Bài giảng Mạch điện tử - Chương 5: Đáp ứng tần số - Nguyễn Thanh Tuấn

-32
Ảnh hưởng của tụ thoát 
và tụ ghép ngõ ra (tt)
* *
/ /
( ) . . .
/ / / /
ib C bL L
i ib LC Cc i E Eb
i R RRi i
A s hfe
i i i R R Z R R hie R C
  
   
* *
1
/ / .
( ) . . . .
1 1/ /
( ) .( / /( / / )
E
iC b e e
iLC b
L EC C
s
R RR C Rs
A s hfe
R R R R hie s s
C R R C R hie Ri Rb

 
   
 
Chương 5-33
Ảnh hưởng của tụ thoát 
và tụ ghép ngõ ra (tt)
2
1 2
. ( )( ) . zim
p p
s jA
ss
A s
s s


 



 

•Aim = Ai (jω)| ω => +∞ =
• ωp1 =
•ωp2 = là các cực của hàm truyền đạt 
/ /
. .
/ /
iC b
iLC b
R RR
hfe
R R R R hie

 
1
.( )c LCC R R
* *
1
.( / /( / / )
E E
C R hie Ri Rb
• ωz2 = zero của hàm truyền đạt 
1
.e eR C
Chương 5-34
Ảnh hưởng của tụ thoát 
và tụ ghép ngõ ra (tt)
Giả sử ωp1 < ωz2 < ωp2
ωp1 ωz2 ωp2 ≈ ω L
ω(rad/s)
|Ai |dB
|Aim
|
Chương 5-35
Ảnh hưởng của tụ thoát 
và tụ ghép ngõ ra (tt)
 Tìm tần số cắt thấp ωL = 2πfL
 Giả sử ωp1 nếu gần đúng: 
2 2
2
2 2 2 2
1 2
| |
| ( ) |
2
| |
| |
2.
L L z ii m
im
L L
m
L
p
i
p
AA
A A
 
  





 

2 2 2
2
2 2 2 2
1 2( )2 ( ).( )L L z L Lp p        
2
2
4 2 2 2 2 2
1 2 1 2]([ ). . 0zL Lp p p p          
2 2 2 2
2 1 2 2
2 2
1 2. 0
p p z p
p p
   
 
  

 
4 2 2
2. 0L Lp     2L p  
Chương 5-36
5.3 Đáp ứng tần số cao 
 Mô hình tương đương của BJT và FET
 Định lý Miller
 Mạch CE (CS) – Hiệu ứng Miller
Chương 5-37
Mô hình tương đương của BJT và FET
Chương 5-38
Các thông số tần số cao của BJT

Chương 5-39
Định lý Miller
Y
Y1 Y2
I1 I2
V1 V2 V1 V2
I1
I2
Chương 5-40
Mạch CE tần số cao
Chương 5-41
Mạch CE tần số cao (tt)
Chương 5-42
Mạch CE tần số cao (tt)
Chương 5-43
Mạch CE tần số cao (tt)
20lgAim
ω5
20lg|A| (dB)
ω (rad/s)
Chương 5-44
Mạch CE tần số cao (tt)
 Để tăng tính ổn định, người ta thường gắn thêm
1 tụ CBC từ cực B sang cực C cĩ giá trị tầm vài nF
để hồi tiếp âm.
Khi đĩ tổng điện dung giữa cực B và E là
C = Cbe + C’M
Với C’M là điện dung Miller cĩ được khi áp dụng định lý
Miller với Cbc//CBC
C’M= (CBC+Cbc)( 1 + gmR’L )
sẽ được ảnh hưởng nhiều nhất bởi tụ CBC , do đĩ ta chủ
động điều chỉnh được đáp ứng của mạch khuếch đại
bằng cách điều chỉnh CBC
C’M ≈ CBC( 1 + gmR’L )
Chương 5-45
Mạch CS tần số cao
  gd
m
ddsgd C
g
RrC
  
||
1
Mạch CS với hồi tiếp được loại bỏ
Điện dung Miller (cách phân tích giống như mạch BJT
Mạch tương đương với CM ở trên chỉ tồn tại khi điều kiện sau thỏa mãn:
Chương 5-46
Mạch CS tần số cao (tt)
 
