Giáo trình Điện tử căn bản
II/ cấu tạo điện trở
Điện trở có các loại cơ bản : điện trở không phải dây quấn và điện trở dây quấn , điện
trở nhiệt
1. Điện trở không phải dây quấn
Điện trở thường làm bằng hỗn hợp than hoặc kim loại
trộn với chất kết dính rồi đem ép lại , vỏ được phủ lớp
sơn than hay hỗn hợp kim loại trên một lõi sứ . Hai đầu
có dây ra .
Điện trở không phải dây quấn có hai loại : trị số cố định
và trị số biến đổi (chiết áp)
2. Điện trở dây quấn
Điện trở dây quấn có lõi bằng sứ và dây quấn là loại
hợp kim có điện trở lớn (nicron,mangnin )hai đầu
cũng có dây dẫn và bên ngoài thường được bọc
bằng một lớp nien ailicát để bảo vệ .
Điện trở dây quấn có hai loại : trị số cố định và chiết
áp dây quấn .
3. Điện trở nhiệt
Có hai loại :
- Hệ số nhiệt dương khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở tăng .
- Hệ số nhiệt âm khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở giảm .
Các loại này thường dùng trong các mạch làm việc ổn định với nhiệt độ như mạch
khuếch đại công suất âm tầng .
o một tín hiệu AC hình sin vào ngõ vào của mạch , ở ngõ ra ta chỉ lấy được một phần của bán kỳ dương (nếu dùng transistor NPN) hoặc một phần của bán kỳ âm (nếu dùng Transistor PNP) . Transistor ở chế độ B hoạt động không cần phân cực , mạch chỉ được phân cực và bắt đầu phân cực khi có tín hiệu vào . Mạch khuếch đại ở chế độ B thường dùng trong mạch khuếch đại công suất ,mắc đẩy kéo . Mỗi transistor khuếch đại một bán kỳ tín hiệu , sau đó được ghép lại với nhau thành một chu kỳ. Tín hiệu ghép từ ngõ ra của hai transistor luôn luôn bị mất một phần tại giao điểm của hai bàn kỳ , người ta gọi là méo giao điểm . Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 17 - 3 . Mạch khuếch đại ở chế độ AB Khi đưa một chu kỳ tín hiệu vào ngõ vào , ta lấy được một bán kỳ tín hiệu ở ngõ ra của mạch khuếch đại .Do đó khắc phục được hiện tượng méo giao điểm ở chế độ B . Để transistor hoạt động ở chế độ AB người ta phân cực : UBE =0,1V (đối với transistor Germanium) . UBE = 0,3V( đối với transistor Silicon) 4 . Mạch khếch đại ở chế độ C Tín hiệu ngõ ra chỉ là một phần nhỏ của một bán kỳ của tín hiệu vào . Transistor làm việc ở chế độ C khi được phân cực tiếp giáp B-E sao cho VB<VE . Mạch khếch đại ở chế độ C thường dùng để tách một chỏm tín hiệu như tách xung đồng bộ ra khỏi tín hiệu hình tổng hợp trong TV . III/ Ba cách ráp transistor căn bản 1 . Mạch khuếch đại mắc theo kiểu E chung Sơ đồ mạch : R1,R2 : Cầu phân áp phân cực cho transistor . R3 : điện trở lấy điện cấp cho cực C của transistor , và cũng là trở gánh của transistor . R4 : nhằm ổn định nhiệt . C1,C2 : tụ liên lạc để đưa tín hiệu vào và lấy tín hiệu ra . C3 : tụ thoát thành phần xoay chiều từ cực E xuống mass . C4 : tụ lọc điện nguồn . a/ Hệ số khuếch đại dòng điện : iIn = iB ( i là dòng xoay chiều ) . Kiểu ráp E chung có khả năng khuếch đại dòng điện . hệ số khuếch đại : ki = β = ic/ib b/ Hệ số khuếch đại điện áp : Kv = Vout/Vin = ic.Rc/ib.Ri = βRc/Ri . (Do ic = βib) . Mạch ghép kiểu E chung có khả năng khuếch đại điện áp . d/ Hệ số khuếch đại công suất Do mạch vừa khuếch đại dòng điện , vừa khuếch đại điện áp nên có khả năng khuếch đại công suất. Hệ số khuếch đại : Kp = Pout/Pin e/Độ lệch pha giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào Khi ở ngõ vào có bán kỳ dương thì ở ngõ ra có bán kỳ âm và ngược lại , nghĩa là điện áp của tín hiệu ngõ ra đảo pha so với điện áp tín hiệu ngõ vào . Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 18 - 2 . Mạch khuếch đại mắc theo kiểu B chung Sơ đò mạch : R1,R2 : hình thành cầu phân áp phân cực cho transistor . R3 : điện trở cấp dòng cho cực C . R4 : điện trở cực E . C1,C2 : tụ liên lạc đưa tín hiệu vào và lấy tín hiệu ra . C3 : nối tắt thành phần xoay chiều từ cực B xuống mass . a/Hệ số khuếch đại dòng điện K1 = iout/iIn = ie/iIn ≈ 1 Do : IE = ic + ib ≈ ic Vậy kiểu ráp b chung khong khuếch đại dòng điện . b/ Hệ số khuếch đại điện áp Kv = Vout/Vin Mạch có khả năng khuếch đại điện áp . c/Hệ số khuếch đại công suất Kiểu ráp B chung do chỉ khuếch đại điện áp mà không khuếch đại dòng điện nên hệ số khuếch đại công suất không lớn . e/ Độ lệch pha giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra Vin tăng – UE tăng – UBE giảm – Q dẫn yếu - Ic giảm – Vout tăng . Vin giảm – UE giảm– UBE tăng – Q dẫn mạnh - Uc giảm – Vout giảm . Như vậy tín hiệu ra đồng pha với tín hiệu vào . 3 . Mạch khuếch đại mắc theo kiểu C chung Sơ đồ mạch : R1,R2 : phân cực cho B cho transistor . R3 : điện trở lấy tín hiệu ra . C1,C2 : tụ liên lạc . Tín hiệu được đưa vào cực B và lấy ra ở cực E , cực C là điểm chung của tín hiệu . a/ Hệ số khuếch đại dòng điện Ki = iout/iIn . Rất lớn Kiểu ráp C chung có khả năng khuếch đại dòng điện . b/ Hệ số khuếch đại điện áp Kv = Vout/Vin ≤ 1 Trong đó : Vout = VE ; Vin = VB + VE và VB>VE Mạch C chung không có khả năng khuếch đại điện áp . d/ Hệ số khuếch đại công suất Kp =Ki .Kv Mạch C chung khuếch đại dòng , không khuếch đại áp nên hệ số khuếch đại công suất không lớn . e/ Độ lệch pha giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào Trong kiểu ráp C chung ta thấy : tín hiệu vào tăng lên , phân cực VBE tăng , Q dẫn mạnh , dòng IE tăng , áp UE tăng lên tức Vout tăng lên . Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 19 - Ngược lại : Vin giảm xuống thì VBE giảm , Q dẫn yếu ,dòng IE giảm ,UE giảm tức Vout giảm . Vậy mạch ráp kiểu C chung có tín hiệu ra đồng pha với tín hiệu vào . Mạch C chung trở kháng vào lớn, trở kháng ra nhỏ nên thường dùng làm tầng đệm giữa các tầng khuếch đại để phối hợp trở kháng . *Bảng so sánh các đặc điểm của ba kiểu ráp Transistor EC ,BC ,CC : EC BC CC Điểm chung Cực E Cực B Cực C Tín hiệu vào Cực B Cực E Cực B Tín hiệu ra Cực C Cực C Cực E Độ lệch pha Ngược pha Cùng pha Cùng pha Khuếch đại dòng điện Có Không Có Khuếch đại điện áp Có Có Không Khuếch đại công suất Lớn Nhỏ Nhỏ Trở kháng vào Nhỏ Lớn Lớn Trở kháng ra Lớn Lớn Nhỏ Bài 4 : MẠCH DAO ĐỘNG VÀ TẠO XUNG Các mạch dao động điều hòa được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin, trong các máy đo , máy kiểm tra , thiết bị y tế . Các mạch tạo dao động có thể làm việc trong khoảng tần số vài Hz cho đến vài nghìn MHz . Để tạo ra dao động ta dùng các thành phần tích cực như : đèn điện tử, transistor,diode I/ Mạch dao động ba điểm điện cảm ( mạch dao động Hartley) Biến áp T được quấn theo tỷ lệ 2:8 tính từ điểm nguồn +Vcc xuống , điểm giữa biến áp cấp cho cực C transistor Q chính là điểm lấy nguồn +Vcc , đây cũng chính là điểm mass AC , tức điểm chung của cuộn dao động , với cấu trúc này của cuộn biến áp , tín hiệu hồi tiếp trên hai cuộn dây từ cực thu về cực nền sẽ lệch pha 180° , hơn nữa , mạch chúng ta đang khảo sát là mạch cực E chung , do đó tín hiệu từ cực B ra cực C bị đảo pha 180° , góc lệch pha toàn mạch sẽ là : φtoàn mạch = φhồi tiếp + φC-B = 180° + 180° = 360° (0°) (Thỏa mãn điều kiện dao động) φhồi tiếp : là góc lệch pha giữa cuộn dây cực thu và cuộn dây cực nền. φC-B : là góc lệch pha giữa cực thu và cực nền Tần số dao động được tính theo công thức : Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 20 - Tác dụng của các linh kiện : - Tụ C1 : liên lạc tín hiệu