.
2.3.2. S¬ ®å h×nh A2- 2 nèi theo kiÓu 1 cña b¶ng A2- 3.
2.3.3. Thay ®æi tÇn sè xung vµo theo b¶ng A2- 4, ®o biªn ®é xung ra øng
víi mçi tÇn sè. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2- 4.
B¶ng A2- 4
100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 5MHz 7MHz 10MHz
f
Uvµo
Ura
K =Ura/ Uvµo
2.3.4. BiÓu diÔn ®å thÞ sù phô thuéc hÖ sè khuÕch ®¹i K (trôc y) vµo tÇn sè
(trôc x).
48
- 2.4. KhuÕch ®¹i xoay chiÒu (Ac) transistor víi m¹ch ph¶n håi ©m cho tÇng
khuÕch ®¹i emitter chung.
Häc viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i cã ph¶n håi ©m cña transistor
trong s¬ ®å m¾c kiÓu emitter chung.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
2.4.1. Sö dông s¬ ®å A2-2.
2.4.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh
ë chÕ ®é:
- Ph¸t d¹ng xung vu«ng gãc (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh vu«ng
gãc), tÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn
trë chØnh tinh FREQUENCY).
- Biªn ®é ra 50mV (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE).
2.4.3. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 50mV cm vµ
kªnh 2 ë 2V cm , thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm . ChØnh cho c¶ 2 tia
n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao ®éng ký.
Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ vµo IN/A. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký
víi ®iÓm thÕ ra OUT/ C.
2.4.4. ¶nh h−ëng ph¶n håi ©m lªn hÖ sè khuÕch ®¹i
2.4.4.1. Nèi J5. C¸c chèt J3, J6 kh«ng nèi. C¸c chèt cßn l¹i nèi theo b¶ng
A2-5 cho s¬ ®å h×nh A2-2. øng víi mçi b−íc nèi, vÏ d¹ng xung vµ ®o biªn ®é
xung vµo vµ xung ra (chó ý, J = 1 biÓu thÞ cã nèi ; J = 0 - kh«ng nèi).
2.4.4.2. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ K = Ura/ Uvµo cho mçi b−íc vµ ghi vµo
b¶ng A2-5.
B¶ng A2-5
J1 J2 J4 J7 Biªn ®é Biªn ®é K MÆt t¨ng cña
KiÓu Tr¹ng th¸i
Uvµo Ura Ura
Kh«ng cã ph¶n
1 1 0 0 1
håi ©m
Cã ph¶n håi ©m 1
2 1 0 0 0
Cã ph¶n håi ©m 2
3 0 1 1 1
Cã ph¶n håi ©m
4 0 1 1 0
1+2
2.4.5. ¶nh h−ëng ph¶n håi ©m lªn ®Æc tr−ng tÇn sè:
49
- 2.4.5.1 Nèi hÖ nh− kiÓu 1 trong b¶ng A2-5.
Sö dông m¸y ph¸t xung ngoµi cã tÇn sè xung sin cùc ®¹i ∼ 10MHz, ®Æt biªn
®é xung ra ∼ 50mV. Nèi lèi ra m¸y ph¸t víi lèi vµo IN/A s¬ ®å h×nh A2-2.
2.4.5.2 Thay ®æi tÇn sè xung vµo theo b¶ng A2-6, ®o biªn ®é xung ra øng
víi mçi tÇn sè cho kiÓu kh«ng ph¶n håi (nèi J1, J5, J7) vµ cã ph¶n håi (nèi J2, J4,
J5). Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-6.
B¶ng A2-6
100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 10MHz 7MHz 20MHz
f
Uvµo khi nèi
J1, J5, J7
Ura khi nèi
J1, J5, J7
K =Ura/ Uvµo
Uvµo khi nèi
J2, J4, J5
Ura khi nèi
J2, J4, J5
K =Ura/ Uvµo
2.4.5.3 BiÓu diÔn kÕt qu¶ sù phô thuéc hÖ sè khuÕch ®¹i vµo tÇn sè cho hai
tr−êng hîp cã ph¶n håi ©m vµ kh«ng cã ph¶n håi ©m .
2.4.6. ¶nh h−ëng ph¶n håi ©m lªn tæng trë vµo:
2.4.6.1 Nèi s¬ ®å h×nh A2-2 nh− kiÓu 1 trong b¶ng A2-5 (kh«ng ph¶n håi
©m - Nèi J5, J1, J7). M¸y ph¸t cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ph¸t xung sin ë tÇn sè
1KHz, biªn ®é 200mV.
§o biªn ®é xung ra m¸y ph¸t Uf(0) khi ch−a nèi m¸y ph¸t vµo ®iÓm IN/A
cña s¬ ®å h×nh A2-5. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7.
C¾m chèt m¸y ph¸t vµo ®iÓm A. CÊp tÝn hiÖu cho s¬ ®å h×nh A2-2. §o
biªn ®é xung vµo Ufvµo(1). Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7.
2.4.6.2 Nèi cho tr−êng hîp cã ph¶n håi ©m 1 + 2 (nèi J2, J4, J5). M¸y
ph¸t cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ph¸t xung sin ë tÇn sè 1KHz, biªn ®é 200mV.
