Bài giảng Điện tử cơ bản - Trần Thị Ánh Duyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 
...  ... 
BÀI GIẢNG 
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 
Bậc học: CAO ĐẲNG 
 Giảng viên: Trần Thị Ánh Duyên 
 Bộ môn: Điện - Điện tử 
 Khoa: Kỹ thuật Công nghệ 
Quảng Ngãi, năm 2017 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 
...  ... 
BÀI GIẢNG 
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 
Bậc học: CAO ĐẲNG 
Số tiết: 45 
 Giảng viên: Trần Thị Ánh Duyên 
 Bộ môn: Điện - Điện tử 
 Khoa: Kỹ thuật Công nghệ 
Quảng Ngãi, năm 2017 
 LỜI NÓI ĐẦU 
Bài giảng “Điện tử cơ bản” được biên soạn dùng làm tài liệu học tập cho sinh 
viên bậc cao đẳng chính qui ngành Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử, Trường đại 
học Phạm Văn Đồng. Bài giảng sẽ trình bày các lý thuyết cơ bản trong mạch điện 
tử. Nội dung bài giảng được biên soạn đúng theo đề cương chi tiết môn học do 
Trường đại học Phạm Văn Đồng ban hành. Bài giảng gồm 8 chương, trong đó: 
Chương 1. Đại cương về chất bán dẫn 
Chương 2. Diode bán dẫn và mạch ứng dụng 
Chương 3. Đại cương về Transistor lưỡng cực - BJT 
Chương 4. Transistor hiệu ứng trường - FET 
Chương 5. Các mạch phân cực của transistor 
Chương 6. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ 
Chương 7. Các mạch khuếch đại ghép tầng 
Chương 8. Khuếch đại thuật toán và mạch ứng dụng. 
Trong quá trình biên soạn bài giảng, tác giả đã cố gắng trình bày các nội dung 
rất ngắn gọn và dễ hiểu. Ngoài ra ở cuối mỗi chương đều có các câu hỏi ôn tập 
nhằm giúp các sinh viên dễ dàng hệ thống lại các kiến thức đã học. 
Tuy nhiên, trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất 
mong nhận được các góp ý về nội dung bài giảng để bài giảng ngày càng hoàn thiện 
hơn. Các ý kiến đóng góp của bạn đọc xin gởi về địa chỉ: Bộ môn Điện - Điện tử, 
Khoa Kỹ thuật - Công nghệ, Trường Đại Học Phạm Văn Đồng. 
Tác giả xin chân thành cảm ơn. 
 Tác giả 
 Th.S Trần Thị Ánh Duyên 
 Mục lục 
Chƣơng 1. ĐẠI CƢƠNG VỀ CHẤT BÁN DẪN .................................. Trang 1 
1.1. Giới thiệu sơ lược về chất bán dẫn ....................................................................... 1 
1.2. Chất bán dẫn thuần ............................................................................................... 1 
1.3. Chất bán dẫn tạp ................................................................................................... 3 
1.4. Quá trình động trong chất bán dẫn ....................................................................... 4 
1.5. Tiếp giáp P – N .................................................................................................... 5 
Chƣơng 2. DIODE BÁN DẪN VÀ MẠCH ỨNG DỤNG .............................. 11 
2.1. Cấu tạo, ký hiệu của diode ................................................................................. 11 
2.2. Nguyên lý làm việc của diode ............................................................................ 11 
2.3. Đặc tuyến Vôn – Ampe của diode .................................................................... 14 
2.4. Các tham số của diode ........................................................................................ 16 
2.5. Các thông số giới hạn của diode ........................................................................ 21 
2.6. Phân loại diode ................................................................................................... 21 
2.7. Giải tích mạch diode .......................................................................................... 24 
2.8. Các mạch ứng dụng của diode ........................................................................... 25 
Chƣơng 3. ĐẠI CƢƠNG VỀ TRANSISTOR LƢỠNG CỰC - BJT ........... 36 
3.1. Cấu tạo và ký hiệu của BJT................................................................................ 36 
3.2. Nguyên lý hoạt động của BJT ............................................................................ 36 
3.3. Ba cách mắc cơ bản của BJT ............................................................................. 39 
3.4. Đặc tuyến Vôn – Ampe của BJT ....................................................................... 39 
3.5. Các thông số giới hạn của BJT .......................................................................... 44 
Chƣơng 4. TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƢỜNG - FET ............................ 47 
4.1. Sơ lược về FET .................................................................................................. 47 
4.2. JFET ................................................................................................................... 47 
4.3. MOSFET ............................................................................................................ 52 
Chƣơng 5. CÁC MẠCH PHÂN CỰC CỦA TRANSISTOR ........................ 58 
5.1. Giới thiệu chung ................................................................................................. 58 
5.2. Phân tích đường tải ............................................................................................ 58 
5.3. Các mạch phân cực cho BJT .............................................................................. 61 
5.4. Hệ số ổn định nhiệt ............................................................................................ 68 
5.5. Các mạch phân cực cho FET ............................................................................. 72 
 Chƣơng 6. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ .................................... 84 
6.1. Giới thiệu chung ................................................................................................. 84 
6.2. Đặc trưng cơ bản của 1 tầng khuếch đại ............................................................ 84 
6.3. Mô hình của BJT ................................................................................................ 85 
6.4. Mô hình của FET ............................................................................................... 92 
6.5. Các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ thông dụng dùng BJT ................................. 95 
6.6. Các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ thông dụng dùng FET ............................... 103 
Chƣơng 7. CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI GHÉP TẦNG ............................. 111 
7.1. Giới thiệu chung ............................................................................................... 111 
7.2. Mạch khuếch đại ghép tầng trực tiếp ............................................................... 112 
7.3. Mạch khuếch đại ghép tầng bằng tụ liên lạc (ghép RC) .................................. 114 
7.4. Mạch khuếch đại ghép tầng bằng biến áp ........................................................ 117 
7.5. Mạch khuếch đại ghép Darlington ................................................................... 119 
7.6. Mạch khuếch đại ghép Cascode ....................................................................... 121 
7.7. Mạch khuếch đại vi sai .................................................................................... 123 
7.8. Mạch khuếch đại công suất .............................................................................. 127 
Chƣơng 8. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ MẠCH ỨNG DỤNG ...... 138 
8.1. Giới thiệu chung ............................................................................................... 138 
8.2. Mạch khuếch đại không đảo ............................................................................ 140 
8.3. Mạch khuếch đại đảo ....................................................................................... 140 
8.4. Mạch khuếch đại không đảo có phân áp ngõ vào ............................................ 141 
8.5. Mạch khuếch đại cộng đảo ............................................................................... 142 
8.6. Mạch khuếch đại cộng không đảo .................................................................... 142 
8.7. Mạch tích phân ................................................................................................. 143 
8.8. Mạch vi phân .................................................................................................... 146 
Tài liệu tham khảo 
 Trang 1 
Chƣơng 1 
ĐẠI CƢƠNG VỀ CHẤT BÁN DẪN 
1.1. Giới thiệu sơ lƣợc về chất bán dẫn 
Tùy theo điện trở suất của vật chất, người ta chia vật chất ra thành 3 loại: 
- Chất dẫn điện: m.10 4 
- Chất bán dẫn điện: m.1010 74  
- Chất cách điện: m.10 7 
Hoặc người ta dựa vào cấu trúc vùng năng lượng để phân biệt các loại chất trên 
như trên hình 1.1. 
Để chế tạo các linh kiện bán dẫn người ta thường sử dụng 2 chất bán dẫn là: 
- Silic (Si) có Eg = 1,12eV. 
- Germani (Ge) có Eg = 0,72eV. 
Trên thực tế thì Silic là chất bán dẫn được sử dụng phổ biến nhất. 
* Phân loại: Người ta phân chất bán dẫn thành 2 loại là bán dẫn thuần và bán dẫn 
tạp. 
1.2. Chất bán dẫn thuần 
Xét chất bán dẫn loại Silic: Cấu hình electron của Si (Z = 14) là: 1s22s22p63s23p2. 
Từ cấu hình electron ta thấy: Silic có 3 lớp điện tử, lớp ngoài cùng có 4 điện tử hóa trị 
trong khi đó có thể chứa đến 8 nguyên tử nên lớp điện tử ngoài cùng là chưa hoàn thiện. 
Eg > 5eV 


