Điện và điện tử

Máy tính khuếch đại BJT và mạch theo cực phát

Tính phân cực, độ lợi có tải, điện trở và biên độ tín hiệu NPN/PNP.

Dữ liệu nhập

Chế độ tính

Loại transistor

Mạch phân cực

Điện áp nguồn · VCC · V

Điện trở phân cực trên · R1 · kΩ

Điện trở phân cực dưới · R2 · kΩ

Điện trở cực góp · RC · kΩ

Điện trở cực phát · RE · kΩ

Hệ số khuếch đại dòng DC · β · hFE

Độ lớn điện áp cực gốc–cực phát · V

Độ lớn điện áp bão hòa cực góp–cực phát · V

Nối tắt điện trở cực phát đối với AC

Điện trở · RL (AC) · kΩ

Điện trở · RS · kΩ

Điện áp · VT · mV

Điện áp vào · Vpk · mV

Dòng DC là độ lớn; điện áp so với đất. Tụ AC được nối tắt; VBE và β cố định. Chỉ dùng phân cực tích cực; bỏ qua hiệu ứng Early và tần số. RL chỉ cho AC; Rout không gồm RL; biên độ ước tính.

Kết quả

IC: —

VCE: —

Điện áp · Vout,DC: —

Độ lợi điện áp · Av,S: —

Độ lợi điện áp · Av,B: —

Điện trở · Rin: —

Điện trở · Rout: —

gm: —

rπ: —

Điện áp · Vout,pk: —

Lớn nhất · Vout,pk: —

Công thức—

So sánh độ lợi cực phát chung và tải mạch theo

Ước lượng độ lợi tín hiệu nhỏ dải giữa sau khi tính phân cực DC. So sánh cực phát chung, mạch theo, tải nguồn và dự trữ cắt đỉnh. Mô hình loại trừ tụ phụ thuộc tần số, điện trở ra transistor, nhiễu và méo chi tiết.

Từng bước thực hiện

Chọn cực tính, phân cực và cấu trúc. Đảm bảo điểm DC tích cực trước khi đọc kết quả tín hiệu nhỏ.
Nhập tải AC, điện trở nguồn, đỉnh vào và điện áp nhiệt. Với cực phát chung chọn nối tắt lý tưởng điện trở phát.
So sánh độ lợi nguồn-ra và gốc-ra, điện trở vào và đỉnh ra. Kiểm tra cảnh báo cắt đỉnh và điện trở ra.

Cài đặt và giới hạn

Nối tắt cực phát: Nối tắt lý tưởng bỏ hồi tiếp AC cực phát nhưng giữ phân cực DC. Độ lợi tăng, điện trở vào thường giảm; tụ thực phụ thuộc tần số.
Nguồn và tải: Điện trở nguồn suy giảm tín hiệu cực gốc. Tải AC ghép tụ ảnh hưởng độ lợi và dự trữ, không tham gia tính phân cực DC.
Giả định tín hiệu nhỏ: Điện áp nhiệt và dòng phân cực đặt độ dẫn truyền. Ước lượng cắt đỉnh so sánh đỉnh dự kiến với dự trữ, không mô phỏng méo.

Ví dụ thực hành

Dùng ví dụ cầu chia chung và so sánh cực phát chung không và có nối tắt. Phân cực không đổi nhưng độ lợi và điện trở vào thay đổi.

Dữ liệu đầu vào mẫu

NPN; VCC = 12 V; R1 = 47 kΩ; R2 = 10 kΩ
RC = 4.7 kΩ; RE = 1 kΩ; β = 100
VBE = 0.7 V; VCE(sat) = 0.2 V; VT = 25.85 mV
RL = 10 kΩ; RS = 1 kΩ; Vin,pk = 10 mV

Kết quả dự kiến
CE / CE+Cb / EF	Gsource	Rin	Vout,pk	Rout
CE	−2.744393 V/V	7.634495 kΩ	27.443927 mV	4.7 kΩ
CE + Cb	−98.277923 V/V	1.615793 kΩ	982.779227 mV	4.7 kΩ
EF	0.864522 V/V	7.579523 kΩ	8.645220 mV	27.924813 Ω

Chuyển sang mạch theo. Độ lợi áp nhỏ hơn đơn vị, nhưng điện trở ra thấp hơn hữu ích để đệm. Điện trở góp không dùng trong chế độ này.

Câu hỏi và khắc phục sự cố

Vì sao độ lợi âm?

Cực phát chung đảo tín hiệu; mạch theo không đảo. So sánh độ lợi có dấu, không chỉ độ lớn.

Vì sao thiếu kết quả tín hiệu nhỏ?

Ngắt hoặc bão hòa làm mô hình tích cực mất hiệu lực. Sửa điểm DC trước khi so sánh độ lợi AC.

Vượt kiểm tra cắt đỉnh nghĩa là méo thấp?

Không. Phi tuyến có trước cắt đỉnh mạnh. Giảm tín hiệu và kiểm tra đáp ứng, ổn định phân cực và méo của mạch thực.