Bài giảng Tóm tắt môn Điện tử 2 - Chương 4: Khuếch đại cộng hưởng - Phạm Hồng Liên

 24 
Chương 4 : KHUẾCH ĐẠI CỘNG HƯỞNG 
I) BỘ KHUẾCH ĐẠI CỘNG HƯỞNG ĐƠN : 
Giả thiết rbb’ = 0. 
 Rp = ω0LQC (1); ω0 = 
LC
1
 (2) 
 C = C’ + Cb’e + Cb’c1(1 + gm.
LC
LC
RR
RR
+
) (3) Aim 
 R = ri // Rp // Rb // rb’e (4); Qi = ω0RC (5) 
 ωL ω0 ωH ω 
 Ai = 






−+
ω
ω
ω
ω 0
0
1 i
im
jQ
A
 (6); BW ' = 
RC
1
rb’e 
 25 
 Aim = -gm.R.
LC
C
RR
R
+
 (7) 
 BW = 
RCpi2
1
 (8); GBW = 
LC
Cm
im
RR
R
C
g
BWA
+
= .
2
.
pi
 (9) 
II) PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG ĐỂ TĂNG ĐỘ LỢI : 
 'bR = Rb // rb’e (1) R = ri // Rp // 2
'
a
Rb (2) 
 ).1(''
'
LC
LC
mcbebb
RR
RR
gCCC
+
++= (3); C = C’ + a2C 'b (5) 
 Tỷ số biến áp : a = 1
2
1
1
' <=
n
n
V
V eb (4) 
 26 
 Qi = ω0RC (6); 
)'('
1
'
1
'2
2
0
bCaCLCL +
==ω (7) 
 Ai = 






−+
ω
ω
ω
ω 0
0
1 i
im
jQ
A
 (8);Aim = -agm.R.
LC
C
RR
R
+
 (9’) (RC~RL) 
 BW = fH – fL = 
RCpi2
1
 (10); GBW = imA .BW (11) 
* Ví dụ H 4-8 
 a = 
2
1
1
'
n
n
V
V eb = (1); 
21 n
n
V
VLm = (2); 
1' n
n
V
V
eb
Lm = (3) 
 a = 
2
11
2
'
11
' .
n
n
n
n
n
n
V
V
V
V
V
V
Lm
ebLmeb =











== 
 ).1(''
'
LC
LC
mcbebb
RR
RR
gCCC
+
++= (4); C’ = ''
2
2
C
n
n






 (5) 
 C = C’ + a2C 'b = ''
2
2
C
n
n






 + a2Cb’e + a
2 ).1('
LC
LC
mcb
RR
RR
gC
+
+ (6) 
 L’ = L
2
2 





n
n
 (7); 
2
2' 





=
n
n
RR pp (8); ebbb rRR '
' //= (9) 
Aim=-agmR(9) (RC>>RL) (9) 
 27 
CL'
12
0 =ω (10); Ai = 






−+
ω
ω
ω
ω 0
0
1 i
im
jQ
A
 (11) Aim 
 R = ri // 
'
pR // 2
'
a
Rb (12) ωL ω0 ωH ω 
 Aim = -agm.R.
LC
C
RR
R
+
 (13); BW = 
RCpi2
1
 (14) 
III) MẠCH KHUẾCH ĐẠI CASCODE : 
 Giả thiết mạch này làm việc ở phạm vi tần số : 
 fβ << f0 << fα = fT 
 Ta có sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ, tần số cao như sau : 
'mgM1~
Cbc'2
E2 2
2ie2
L
<
ìc221 ieic
< <
iL
>
i
Vbe
1
' hfb
i
L C1
Cbe1
R
C Vbe1
Rc1 R hib Rc2 R
BW 
' 
 28 
'bbt
t
rZ
V
+
R= ri// Rp // r
1'eb
(1); C
1M
= 
1'cb
C [1 + g
1m
(R
1C
// R
2E
// h
2
b
i )] ≈2C 1'cb (2) 
C=C' + C
1'eb
+ 2 C
1'cb
 (3) Qi = 0ω RC (5) 
LC
12
0 =ω (4) 
Ai = 