 





 Vùng dẫn 
Vùng cấm 
Vùng hóa trị 
E 
a) Chất cách điện 
Eg 5eV 

 





 
E 
b) Chất bán dẫn 






 Vùng dẫn (hoặc vùng tự do) 
Vùng hóa trị 
E 
c) Chất dẫn điện 
Hình 1.1. Giản đồ cấu trúc vùng năng lượng 
 Trang 2 
Các điện tử sẽ tham gia tác động lẫn nhau giữa các nguyên tử, chúng tạo thành tinh thể 
Silic hay phân tử hợp chất hóa học của Silic với các chất khác. 
Hình 1.2. Cấu trúc nguyên tử của a. Germani; b.Silic 
 (a) (b) 
Hình 1.3. a. Cấu trúc tinh thể đơn của Ge và Si; b. Cấu trúc mạng tinh thể của Si 
Trong mạng tinh thể của Silic, mỗi nguyên tử Silic liên kết với 4 nguyên tử Silic 
khác nằm cạnh nó nhờ 4 liên kết cộng hóa trị như hình 1.3b. 
Tính chất dẫn điện của kim loại là do sự tồn tại của các điện tử tự do (hay điện tử 
dẫn), chúng có mối liên kết rất yếu với các nguyên tử. 
Nếu khối tinh thể Silic là hoàn toàn nguyên chất và trong điều kiện bình thường thì 
tất cả các điện tử hóa trị của nguyên tử sẽ liên kết với nhau nên không tồn tại điện tử tự 
do. Do vậy trong điều kiện bình thường thì tinh thể Silic không dẫn điện. 
Nếu ta kích thích năng lượng bằng cách đốt nóng, chiếu chùm tia phóng xạ hoặc 
đặt một cường độ điện trường, vào mạng tinh thể để làm tăng mức năng lượng của các 
điện tử thì các điện tử này có thể phá vỡ mối liên kết với nguyên tử, thoát ra ngoài thành 
điện tử tự do. 
 Trang 3 
Ở mỗi liên kết vừa bị phá vỡ, điện tử thoát ra ngoài để lại 1 lỗ trống, lỗ trống này 
dễ bị 1 điện tử ở mối liên kết khác nhảy đến lấp chỗ trống và do vậy sẽ xuất hiện 1 lỗ 
trống mới ở nơi điện tử vừa đi khỏi. 
Quá trình cứ tiếp tục như vậy, ta thấy điện tử di chuyển theo 1 chiều nhất định nào 
đó, lỗ trống không di chuyển nhưng ta thấy dường như nó di chuyển theo chiều ngược 
lại với chiều di chuyển của điện tử. 
Ta nhận thấy rằng ở chất bán dẫn nguyên chất thì mật độ điện tử tự do bằng mật độ 
lỗ trống nên tính chất dẫn điện của chất bán dẫn phụ thuộc vào tác nhân bên ngoài kích 
thích các điện tử thoát khỏi mối liên kết với nguyên tử. 
Gọi n là mật độ điện tử (số điện tử di chuyển trong 1 đơn vị thể tích), p là mật độ lỗ 
trống (số lỗ trống lần lượt xuất hiện trong 1 đơn vị thể tích). Ta có: 
n = p = ni gọi là chất bán dẫn thuần. 
Người ta đã chứng minh được rằng: 
)
T.K
E.q
exp(T.An
g32
i
Trong đó: 
 A: là hằng số tỉ lệ 
 T: nhiệt độ Kenvin (0K), (00C = 2730K) 
 q = 1,6.10
-19
 C là điện tích điện tử 
 Eg: là năng lượng kích thích 
 K = 1,38.10
-23
 J/
0
K = 8,816.10
-5
 eV/
0K là hằng số Boltzman 
1.3. Chất bán dẫn tạp 
Mật độ điện tử tự do hay mật độ lỗ trống của chất bán dẫn có thể được tăng cường 
nếu ta pha thêm tạp chất, gọi là bán dẫn tạp. 
Người ta phân bán dẫn tạp thành 2 loại là bán dẫn loại N và bán dẫn loại P. 
Hai nhóm tạp chất dùng để pha trộn có hóa trị 3 và hóa trị 5. 
Nguyên tố hóa trị 3 Nguyên tố hóa trị 5 
Aluminum (Al) Phosphorus (P) 
Gallium (Ga) Arsenic (As) 
Boron (B) Antimony (Sb) 
Indium (In) Bismuth (Bi) 
a. Bán dẫn loại N 
Xét chất bán dẫn Silic, nếu ta pha thêm 1 lượng nhỏ Phôtpho (P) hay Antimon 
(Sb),  thuộc nhóm 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn, có 5 điện tử lớp ngoài cùng. Lúc 