 
 
Mgsi
h
Mgsi
ddsm
i
d
v
CCr
f
CCrj
Rrg
v
v
A














2
1
1
1
||
Chương 5-47
Mạch CS tần số cao (tt)
 
 
  1|| khi 
||1
/1
||




ddsm
ddsgd
mgd
ddsm
i
d
v
Rrg
RrCj
gCj
Rrg
v
v
A


Chương 5-48
Mạch CD (SF) tần số cao
    sdsm
gs
sds
gd
i Rrg
Cj
Rr
i
v
Z ||1
1
||' 









Mạch SF ở tần số cao 
(bỏ qua phân cực)
Mạch tương đương SF ở 
tần số cao
Chương 5-49
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)
gsm Cg /
49
Mạch nguyên vẹn
Mạch khi Mạch khi gsm Cg /
Chương 5-50
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)
 
  
























gdsds
sds
gd
i
CCRrj
RrCj
Cj
Z
1
'
1
||
1
1
||'
1
1
1



Mạch tương đương 
SF ở tần số cao
Chương 5-51
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)
 
  
















 gdimgs
igsgd
mvo
i
o
CrjgCj
rCCj
gi
v
Z
i


1/1
11
0
'
'
Mạch tương đương 
SF ở tần số cao
Chương 5-52
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)















i
g
g
s
i
s
v
v
v
v
v
v
v
A
 
 
 
  1|| vì1
||1
||
1
1
||1
||































 sdsm
sdsm
sds
gs
m
gs
sdsm
sdsm
g
s Rrg
Rrg
Rr
Cj
g
Cj
Rrg
Rrg
v
v


   gsmsdsmgsgdii
g
Cg
RrgCCrjv
v
/ khi 
||(1/1
1


 

Mạch tương đương SF ở tần số cao
  gsmsdsigd
sdsi
ii
g
Cg
RrrCj
Rrr
rv
v
/ khi 
||||1
||||1
 hoac 















 

Chương 5-53
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)
gm = 10-3 mho
rds = 10 kΩ
Cgs = 100 pF
Cgd = 1 pF
Tìm ωH
Chương 5-54
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)
Chương 5-55
Mạch CD (SF) tần số cao (tt)

Chương 5-56
TÓM TẮT
 Đáp ứng tần số tổng quát
 Đáp ứng tần số thấp
 Đáp ứng tần số cao
Chương 5-57
BÀI TẬP 1
Cho các thơng số: 
Vcc=20v, R1=10k, 
R2=100k, ri=10k, 
Re=0.1k, RC=1k, 
RL=1k, Ce=10 μF , 
Cc=20 μF, hfe=50.
a) Vẽ sơ đồ bé tín
hiệu tương đương
ở tần số thấp.
b) Xác định độ lợi Ai, 
c) Vẽ biểu đồ Bode .
Chương 5-58
BÀI TẬP 2
a) Tính độ lợi dãy giữa Aim
b) Tìm tần số 3 dB fh
 Các thơng số của mạch:
Vcc= 20v
ωr=10
9 rad/s
hfe= 100
Cb’c= 5 pF
rbb’=0
ICQ= 10 mA
Chương 5-59
BÀI TẬP 3
Các phép đo đạc chỉ ra rằng mạch khuếch đại chỉ ra hình B.11.1 cĩ
độ lợi dãy giữa là 32dB, tần số cắt trên 3dB là 800Hz và dịng tĩnh 
emitter là 2mA. Giả sử rằng rbb = Cb’c = 0, tìm hfe, rb’e và Cb’e.
Chương 5-60
BÀI TẬP 4
Cho transistor như trong hình, wT =10
9 rad/s, hfe = 20, 
Cbe =6pF, rbb’ =0 và IEQ =1mA. 
Hãy tìm độ lợi áp dãy giữa và tần số cắt trên 3dB.
Chương 5-61
BÀI TẬP 5
Tìm độ lợi dịng dãy giữa và tần số cắt trên 3dB cho mạch khuếch
đại hình dưới. Giả sử các transisitor cĩ các đặc tuyến cho trong 
bài 11.4.
Chương 5-62
BÀI TẬP 6
Cho transistor trong hình b11.6 
Hãy tìm và vẽ trên đĩ biểu đồ tiệm cận cho độ lợi điện áp.
' ' ' '20 , 1 , 1000 , 10 và g 0,05bb b e b e b e mr r K C pF C pF mho      
Chương 5-63
BÀI TẬP 7
Cho bộ kéo theo nguồn cho trong hình B11.10, hãy vẽ:
0
0
) | | 
) |Z | theo 
) | | 
i
i
v
a Z theo
b
v
c A theo
v