§o biªn ®é xung ra m¸y ph¸t Uf(0) khi ch−a nèi m¸y ph¸t vµo ®iÓm IN/A
cña s¬ ®å h×nh A2-2B. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7.
50
- C¾m chèt m¸y ph¸t vµo ®iÓm A. CÊp tÝn hiÖu cho s¬ ®å A2-2B. §o biªn ®é
xung vµo Ufvµo(1). Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7.
B¶ng A2-7
KiÓu Tr¹ng th¸i J1 J2 J4 J5 J7 J8 Uf(0) UfV(1) Uf v (0).R f
Ri =
Uf v (0) − Uf v (1)
Kh«ng cã
1 1 0 0 1 1 0 200mV
ph¶n håi ©m
Cã ph¶n håi
2 0 1 1 1 0 0 200mV
©m 1 + 2
Tõ gi¸ trÞ ®o, tÝnh ®iÖn trë vµo Ri cña hÖ khuÕch ®¹i cho hai tr−êng hîp víi
®iÖn trë néi cña m¸y ph¸t Rf = 500Ω.
2.4.6.3 KÕt luËn vÒ vai trß cña m¹ch ph¶n håi ©m ®èi víi mét sè ®Æc
tr−ng cña s¬ ®å khuÕch ®¹i emitter chung.
3. s¬ ®å collector chung-tÇng lÆp l¹i emitter dïng
transistor
NhiÖm vô:
Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c lÆp l¹i emitter vµ s¬ ®å Darlington.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
3.1. §o hÖ sè khuÕch ®¹i dßng
3.1.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2- 3a.
3.1.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o:
- §ång hå ®o dßng base cña transistor: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña
51
- m¹ch A2-3 víi ®ång hå ®o dßng hiÖn sè DIGITAL mA METER cña thiÕt bÞ
chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 2mA.
- §ång hå ®o dßng emitter cña transistor : §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o hiÖn
sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ kho¶ng ®o
ë 20mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2- 3a víi chèt E1vµ R5 ®Ó
t¹o m¹ch emitter cho T1.
Chó ý: C¾m ®óng ph©n cùc nguån vµ ®ång hå ®o.
3.1.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh. VÆn biÕn trë P1 ®Ó dßng qua
base transistor T1 ∼ 20µA.
3.1.4. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë P1, do ®ã lµm thay ®æi dßng base transistor
T1 theo c¸c lÇn ®o cho trong b¶ng A2- 8. Ghi gi¸ trÞ dßng ch¶y qua emitter cña
transistor vµo b¶ng A2- 8.
B¶ng A2-8
Dßng I b T 1 (chØnh P1) Dßng I e T 1
I b1 = 20 µA I e1 = .........mA
1
I b 2 = 20µA I e 2 = .........mA
2
3.1.5. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC K ( I ) = ( I e 2 − I e1 ) ( I b 2 − I b1 ) .
3.2. TÇng lÆp l¹i Darlington:
3.2.1. §ång hå ®o dßng emitter cña transistor : §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o
hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ
kho¶ng ®o ë 200mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2- 3 víi chèt E2
52
- vµ R5 ®Ó t¹o m¹ch emitter cho T2.
3.2.2. Sö dông d©y cã chèt c¾m ®Ó nèi m¹ch h×nh A2-3 thµnh s¬ ®å
Darlington:
Nèi chèt E1 víi B2.
3.2.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ). VÆn biÕn trë P1 ®Ó
dßng qua base transistor ∼ 10µA.
3.2.4. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë P1, lµm thay ®æi dßng base transistor T1 vµ
do ®ã T2 theo c¸c kiÓu cho trong b¶ng A2-9. Ghi gi¸ trÞ dßng ch¶y qua emitter
cña transistor T2 vµo b¶ng A2-9.
B¶ng A2-9
Dßng I b T 1 (chØnh P1) Dßng I e T 2
I b1 = 10 µA I e1 = .........mA
1
I b 2 = 20 µA I e 2 = .........mA
2
3.2.5. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC cho toµn bé s¬ ®å Darlington.
K ( I ) = ( I e 2 − I e1 ) ( I b 2 − I b1 ) = .
3.2.6. So s¸nh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cho s¬ ®å lÆp l¹i th«ng th−êng vµ s¬
®å Darlington.
3.3. TÇng lÆp lµm viÖc ë chÕ ®é xoay chiÒu (Ac).
3.3.1. Sö dông s¬ ®å A2- 3.
3.3.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh
ë chÕ ®é:
- Ph¸t d¹ng xung vu«ng gãc (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh vu«ng
gãc), tÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn
trë chØnh tinh FREQUENCY).
- Biªn ®é ra 2V (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE).
3.3.3. Nèi lèi vµo IN m¹ch A2- 3 víi lèi ra m¸y ph¸t tÝn hiÖu.
3.3.4. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 1V / cm, thêi
gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm .
ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao
®éng ký.
Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ vµo IN. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký víi
®iÓm thÕ ra C.
3.3.5. Nèi c¸c chèt E1 víi R4, R5 vµ R6. §o th«ng sè xung ra. TÝnh hÖ sè
khuÕch ®¹i thÕ K1 = Ura/ Uvµo cho tÇng lÆp l¹i ®¬n. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-10.
53
nguon tai.lieu . vn