này có 4 điện tử lớp ngoài cùng tạo thành mối liên kết đồng hóa trị với 4 nguyên tử Silic 
nằm cạnh của tinh thể bán dẫn. Còn điện tử thứ 5 nằm tự do trong mạng tinh thể. 
 Trang 4 
Người ta nói bán dẫn có tạp chất sao cho mật độ điện tử lớn hơn mật độ lỗ trống 
được gọi là bán dẫn điện tử hay bán dẫn loại N. 
Hình 1.4. Chất bán dẫn loại N với tạp chất là nguyên tử Sb 
Tỉ lệ pha tạp chất là: 108 nguyên tử Silic ứng với 1 nguyên tử Sb. 
Gọi nN là mật độ điện tử trong bán dẫn loại N, pN là mật độ lỗ trống trong bán dẫn 
loại N thì: nN > pN. Trong bán dẫn loại N, điện tử là hạt đa số, lỗ trống là hạt thiểu số. 
b. Bán dẫn loại P 
Cũng với chất bán dẫn Silic, nếu ta pha thêm 1 lượng nhỏ Nhôm (Al), Bo (B), Gali 
(Ga) thuộc nhóm 3 trong bảng hệ thống tuần hoàn, có 3 điện tử lớp ngoài cùng. Lúc 
này mỗi nguyên tử tạp chất thiếu 1 điện tử để tạo thành mối liên kết đồng hóa trị với 4 
nguyên tử Silic nằm cạnh của tinh thể bán dẫn, như vậy tạo thành 1 lỗ trống. 
Người ta nói bán dẫn có tạp chất sao cho mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ điện tử 
được gọi là bán dẫn lỗ trống hay bán dẫn loại P. 
Hình 1.5. Chất bán dẫn loại P có tạp chất là nguyên tử B 
Tỉ lệ pha tạp chất là: 108 nguyên tử Silic ứng với 1 nguyên tử B. 
Gọi nP là mật độ điện tử trong bán dẫn loại P, pP là mật độ lỗ trống trong bán dẫn 
loại P thì: nP < pP. Trong bán dẫn loại P, điện tử là hạt thiểu số, lỗ trống là hạt đa số. 
1.4. Quá trình động trong chất bán dẫn 
1.4.1. Thời gian sống của hạt mang điện 
 Trang 5 
Một electron nằm ở lớp hóa trị, khi nó được cung cấp một năng lượng vừa đủ để 
nhảy từ lớp hóa trị đến lớp dẫn, thì nó để lại một chỗ trống trong liên kết hóa trị, chỗ 
trống này xem như lỗ trống (hole) như hình 1.6. 
Hình 1.6. Một cặp điện tử và lỗ trống tượng trưng 
Sau khoảng vài s ở trạng thái điện tử tự do, electron này sẽ mất hết năng lượng và 
rơi vào 1 trong các lỗ trống nằm trong liên kết hóa trị. Quá trình này gọi là tái kết hợp. 
Thời gian từ khi electron trở thành điện tử tự do cho đến khi xảy ra việc tái hợp lại được 
gọi là thời gian sống của cặp điện tử – lỗ trống. 
1.4.2. Chuyển động trôi 
Như đã biết, nếu đặt điện tử hoặc lỗ trống vào môi trường chân không và khi có 
điện trường tác động, các hạt dẫn sẽ chuyển động có gia tốc (nhanh dần đều hoặc chậm 
dần đều). Ở trong mạng tinh thể của chất rắn, cách thức xảy ra không hoàn giống như 
vậy. Mạng tinh thể chứa rất nhiều nguyên tử (kể cả tạp chất), chúng luôn luôn dao động 
vì nhiệt. Vì vậy khi chịu tác động của điện trường, các hạt dẫn trên đường chuyển động 
có gia tốc sẽ va chạm với các nguyên tố của mạng tinh thể. Mỗi lần va chạm sẽ làm thay 
đổi trị số và chiều của vận tốc nghĩa là làm tán xạ chúng. Chuyển động của hạt dẫn trong 
mạng tinh thể chất rắn dưới tác động của điện trường như vậy được gọi là chuyển động 
trôi (hoặc chuyển động cuốn). 
1.4.3. Chuyển động khuếch tán 
Trong chất rắn, ngoài ... 2ii
III
Vậy: 
(max)
2
)( cCCi iVdcP
Công suất ngõ ra: 
L
CE
L
CE
L
L
O
Ra
v
Ra
v
R
v
acP
2
2
2
2
2
1
2
)( 
Khi tầm dao động tín hiệu ra đạt cực đại khi đó: 
L
CC
O
Ra
V
acP
2
2
2
))(max( 
L
CC
i
Ra
V
dcP
 2
22
))(max( 
%54.78%100
4
%100
))(max(
))(max(
%)max( 