Zi
Zo
S
Chương 5-64
BÀI TẬP 8
Tính và vẽ |Yo| cho bộ kéo theo nguồn cho trong hình B11.11
Chương 5-65
ĐÁP ÁN 1
 Rb=R1//R2= 10k // 1o0k =10k
 VBB = VCC.R1/(R1+R2)=20.10/110= 1.81V
 ICQ = (VBB -0.7)/(Rb /hfe + Re)=3.7 mA
 Suy ra hie=o.34k
 Z1=(hfe +1).[Re // 1/sCe] 
 =51.(o.1 // 1o5/s)= 51.105 / (s + 105 )
 Z2= RL + 1/sCc = 10
3 + 5.104 /s
Ai
24
16
0 25 1o3 1485
Chương 5-66
ĐÁP ÁN 2
 Rb=R1//R2=10k//1k= 0.9k
 gm=40ICQ= 0.4 mho
 Cb’e=gm/ωT= 400 pF
 CM = [1 + gm.(Rc//RL)]Cb'c = 1000 (pF)
 Aim= -gm.[Rc/(RC+ RL)].[ rb’e.( ri // Rb) / ( ri // Rb + rb’e)] = -38
 ωh=3.64 (Mrad/s)
Chương 5-67
ĐÁP ÁN 3
Aim = 
iL
ii
 = -gmrb’e
Rb
Rb+rb'e
 = -32 
Ta cĩ : rb’e = 
25
2
 hfe = 12,5hfe 
Từ (1) và (2) suy ra : 
1000hfe – 500hfe = 32x 103 
 hfe = 64  rb’e = 800Ω 
Mặc khác : Tần số cắt wβ = 
1
(Rb//rb'e)Cb'e
 Cb’e = 
1
(Rb//rb'e)wβ
 = 44,76µF 
Chương 5-68
ĐÁP ÁN 4
a) Dễ thấy : Avm = 
VL
Vi
  1 
b) Av = 
VL
Vi
 = 
VL
Vb'
Vb'
Vi
Chương 5-69
ĐÁP ÁN 4 (tt)
Ta cĩ 
Ve
Vb'
 = 
0.04+0.002+jw40x10
-12
0.04+0.004+jw40x10
-12  1 
 Với w < wβ 
Ve
Vb'
 = 
1
1+jw3x10
-9 
 Lấy w = wβ = 50x10
6  
Vb'
Vi
 = 
1
1+jw0.15
  1 
 Từ 13.1 -26c (SGK) 
 w>wβ 
Chương 5-70
ĐÁP ÁN 4 (tt)
  