cảm ứng về cực B , cách ly điện áp DC giữa cực B và cực C transistor Q. - Điện trở R1 : cấp dòng phân cực B cho transistor hoạt động . - Tụ C2 : kết hợp với cuộn biến áp T hình thành mạch cộng hưởng dao động . - Tụ C3 : thoát mass tín hiệu AC , suy giảm hồi tiếp âm trên cực E transistor Q . - Điện trở R2 : ổn định nhiệt cho transistor . III/ Mạch dao động ba điểm điện dung ( mạch dao động Colpitts) Trên mạch dao động ba điểm điện cảm , điểm giữa của tín hiệu là điểm chung của cuộn dây , bây giờ , nếu ta dùng một cuộn dây nhưng điểm chung tín hiệu là điểm chung tụ điện , mạch sẽ trở thành mạch dao động ba điểm điện dung hay mạch dao động Colpitts . Tần số dao động của mạch : Trong đó : tụ C3 là tụ liên lạc tín hiệu cảm ứng về cực B ,cách ly điện áp DC giữa cực C và cực B transistor . III/ Dao động sóng răng cưa Sóng răng cưa là một trong những dạng sóng quan trong trong điện tử. Nó được sử dụng rộng rãi trong máy hiện sóng , trong các hiển thị của ra đa và trong nhiều ứng dụng khác . Tạo ra sóng răng cưa : Transistor T dẫn điện khi không có tín hiệu xung hình chữ nhật Uv được đưa đến đầu vào . Hằng số thời gian C1R1 (t = 0,69R1C1)là dài so với chu kì (t1+t2) của xung . Trong khoảng thời gian t1 không có tín hiệu vào , transistor T dẫn đồng thời tụ C2 được nạp thông qua điện trở R2 . Kể từ khi dạng sóng hình chữ nhật được ghép qua C1R1 tới cực bazơ và cực colector (nếu T dẫn). Trong khoảng thời gian t2 này transistor bị khóa (Vb>Vc) tụ C2 phóng Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 21 - điện trong khi hằng số thời gian tích điện C2R2 lớn và hằng số thời gian phóng điện nhỏ nên tạo ra sóng răng cưa . Phần tăng của Ura phụ thuộc vào đặc tính tích điện của tụ điện , mức tích điện sẽ tương đối tuyến tính (đường thẳng) .Hằng số thời gian C2R2 càng lớn thì thời gian tăng của Ura càng ngắn . Một dạng mạch khác phát sóng răng cưa : Cách phát sóng răng cưa ở trên làm việc như sau : Khi không có tín hiệu vào , transistor T bị khóa do không phân cực (bazơ và emitor có điện thế đất) . Khi tín hiệu vào được cấp cho bazơ ,T chuyển sang dẫn trong thời gian xung t2 ngắn, C2 không tích điện qua REC . Trong thời gian âm của xung(tín hiệu vào), T không dẫn C2 tích điện qua R2 hướng về điện áp colector . Phần tăng của sóng răng cưa được tạo ra ở colector xảy ra trong khoảng thời gian transistor khóa . III/ Dao động sóng tam giác Sóng tam giác có dạng : giá trị tăng lên tức thời từ giá trị cực tiểu đến giá trị cực đại, rồi lập tức đảo ngược hướng , không duy trì một giá trị cố định . Mức tín hiệu dạng sóng tam giác thay đổi theo đường thẳng . Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 22 - III/ Dao động sóng chữ nhật ( xung đa hài ) Mạch điện dao động đa hài trên có hai trạng thái ổn định không bền : T1 T2 và ngược lại : T1 T2 Khi ở T1 T2 ( khoảng thời gian từ 0 đến t1 trên đồ thị ). C1 phóng điện qua CE1 qua Ucc,RB1 C2 phóng điện qua RcBE1 Khi T1 T2 ( khoảng thời gian từ t1 đến t2 ) C1 nạp qua Rc , BE2 và C2 phóng qua CE2,Ucc , RB2 quá trình nạp , phóng điện của C1 và C2 đẩy mạch đến trạng thái tới hạn để lật giữa hai trạng thái đã nêu . Chú ý quá trình lật trạng thái đột biến do bộ lọc C1 RB1,hay C2 RB2,là cao tần , nghĩa là các độ biến từ mức cao về mức thấp ( đột biến âp từ T1 sang T1) được tận dụng qua bộ lọc để dập tắt phần tử thứ hai ( T2sang T2 ) . Chu kỳ xung vuông góc tính bởi : Tr = τ1 + τ2 trong đó τ1 = 0,7 RB1 C1 ; τ2= 0,7 RB2 C2 Khi chọn RB1 = RB2 = R , C1 = C2 = C ta có T = 1,4RC + - Giáo trình đin t căn bn Trng Minh Ti Trang - 23 -
File đính kèm:
- giao_trinh_dien_tu_can_ban.pdf