dcP
acP
i
O 
7.8.3. Mạch khuếch đại công suất chế độ AB 
Mạch khuếch đại công suất chế độ AB là mạch khuếch đại được kết hợp những ưu 
điểm của mạch khuếch đại công suất chế độ B và A. Mạch có hiệu suất cao của mạch 
chế độ B và tín hiệu ra ít méo của chế độ A. 
Mạch khuếch đại công suất chế độ AB cũng giống mạch khuếch đại công suất chế 
độ B chỉ khác là hai transistor của mạch khuếch đại công suất chế độ AB được phân cực 
có điểm làm việc nằm trong vùng khuếch đại gần vùng tắt để bảo đảm tín hiệu ra không 
bị méo khi tín hiệu vào bé đồng thời đạt hiệu suất cao. 
 Trang 134 
Hình 7.38. Mạch khuếch đại đẩy kéo công suất chế độ AB 
Trong mạch khuếch đại đẩy kéo hình 7.38, hai điện trở R1 và R2 phân cực cho hai 
transistor Q1 và Q2 nằm trong vùng khuếch đại, vì vậy hai transistor này hoạt động ở chế 
độ AB. 
Trong mạch khuếch đại công suất đẩy kéo do mỗi transistor dẫn trong một bán kì 
nên phải sử dụng một tầng đảo pha, để giảm bớt tầng này người ta sử dụng hai transistor 
bổ phụ (là hai transistor có cùng thông số đặc tính nhưng khác loại) và để thay biến áp 
xuất âm ở ngõ ra người ta dùng nguồn đôi (OCL) hình 7.39a, hay dùng nguồn đơn 
nhưng có thêm tụ xuất âm ở ngõ ra (OTL) hình 7.39b. 
Hình 7.39. Sơ đồ mạch khuếch đại đẩy kéo 
a. Dùng hai nguồn cung cấp (OCL); b. Dùng một nguồn cung cấp (OTL) 
- Xét mạch OCL như hình 7.40: 
Hình 7.40. Mạch khuếch đại đẩy kéo công suất chế độ AB (OCL) 
 Trang 135 
Nguyên tắc hoạt động của mạch: Ở bán kì dương của tín hiệu transistor Q1 được 
phân cực thuận và Q2 bị phân cực ngược nên Q1 dẫn và Q2 ngắt, xuất hiện dòng ic1 biến 
thiên trên tải theo dòng ngõ vào làm điện áp trên tải biến thiên theo. Tương tự như vậy, 
ở bán kì âm của tín hiệu transistor Q1 bị phân cực ngược và Q2 được phân cực thuận nên 
Q2 dẫn và Q1 ngắt, xuất hiện dòng ic2 biến thiên trên tải theo dòng ngõ vào làm điện áp 
trên tải biến thiên theo. Vậy tín hiệu ra trên tải được khuếch đại ở cả bán kì âm và bán kì 
dương của tín hiệu. 
Để sử dụng nguồn cung cấp đơn thay cho nguồn đôi của mạch OCL, người ta dùng 
thêm một tụ xuất âm và để giảm điện trở ngõ ra và nâng cao hệ số khuếch đại dòng ra tải 
người ta sử dụng thêm các transistor mắc darlington hình 7.41. 
Hình 7.41. Mạch OTL 
Trong đó biến trở R2 được chỉnh sao cho tín hiệu ra bị méo thấp nhất. 
7.8.4. Mạch khuếch đại công suất chế độ C 
Mạch khuếch công suất chế độ C không sử dụng được trong các mạch khuếch đại 
công suất âm tần mà chỉ thường được sử dụng trong truyền thông. Transistor trong mạch 
khuếch đại chế độ C có điểm làm việc nằm sâu trong vùng tắt vì vậy hiệu suất của nó 
cao hơn mạch khuếch đại chế độ B. 
Hình 7.42. Mạch khuếch đại chế độ C 
 Trang 136 
Hình 7.43. Đường tải ac của mạch khuếch đại chế độ C 
Câu hỏi ôn tập 
Câu 1. Hãy xác định các thông số trở kháng ngõ vào, trở kháng ngõ ra, hệ số 
khuếch đại điện áp, hệ số khuếch đại dòng điện của mạch. Biết BJT Q1 loại Silic, β1 = 
