Bài giảng Điện tử căn bản - Chương 10: Mạch khuếch đại - Xuân Vinh

 Chương X - Mạch khuếch đại 
 1. Khái niệm về mạch khuyếh đại . 
 Mạch khuyếch đại được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, 
như mạch khuyếch đại âm tần trong Cassete, Âmply, Khuyếch đại tín 
hiệu video trong Ti vi mầu v.v ... 
 Có ba loại mạch khuyếch đại chính là : 
z Khuyếch đại về điện áp : Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có 
biên độ nhỏ vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu có biên độ 
lớn hơn nhiều lần. 
z Mạch khuyếch đại về dòng điện : Là mạch khi ta đưa một tín 
hiệu có cường độ yếu vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu 
cho cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần. 
z Mạch khuyếch đại công xuất : Là mạch khi ta đưa một tín hiệu 
có công xuất yếu vào , đầu ra ta thu được tín hiệu có công xuất 
mạnh hơn nhiều lần, thực ra mạch khuyếch đại công xuất là kết 
hợp cả hai mạch khuyếch đại điện áp và khuyếch đại dòng điện 
làm một. 
 2. Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại. 
 Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại là phụ thuộc vào chế 
độ phân cực cho Transistor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch 
khuyếch đại được phân cực để KĐ ở chế độ A, chế độ B , chế độ AB 
hoặc chế độ C 
 a) Mạch khuyếch đại ở chế độ A. 
 Là các mạch khuyếch đại cần lấy ra tín hiệu hoàn toàn giốn với tín 
hiệu ngõ vào. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Mạch khuyếch đại chế độ A khuyếch đại 
cả hai bán chu kỳ tín hiệu ngõ vào 
 * Để Transistor hoạt động ở chế độ A, ta phải định thiên sao cho 
điện áp UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc. 
 * Mạch khuyếch đại ở chế độ A được sử dụng trong các mạch 
trung gian như khuyếch đại cao tần, khuyếch đại trung tần, tiền 
khuyếch đại v v.. 
 b) Mach khuyếch đại ở chế độ B. 
 Mạch khuyếch đại chế độ B là mạch chỉ khuyếch đại một nửa chu 
kỳ của tín hiệu, nếu khuyếch đại bán kỳ dương ta dùng transistor 
NPN, nếu khuyếch đại bán kỳ âm ta dùng transistor PNP, mạch 
khuyếch đại ở chế độ B không có định thiên. 
Mạch khuyếch đại ở chế độ B chỉ khuyếch 
đại một bán chu kỳ của tín hiệu ngõ vào. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 * Mạch khuyếch đại chế độ B thường được sử dụng trong các 
mạch khuếch đại công xuất đẩy kéo như công xuất âm tần, công xuất 
mành của Ti vi, trong các mạch công xuất đẩy kéo , người ta dùng hai 
đèn NPN và PNP mắc nối tiếp , mỗi đèn sẽ khuyếch đại một bán chu 
kỳ của tín hiệu, hai đèn trong mạch khuyếch đại đẩy kéo phải có các 
thông số kỹ thuật như nhau : 
 * Mạch khuyếch đại công xuất kết hợp cả hai chế độ A và B . 
Mạch khuyếch đại công xuất Âmply có : Q1 khuyếch đại ở 
chế độ A, Q2 và Q3 khuyếch đại ở chế độ B, Q2 khuyếch đại 
cho bán chu kỳ dương, Q3 khuyếch đại cho bán chu kỳ âm. 
 c) Mạch khuyếch đại ở chế độ AB. 
 Mạch khuyếch đại ở chế độ AB là mạch tương tự khuyếch đại ở 
chế độ B , nhưng có định thiện sao cho điện áp UBE sấp sỉ 0,6 V, 
mạch cũng chỉ khuyếch đại một nửa chu kỳ tín hiệu và khắc phục 
hiện tượng méo giao điểm của mạch khuyếch đại chế độ B, mạch này 
cũng được sử dụng trong các mạch công xuất đẩy kéo . 
 d) Mạch khuyếch đại ở chế độ C 
 Là mạch khuyếch đại có điện áp UBE được phân cự ngược với mục 
đích chỉ lấy tín hiệu đầu ra là một phần đỉnh của tín hiệu đầu vào, 
mạch này thường sử dụng trong các mạch tách tín hiệu : Thí dụ mạch 
tách xung đồng bộ trong ti vi mầu. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Ứng dụng mạch khuyếch đại chế độ C trong 
mạch tách xung đồng bộ Ti vi mầu. 