1+s10
-9
1+50x10
-10
s+s
2
3x10
-18 
 2(1+10-18w2h) = (1-3x10
-18
w
2
h)
2
 +25x10
-18
w
2
h 
 = 1+9x10
-36
w
4
h+19x10
-18
w
2
h 
  wh = 2.45x10
8
 rad/s 
Vb'
Vi
 = 
1+5500(2x10
-2
)
1+s[(500+500)2x10
-2
+500(6pF)]+s
2
(500x2x10
-12
)3x10
-9 
Chương 5-71
ĐÁP ÁN 5
Độ lợi dịng dãy giữa : 
 Aim = 
IL
ii
 = 
IL
0.4Vb'e2
0.4Vb'e2
0.4Vb'e1
0.4Vb'e1
ii
 = - 
Rc2
Rc2+RL
 0.4 
Rc1
Rc1+hib
 0.4 
Ri
Ri+rb'e1
 -6.6 
Chương 5-72
ĐÁP ÁN 5 (tt)
Áp dụng Miller : 
 Đối với transistor 1: CM = Cb’e1(1+0.4hib) 
 = 6(1+0.4x5)  12pF 
 CT = CM + Cb’e1 = 52pF 
 Tần số cắt : 
 Wh1 = 
1
(Ri//rb'e1)CT
 = 
1
333(52x10
-12
)
 = 57.7Mrad/s 
 Wh2 = 
1
(Rc2//RL)Cb'e2
 = 
1
500(6x10
-12
)
 = 333Mrad/s 
Chương 5-73
ĐÁP ÁN 6
' 50 1 
51
b
i
v
v
 h  
11
'
83
1 1
1 101 10 10
b
i
v
v jj 
 
 
  
Chương 5-74
ĐÁP ÁN 6 (tt)
2 2 2;2(1 4 ) (1 2 ) 25 27 /h h h h h Mrad s           
9
3 11
'
3 11 3 11 2 3 11 8
8
8 2 16
10
' 20
1 0,05(1000)
1 10 2 10
1 [2 10 2 10 10 10 ] 10 (2 10 )10
1 2 10
1 10 2 10
h
b
T
i
C pF
v j
A
v j
j
j
 

 

 


   

 

 

  
 
       
 

   
6
50
52 1/ ( 20 10 ) 1
e
i
v k j
v k j j

 
 
  
Chương 5-75
ĐÁP ÁN 7
-3
-3
,
i -12
-9
g g,
0 v-9 -9
i g
Cgs=6pF;Cgd=2pF;gm=3 10 ;rds=83k
[1+3 10 (800)
z =800+
jω6 10
v v1+jω8 10
z =330 ;A =
(1+jω2×10 )(1+jω2×10 ) v v




m
g
-12 -12
i
ds s
-9
s
-9
g
v 800//1000 1 1
= =0,445
v 1000 1+(1+jω2×10 (800//1000) 1+jω890×10
g (r //R )=2,4
v 2,4 1+jω×10
=
v 3,4 1+jω×10(1+jω0,89 ×10 )
Chương 5-76
ĐÁP ÁN 8
1
39
1
1 15 9
9 12
6
1 9
9 9
1 19 9
12 1
3
1000
0,625 101 2 10
1000 1 10 1 8 10
1 2 10 6 10
5 1 10
800 1 8 10
5 1 2 10 1 2 10800( 1)
1 8 10 1 8 10
6 10 ( 6 10
gs g
g
g
g
gs
i
gs i
v v v
vj
v v v
j
j j
j
v v
j
jv j
v v v
v j j
i j v v j


 


 
 
 


 


 
 
 
 
 
  
 
  
 

 
    
    
   
    
9
2
9
1 2 10
)
1 8 10
j
j




 
 
Chương 5-77
ĐÁP ÁN 8 (tt)
1
4
9 9
121
0 9 9
1
9 2
3
0 9
4000
1 1 2 10 1 2 10
6 10
1 8 10 1 8 10
1 (1 2 10 )
3 10
4000 1 8 10
m
ds
v
i
i j j
y g j
v r j j
j
y
j
 

 


 

 




   
    
   
 
  
 
3 1
0
1
1 2
2 3 4
83 ; 3 10 ;ds m
i
m gs
ds
v
r k g z
i
v
i i g v
r
i i i
    
  
 