50, hie1 = 1kΩ, BJT Q2 loại Silic, β2 = 40, hie2 = 700kΩ và các thông số mạch như trên 
hình BT7.1. 
Hình BT7.1. 
Câu 2. Cho sơ đồ mạch điện như hình BT7.2. Hãy xác định các thông số trở kháng 
ngõ vào, trở kháng ngõ ra, hệ số khuếch đại điện áp, hệ số khuếch đại dòng điện của 
mạch hình BT7.2. Biết BJT Q
1
 loại Silic, β1 = 50, h
ie1 
= 1kΩ, BJT Q
2
 loại Silic, β2 = 40, 
hie2 = 700kΩ, RB1 = 4kΩ, RC1 = 4kΩ, R1 = 20kΩ, R2 = 5kΩ, RC2 = 2kΩ, RL = 3kΩ, Vcc = 
12V. 
Hình BT7.2. 
Câu 3. Cho sơ đồ mạch điện như hình BT7.3. 
 Trang 137 
Hình BT7.3. 
Biết BJT Q1 ,Q2 loại Silic, β1 = β2 = 150, RB1 = R1 = 24kΩ, RB2 = R2 = 6,2kΩ, RC1 
= RC2 = 5,1kΩ, RE1 = RE2 = 1,5kΩ, VCC = 15V. 
a. Tính dòng điện và điện áp phân cực tại mỗi tầng. 
b. Xác định các thông số trở kháng ngõ vào, trở kháng ngõ ra, hệ sô khuếch đại 
điện áp, hệ số khuếch đại dòng điện của mạch. 
 Trang 138 
Chƣơng 8 
KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ MẠCH ỨNG DỤNG 
8.1. Giới thiệu chung 
Bộ khuếch đại thuật toán, viết tắt là op-amp (Operational Amplifier) là bộ khuếch 
đại 1 chiều dc có hệ số khuếch đại AVOL rất lớn, trở kháng ngõ vào lớn, trở kháng ngõ ra 
nhỏ. Op – amp được chế tạo dưới dạng mạch tích hợp. 
Kí hiệu op-amp: có 2 ngõ vào nhận tín hiệu V (còn được kí hiệu là BV ) và _V (còn 
được kí hiệu là AV ) và 1 ngõ ra, có độ lợi điện áp vi sai lớn như hình 8.1. 
Hình 8.1. Kí hiệu của op-amp và mạch tương đương 
Ở chương trước ta đã dùng kí hiệu DA là độ lợi điện áp vi sai, và từ đây về sau 
chúng ta gọi chúng là hệ số KHUẾCH ĐẠI vòng hở và kí hiệu là AVOL (open loop). 
Ta có: vvvvv ABid 
Điện áp ra: idVOLABVOLO vAvvAv 
Hay: 
VOL
O
id
A
v
v 
8.2. Mạch khuếch đại không đảo 
Sơ đồ mạch khuếch đại có hồi tiếp như hình 8.2. 
Hình 8.2. Mạch khuếch đại có hồi tiếp âm 
Hãy xác định độ lợi điện áp vòng kín và tổng trở vào và tổng trở ra của mạch. 
- Xác định độ lợi điện áp vòng kín: 
Để đơn giản ta kí hiệu AAA VVOL 
Ta tính điện áp ra: 
FI
I
OiAiidO
RR
R
vvAAvvAvv 
 Trang 139 
Hay 
FI
I
i
O
RR
R
A
Av
v
1
Suy ra độ lợi điện áp vòng kín: 
FI
Ii
O
VCL
RR
R
A
A
v
v
A
1
Đối với 1 op-amp lý tưởng thì độ lợi vòng hở AAA VVOL (rất lớn ) khi đó hệ 
số khuếch đại vòng sẽ là: 
I
F
I
FI
i
O
VCL
R
R
R
RR
v
v
A 
 1 
- Xác định tổng trở vào 
i
i
i
I
V
Z : 
Ta có sơ đồ mạch tương đương để tính tổng trở vào như hình 8.3. 
Hình 8.3. Sơ đồ mạch tương đương để tính tổng trở 
Ta có: 
FI
I
OiAiid
RR
R
vvvvv
Mặc khác ta có: idIid Riv 
 idIidO RAiAVv 
Ta có: id
FI
II
iidI R
RR
Ri
AvRi
Suy ra: Iid
FI
I
idi iR
RR
R
ARv 
Tổng trở vào: id
FI
I
id
I
i
i R
RR
R
AR
i
v
Z
Trong đó: rr2h2R xieid 
Xác định tổng trở ra: 0 i
O
O
o v
i
v
Z : 
Ta có sơ đồ tương đương để tính tổng trở ra như hình 8.4. 
 Trang 140 
Hình 8.4. Sơ đồ mạch tương đương để tính tổng trở ra 
Để tính tổng trở ra thì ngõ vào + phải nối mass. 
Ta có: idOOO Avriv 
FI
I
OAid
RR
R
vvv
 0 
Suy ra: 
FI
I
OOOO
RR
AR
vriv
 => 
FI
I
OO
O
RR
AR
ri
v
1
Vậy tổng trở ra là: 
O
FI
I
O
O
O