 3. Transistor mắc theo kiểu E chung. 
 Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass 
hoặc đấu qua tụ xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu 
đưa vào cực B và lấy ra trên cực C, mạch có sơ đồ như sau : 
Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung , 
Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực C 
Rg : là điện trở ghánh , Rđt : Là điện trở 
định thiên, Rpa : Là điện trở phân áp . 
 Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung. 
z Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho 
điện áp UCE khoảng 60% ÷ 70 % Vcc. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
z Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều 
lần, như vậy mạch khuyếch đại về điện áp. 
z Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào nhưng không 
đáng kể. 
z Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp 
tín hiệu vào tăng => dòng IBE tăng => dòng ICE tăng => sụt áp 
trên Rg tăng => kết quả là điện áp chân C giảm , và ngược lại 
khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp chân C lại tăng => vì vậy 
điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào. 
z Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng dụng nhiều 
nhất trong thiết bị điện tử. 
 4. Transistor mắc theo kiểu C chung. 
 Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass hoặc dương 
nguồn ( Lưu ý : về phương diện xoay chiều thì dương nguồn tương 
đương với mass ) , Tín hiệu được đưa vào cực B và lấy ra trên cực E , 
mạch có sơ đồ như sau : 
Mạch mắc kiểu C chung , tín hiệu đưa 
vào cực B và lấy ra trên cực E 
 Đặc điểm của mạch khuyếch đại C chung . 
z Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E 
z Biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào : Vì mối BE luôn 
luôn có giá trị khoảng 0,6V do đó khi điện áp chân B tăng bao 
nhiêu thì áp chân C cũng tăng bấy nhiêu => vì vậy biên độ tín 
hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào . 
z Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào : Vì khi điện áp vào tăng 
=> thì điện áp ra cũng tăng, điện áp vào giảm thì điện áp ra 
cũng giảm. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
z Cường độ của tín hiệu ra mạnh hơn cường độ của tín hiệu vào 
nhiều lần : Vì khi tín hiệu vào có biên độ tăng => dòng IBE sẽ 
tăng => dòng ICE cũng tăng gấp β lần dòng IBE vì 
 ICE = β.IBE giả sử Transistor có hệ số khuyếch đại β = 50 
lần thì khi dòng IBE tăng 1mA => dòng ICE sẽ tăng 50mA, dòng 
ICE chính là dòng của tín hiệu đầu ra, như vậy tín hiệu đầu ra có 
cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu vào. 
z Mạch trên được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch đại 
đêm (Damper), trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh , người 
ta thường dùng mạch Damper để khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ 
hơn . Ngoài ra mạch còn được ứng dụng rất nhiều trong các 
mạch ổn áp nguồn ( ta sẽ tìm hiểu trong phần sau ) 
 5. Transistor mắc theo kiểu B chung. 
z Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy 
ra trên chân C , chân B được thoát mass thông qua tụ. 
z Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế. 
Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch 
đại về điện áp và không khuyếch đại về dòng điện. 
 Khái niệm về ghép tầng : Một thiết bị điện tử gồm có nhiều khối 
kết hợp lại, mỗi khối lại có nhiều tầng khuyếch đại được mắc nối tiếp 
với nhau và khi mắc nối tiếp thường sử dụng một trong các kiểu ghép 
sau : 
z Ghép tầng qua tụ điện. 
z Ghép tầng qua biến áp . 
z Ghép tầng trực tiếp. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 Ta hãy xét các trường hợp cụ thể : 
 6. Ghép tầng qua tụ điện. 
 * Sơ đồ mạch ghép tầng qua tụ điện 
Mạch khuyếch đại đầu từ - có hai tầng khuyếch 
đại được ghép với nhau qua tụ điện. 