−+
ω
ω
ω
ω 0
0
1 i
im
jQ
A
 (5) Aim = -g
1m
R. 2
2 .
2
fb
Lc
c h
RR
R
+
 (6) 
GBW = |Aim|.BW ≈ -
1m
g R. 
)2'(2
1
.
112
2
'' cbebLc
c
CCCRRR
R
+++ pi
 (7) 
Nếu C' = 0; vì C
1'eb
>> 2 C
1'cb
 và R
2C
>> RL, ta có : 
GBW ≈−≈
1'
2 eb
m
C
g
pi
fT (8) 
 Ưu điểm chính của sơ đồ là giảm điện dung ký sinh do đó phân cách 
ngõ vào với ngõ ra và làm tăng tích số độ lợi băng thông nhưng độ lợi 
dòng điện thì tương tự như một mạch đơn tầng CE. 
IV) PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA : 
iL 
D9 
-A 
' ' i i 
Rp 
ch 
E E 
Z f 
L 
o ->o 
->o o 
->o o 
bc ' Cc2 
Vcc 
C 
C 
L 
Cc1 
+ 
Vbb 
i C L R 
R 
r 
bb'
-
Z
f
vL
'
t
i ' f
Ai
r
z
ZZ
 29 
z' = rI // rP // XL' // XC' (1) Zt = rb'e // 
)(
1
'' cbeb CCs +
 (2) 
Vt = 
cb
eb
eb
sC
Z
Z
'
'
'
1
+
. V 'L (3) Zb'e = rb'e // X ebC '
ebeb
eb
Csr
r
''
'
.1+
≈ (4) 
Zf có dạng R, C nối tiếp với : 
 Rf = Arbb'(1 + 
cb
eb
C
C
'
' ) (5) và Cf = 
)1(
'
'
'
eb
bb
cb
r
r
A
C
+
 (6) 
Nếu rbb' = 0 ta có Rf = 0 và Cf = 
A
C cb ' 
trong đó A là hệ số truyền đạt trong mạch hồi tiếp, thường A <1 nên 
Cf > Cb'c . 
V) KHUẾCH ĐẠI ĐIỀU HỢP ĐỒNG BỘ : 
 Thường chỉ được áp dụng cho transistor trường do chúng có trở 
kháng vào rất lớn, sẽ không làm suy giảm hệ số phẩm chất của khung 
cộng hưởng. 

 Khuếch đại điều hợp đồng bộ đơn dùng FET: 
iL
' ' g
n:n12
->o
->o
->o
i
L
Vcc
R
Rs
Rd
R
C
Cd
Cg
Cs
L
r
+
-
Vi
 Giả sử các tầng đồng nhất và điều hợp ở tần số 0ω . Ta coi Rg 
∞→ .(H4_16) 
 30 
VL 
'
i
' a Cgs2 a CM
2 g Vg
m r L
<
id iL
>
G
L RRdds
RpC
r
+
-
Vi
 Ci = a
2{Cgs + Cgd[1+gm(rds//Rd//RL)]} (1) 
 C = C'+Ci (2); R=ri // Rp (3) 
 Qi = 0ω (ri // Rp)(C' + Ci) = 0ω RC (4); 
)'(
12
0
iCCL +
=ω (5) 
 Av = Avm 






−+
ω
ω
ω
ω 0
0
1
1
ijQ
 (6); Avm = -agmR// . 
pi
p
Rr
R
+
 (7) 
 với R// = rds // Rd // RL (8); BW = 
RCpi2
1
 (9) 
 GBW = vmA .BW = 
ii
m
CCr
Rag
+'
1
.
2
//
pi
 (10) 
 Khuếch đại điều hợp đồng bộ hai tầng dùng FET : (H4-17) 
'i/ri
n:n
11
" L
DD
n:n
2 1 12
->o
->o
->o
->o
->o
Rg
C1
V
Rs2
Cs2
R
C3
Rd2
Rg
C
Rd1
C2
Rs
Cs
C
rVi
'/ri
g
Vg
m 1' m
g
Vg
2 ds L
RRd2
r
L LCR
CRVi
 31 
 Đây là mạch khuếch đại điều hợp nên ta có : 
 R = ri // R
1p
// r
1ds
// R
2g
// R
2p
 (1) 
 C = C' + Ci = C' + a
2{Cgs + Cgd[1+gm(r
2ds
//R
2d
//RL)]} (2) 
 20ω = 
)'(
1
iCCL +
 (4); Qi = 0ω R(C' + Ci) (5) 
 Ai = 2
0
0
1












−+
ω
ω
ω
ω
i
im
jQ
A
 (6); Aim = a
2g 2m .R.R//. 
pi
p
Rr
R
+
(7) 
với R// = r
2ds
// R
2d
// RL (8) 
 BW = 0,643
iQ
f0 = 0,643 BW1 (9) với BW1 = 
RCpi2
1
 (10) 
 Khi có N tầng cộng hưởng đồng bộ : 
 Avm = j
N
j
m
N Rga
j
..)(
1
∏
=
− (11) và BW = 
iQpi
ω
2
0 (2 N
í
-1)1/2 (12)