o r
RR
AR
r
i
v
Z 
1
8.3. Mạch khuếch đại đảo 
Giả định về dòng điện: “đối với op-amp lý tưởng thì xem như tổng trở vào iZ 
nên có thể xem như không có dòng điện chạy vào trong op-amp”. 
 0 
 id
i
id
id
v
R
v
i 
Mạch khuếch đại đảo có sơ đồ mạch như hình 8.5. 
Hình 8.5. Sơ đồ mạch khuếch đại đảo 
Hãy xác định độ lợi điện áp của mạch. Có 2 cách để xác định: 
Cách 1: cách tính chính xác: 
Ta có: F
F
OA
I
Ai
I i
R
vv
R
vv
i 
 Trang 141 
Với 
A
v
vvvv oAABid 0 
Thay vào phương trình trên: 
F
Oid
I
idi
R
vv
R
vv 
Suy ra hệ số khuếch đại của mạch là: 
 IF
F
i
O
VCL
RA1R
AR
v
v
A
Vì hệ số khuếch đại vòng hở của op-amp lý tưởng rất lớn nên có thể xem 
 AA 1 và FI RAR nên hệ số khuếch đại sẽ là: 
I
F
i
O
CL
R
R
v
v
A 
Cách 2: cách tính gần đúng dùng các giả định: 
Theo giả định về dòng điện ta có: 
F
O
I
i
FI
R
v
R
v
ii
00
Theo giả định về áp ta có Vvvvv AB 0 
 => 
I
F
i
O
CL
R
R
v
v
A 
8.4. Mạch khuếch đại không đảo có phân áp ngõ vào 
Mạch khuếch đại không đảo có phân áp ở ngõ vào có sơ đồ mạch như hình 8.6. 
Hình 8.6. Sơ đồ mạch khuếch đại không đảo có phân áp ngõ vào 
Hãy xác định độ lợi điện áp của mạch: 
Ta có: AB vv 
FI
I
O
32
3
i
RR
R
v
RR
R
v
Điện áp ra: 
I
FI
32
3
iO
R
RR
RR
R
vv
Hệ số khuếch đại: 
I
FI
32
3
i
O
CL
R
RR
RR
R
v
v
A
Điện áp ra bị suy giảm do cầu phân áp dùng điện trở. 
 Trang 142 
8.5. Mạch khuếch đại cộng đảo 
Mạch khuếch đại cộng đảo có 3 tín hiệu vào có sơ đồ mạch như hình 8.7. 
Hình 8.7. Sơ đồ mạch khuếch đại cộng đảo 
Ta có: 
1
1
1
R
v
i 
2
2
2
R
v
i 
3
3
3
R
v
i 
Dòng điện: 
F
O
f
R
v
iiii 321 
Điện áp ra: 
 3
3
2
2
1
1
v
R
R
v
R
R
v
R
R
v FFFO 
8.6. Mạch khuếch đại cộng không đảo 
Mạch khuếch đại cộng không đảo trung bình có 3 tín hiệu vào có sơ đồ mạch như 
hình 8.8. 
Hình 8.8. Sơ đồ mạch khuếch đại cộng không đảo trung bình 
Ta có: 0iii 321 
 0
R
vv
R
vv
R
vv
3
B3
2
B2
1
B1 
 Trang 143 
321
B
3
3
2
2
1
1
R
1
R
1
R
1
v
R
v
R
v
R
v
Suy ra: 
P
3
3
2
2
1
1
321
3
3
2
2
1
1
B R
R
v
R
v
R
v
R
1
R
1
R
1
1
R
v
R
v
R
v
v 
Trong đó: 
321
111
1
RRR
RP 
Ta có: 
FI
I
OBA
RR
R
vvv
Suy ra điện áp ra: 
 3
3
P
2
2
P
1
1
P
I
FI
P
3
3
2
2
1
1
I
FI
O v
R
R
v
R
R
v
R
R
R
RR
R
R
v
R
v
R
v
R
RR
V 
Nếu cho: RRRR 321 
Thì: 
3111
1 R
RRR
RP 
Hay 
3
1
R
RP 
Điện áp ra: 
3
vvv
R
RR
v 321
I
FI
O 
Vậy điện áp ra bằng trung bình cộng của 3 tín hiệu ngõ vào nhân với hệ số khuếch 
đại của mạch khuếch đại không đảo. 
8.7. Mạch tích phân 
Sơ đồ mạch tích phân như hình 8.9. 
Hình 8.9. Sơ đồ mạch tích phân 
Theo giả định 1 ta có: VvvvA 0 
R
v
i I
I
 Trang 144 
dt
)v(d
Ci o
C
dt
)v(d
C
R
v
oI
 => 0
1
)(
0
C
t
iO Vdtv
RC
tv 
Vậy: 0
1
0
C
t
CO Vdti
C
v 
Trong đó 0CV : điện áp ban đầu của tụ tại thời điểm 0 t thì 00 CO VV . 
Ta có: 
R
v
i iC 
Nên ta có phương trình điện áp ra: 0
1
)(
0
C
t
iO Vdtv
RC
tv 
Mạch tích phân cũng chính là mạch lọc thông thấp với điểm cực là 
Ta có: 
C
OAAi
R
vv
R
vv 
A
v
vv OidA 
Suy ra: 
C
O
OO
i
R
v
A
v
R
A
v
v 
C
i
O
R
R
A11
A
v
v
Với 
fC2j
1
Cj
1
R C