z Ở trên là sơ đồ mạch khuyếch đại đầu từ trong đài Cassette, 
mạch gồm hai tầng khuyếch đại mắc theo kiểu E chung, các 
tầng được ghép tín hiệu thông qua tụ điện, người ta sử dụng các 
tụ C1 , C3 , C5 làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay chiều đi qua 
và ngăn áp một chiều lại, các tụ C2 và C4 có tác dụng thoát 
thành phần xoay chiều từ chân E xuống mass, C6 là tụ lọc 
nguồn. 
z Ưu điểm của mạch là đơn giản, dễ lắp do đó mạch được sử 
dụng rất nhiều trong thiết bị điện tử, nhược điểm là không khai 
thác được hết khả năng khuyếch đại của Transistor do đó hệ số 
khuyếch đại không lớn. 
z Ở trên là mạch khuyếch đại âm tần, do đó các tụ nối tầng 
thường dùng tụ hoá có trị số từ 1µF ÷ 10µF. 
z Trong các mạch khuyếch đại cao tần thì tụ nối tầng có trị số 
nhỏ khoảng vài nanô Fara. 
 7.Ghép tầng qua biến áp . 
 * Sơ đồ mạch trung tần tiếng trong Radio sử dụng biến áp ghép tầng 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Tầng Trung tần tiếng của Radio sử dụng biến áp ghép tầng. 
z Ở trên là sơ đồ mạch trung tần Radio sử dụng các biến áp ghép 
tầng, tín hiệu đầu ra của tầng này được ghép qua biến áp để đi 
vào tầng phía sau. 
z Ưu điểm của mạch là phối hợp được trở kháng giữa các tầng do 
đó khai thác được tối ưu hệ số khuyếch đại , hơn nữa cuộn sơ 
cấp biến áp có thể đấu song song với tụ để cộng hưởng khi 
mạch khuyếch đại ở một tần số cố định. 
z Nhược điểm : nếu mạch hoạt động ở dải tần số rộng thì gây 
méo tần số, mạch chế tạo phức tạp và chiếm nhiều diện tích. 
 8.Ghép tầng trực tiếp . 
 * Kiểu ghép tầng trực tiếp thường được dùng trong các mạch 
khuyếch đại công xuất âm tần. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Mạch khuyếch đại công xuất âm tần có đèn đảo pha Q1 
được ghép trực tiếp với hai đèn công xuất Q2 và Q3. 
 9. Trong các mạch khuyếch đại ( chế độ A ) thì phân cực như 
thế nào là đúng. 
Mạch khuyếch đại được phân cực đúng. 
z Mạch khuyếch đại ( chế độ A) được phân cực đúng là mạch có 
 UBE ~ 0,6V ; UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc 
z Khi mạch được phân cực đúng ta thấy , tín hiệu ra có biên độ 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
lớn nhất và không bị méo tín hiệu . 
 10. Mạch khuyếch đại ( chế độ A ) bị phân cực sai. 
Mạch khuyếch đại bị phân cực sai, điện áp UCE quá thấp . 
Mạch khuyếch đại bị phân cực sai, điện áp UCE quá cao . 
z Khi mạch bị phân cực sai ( tức là UCE quá thấp hoặc quá cao ) 
ta thấy rằng tín hiệu ra bị méo dạng, hệ số khuyếch đại của 
mạch bị giảm mạnh. 
z Hiện tượng méo dạng trên sẽ gây hiện tượng âm thanh bị rè hay 
bị nghẹt ở các mạch khuyếch đại âm tần. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 Phương pháp kiểm tra một tầng khuyếch đại. 
z Một tầng khuyếch đại nếu ta kiểm tra thấy UCE quá thấp so với 
nguồn hoặc quá cao sấp sỉ bằng nguồn => thì tầng khuyếch đại 
đó có vấn đề. 
z Nếu UCE quá thấp thì có thể do chập CE( hỏng Transistor) , 
hoặc đứt Rg. 
z Nếu UCE quá cao ~ Vcc thì có thể đứt Rđt hoặc hỏng Transistor. 
z Một tầng khuyếch đại còn tốt thông thường có : 
 UBE ~ 0,6V ; UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959