Thay vào phương trình trên ta được: 
 fC2ARj1
A
fC2RjA11
A
v
v
i
O
Tần số cắt của mạch tích phân là tại tần số khi tín hiệu ra bị giảm -3dB tức thay 
1fCR2A 
Hay: 
CR2A
1
f p
a. Trường hợp tín hiệu vào mạch là tín hiệu dc: 
Khi tín hiệu vào mạch tích phân là tín hiệu dc thì điện áp ra được tính theo công 
thức: 
 tV
CR
1
V iO 
b. Trường hợp tín hiệu vào mạch là tín hiệu ac: 
Giả sử điện áp vào mạch tích phân có dạng tVv Pi sin 
Điện áp ra: )
2
tsin(
RC
V
tdtsinV
RC
1
)t(v
p
t
0
pO
 

  
 Trang 145 
Tín hiệu ra chính là tín hiệu vào bị lệch pha đi 
2
. 
Dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra như hình 8.10: 
Hình 8.10. Dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra 
c. Trường hợp tín hiệu vào là sóng vuông 
Cho tín hiệu vào mạch tích phân là tín hiệu sóng vuông thì tín hiệu ra là tín hiệu 
sóng tam giác có dạng sóng như hình 8.11. 
Hình 8.11. Dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra 
Giả sử điện áp vào mạch tích phân có dạng 
 mi Vv trong khoảng thời gian từ [0 -> 
2
T
] 
 mi Vv trong khoảng thời gian từ [
2
T
->T ] 
Và biên độ sóng vuông là hằng số nên khi tính tích phân ta có thể tính một cách dễ 
dàng, phương trình điện áp ra 
Trong khoảng thời gian từ [0 -> 
2
T
] thì mi Vv nên phương trình điện áp ra: 
 t
RC
V
dtV
RC
1
)t(v m
t
0
mO 
Đây là phương trình của hàm dốc giảm nên dạng sóng chính là cạnh xuống của 
dạng sóng tam giác. 
Trong khoảng thời gian từ [
2
T
->T ] thì mi Vv nên phương trình điện áp ra: 
 t
RC
V
dtV
RC
1
)t(v m
t
0
mO 
Đây là phương trình của hàm dốc tăng nên dạng sóng chính là cạnh lên của dạng 
sóng tam giác. 
 Trang 146 
Khi tín hiệu vào ở trạng thái mi Vv thì tín hiệu ra là hàm dốc tăng cho đến khi tín 
hiệu vào chuyển sang trạng thái mi Vv thì tín hiệu ra chuyển sang hàm dốc giảm cho 
đến khi tín hiệu vào chuyển sang trạng thái mi Vv  mạch lặp lại trạng thái. 
8.8. Mạch vi phân 
Sơ đồ mạch vi phân như hình 8.12. 
Hình 8.12. Sơ đồ mạch vi phân 
Theo giả định 1 ta có: Vvv 0 
 dti
C
1
vv
iiCD
Suy ra: 
dt
dv
Ci ii 
Theo giả định 1 ta có: 
R
v
ii ORi 
Nên ta có phương trình điện áp ra: 
dt
dv
RCRitv iiO )( 
Ta có: 
R
vv
R
vv OA
C
Ai 
A
v
vv OidA 
Suy ra: 
R
v
A
v
R
A
v
v O
O
C
O
i 
RfC2j
1
A1
A
R
R
A11
A
v
v
Ci
O
Điểm cực là điểm làm cho mẫu số = 0 tương ứng với giá trị:
RC2
A
f p
Theo giản đồ Bode ta thấy mạch vi phân có băng thông rộng, độ lợi của mạch lớn 
khi tần số càng lớn sẽ làm cho mạch không ổn định dễ gây dao động, dễ bị nhiễu tác 
động, do đó cần phải giới hạn băng thông của mạch. 
 Trang 147 
Để tránh các vấn đề trên ta phải giới hạn băng thông bằng cách gắn thêm vào mạch 
vi phân một mạch tích phân để giới hạn tần số cao của mạch vi phân như hình 8.13. 
Hình 8.13 Mạch vi phân đã được giới hạn tần số cao 
Tính hệ số khuếch đại điện áp ta dùng mạch tương đương như hình 8.14. 
Hình 8.14. Mạch tương đương để tính hệ số khuếch đại 
Ta có: 
D
I
D
II
C
j
R
Cj
RZ

1
C
D
CD
I
D
I
D
F
X
j
R
jXR
C
j
R
C
j
R
Z


Hệ số khuếch đại: 
D
I
C
D
CD
i
F
i
O
C
j
R
1
X
j
R
jXR
Z
Z
v
v

DI
2
D
D
I
I
ID
I
D
CC
1
C
jR
C
jR
RR
C
jR




Hay: 
DIIDIDID
DD
i
O
CjRCjRCCRR
CjR
v
v


21
 Trang 148 
Nếu cho: DIID CRCR 
Thì: 
 22 1
1
21 



ID
DD
IDID
DD
i
O
CjR
CjR
CjRCjR
CjR
v
v
a. Hoạt động của mạch vi phân: 
Điện áp ra của mạch vi phân bằng đạo hàm của điện áp vào nhân với thời hằng RC. 
- Đối với tín hiệu vào là hằng số ở bất kì biên độ nào thì điện áp ra bằng 0V. 
- Khi điện áp vào là hàm bậc thang thì điện áp ra là hằng số ngược cực tính. 
Mạch vi phân thường được dùng ở trường hợp 2, được sử dụng để đo tốc độ thay 
đổi của điện áp vào và tìm được điện áp ra tỉ lệ với tốc độ. 
b. Trường hợp tín hiệu vào mạch là tín hiệu ac: 
Giả sử điện áp vào mạch tích phân có dạng tVv Pi sin 
Điện áp ra: 
2
sin
sin
)(


tRCV
dt
tVd
RC
dt
dv
RCtv p
pi
O 
Tín hiệu ra chính là tín hiệu vào bị lệch pha đi 
2
. 
Dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra như hình 8.15. 
Hình 8.15. Dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra 
Câu hỏi ôn tập 
Câu 1. Một op-amp làm việc trong mạch khuếch đại đảo có RI = RF = 1k. Hãy tính 
độ lợi vòng kín trong 2 trường hợp A = 100000 và A = 10. 
Hình BT8.1. 
Câu 2. Một mạch trộn tín hiệu âm thanh có 10 ngõ vào như hình BT8.2. Điện trở 
mỗi ngõ vào là R1 = R2 = ... = R10 = 1kΩ và điện trở RF = 10kΩ, điện áp tất cả các ngõ 
 Trang 149 
vào đều bằng nhau v1 = v2 = ... = v10
 = 20mV, các ngõ vào đều cùng pha, cho AOL = 
50000. 
Hãy xác định: 
a. Điện áp ra vo. 
b. Hãy xác định độ lợi vòng kín. 
c. Tìm hệ số: 
kdao_VCL
VOL
VEX
A
A
A 
Hình BT8.2. 
 Câu 3. Hãy thiết kế mạch dùng op-amp lý tưởng thực hiện phép tính: 
i2i1o 3V + 5V =V . 
 Câu 4. Hãy thiết kế mạch dùng op-amp lý tưởng thực hiện phép tính: 
3ii2i1o V32V + 5V- =V 
 Trang 150 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] TS. Đặng Văn Chuyết, Giáo trình kỹ thuật mạch điện tử, Nhà xuất bản Giáo 
dục, 2004. 
[2] Đỗ Xuân Thụ, Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Đại học và giáo dục chuyên 
nghiệp, 1990. 
[3] Đỗ Xuân Thụ, Bài tập Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Đại học và giáo dục 
chuyên nghiệp, 1990. 
[4] Lê Phi Yến, Lưu Phú, Nguyễn Như Anh, Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Đại 
học Quốc gia TPHCM, 2005. 
[5] Lê Tiến Thường, Mạch điện tử 1, 2, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TPHCM, 
2004.