Bộ phát tín hiệu & Bộ khuếch đại Darlington

Bộ theo dõi bộ phát và bộ khuếch đại Darlington là những ví dụ phổ biến nhất cho bộ khuếch đại phản hồi. Đây là những cái được sử dụng nhiều nhất với một số ứng dụng.

Bộ phát tín hiệu – Emitter Follower

Mạch theo dõi bộ phát có một vị trí nổi bật trong các bộ khuếch đại phản hồi. Bộ theo dõi bộ phát là một trường hợp của mạch phản hồi dòng điện âm. Điều này chủ yếu được sử dụng như một bộ khuếch đại giai đoạn cuối trong các mạch tạo tín hiệu.

Các tính năng quan trọng của Emitter Follower là −

• Nó có trở kháng đầu vào cao
• Nó có trở kháng đầu ra thấp
• Đây là mạch lý tưởng để kết hợp trở kháng

Tất cả các tính năng lý tưởng này cho phép có nhiều ứng dụng cho mạch theo dõi bộ phát. Đây là mạch khuếch đại dòng điện không có mức tăng điện áp.

Triển khai

Các chi tiết cấu tạo của mạch theo dõi bộ phát gần giống với một bộ khuếch đại thông thường. Sự khác biệt chính là tải R_L không có ở cực cực thu nhưng lại có ở cực cực phát của mạch. Do đó, đầu ra được lấy từ cực phát thay vì cực thu.

Độ lệch được cung cấp bằng phương pháp điện trở cơ sở hoặc bằng phương pháp chia điện thế. Hình dưới đây thể hiện sơ đồ mạch của Emitter Follower.

Nguyên lý hoạt động

Điện áp tín hiệu đầu vào được áp dụng giữa đế và bộ phát, tạo thành điện áp đầu ra V _o trên R _E , nằm trong phần bộ phát. Vì thế,

Toàn bộ dòng điện đầu ra này được đưa vào đầu vào thông qua phản hồi. Kể từ đây,

Vì điện áp đầu ra phát triển trên R_L tỷ lệ thuận với dòng điện của bộ phát, mạch theo dõi bộ phát này là mạch phản hồi dòng điện. Kể từ đây,

Cũng cần lưu ý rằng điện áp tín hiệu đầu vào tới bóng bán dẫn (= V _i ) bằng hiệu của V _s và V _o tức là,

Do đó phản hồi là điện áp âm.

Đặc trưng

Các đặc điểm chính của bộ theo dõi bộ phát như sau –

• Không tăng điện áp. Trong thực tế, mức tăng điện áp gần bằng 1.
• Mức tăng dòng điện và mức tăng công suất tương đối cao.
• Trở kháng đầu vào cao và trở kháng đầu ra thấp.
• Điện áp xoay chiều đầu vào và đầu ra cùng pha.

Tăng điện áp của bộ theo dõi bộ phát

Vì mạch theo dõi bộ phát là một mạch nổi bật, chúng ta hãy thử lấy phương trình tính mức tăng điện áp của mạch theo dõi bộ phát. Mạch Emitter Follower của chúng tôi trông như sau –

Nếu một mạch điện xoay chiều tương đương của mạch trên được rút ra, nó sẽ trông giống như mạch bên dưới, vì không có tụ điện phát qua tụ điện.

Điện trở xoay chiều r_E của mạch phát được cho bởi

Trong đó

Để tìm mức tăng điện áp của bộ khuếch đại, hình trên có thể được thay thế bằng hình sau.

Lưu ý rằng điện áp đầu vào được đặt trên điện trở xoay chiều của mạch phát tức là (r’ _E + R _E ). Giả sử diode phát là lý tưởng thì điện áp đầu ra V_out sẽ là

Điện áp đầu vào V_in sẽ là

Do đó, Độ lợi điện áp của bộ theo dõi bộ phát là

Hoặc

Trong hầu hết các ứng dụng thực tế,

Vì vậy, A _V ≈ 1. Trong thực tế, mức tăng điện áp của bộ theo dõi bộ phát nằm trong khoảng từ 0,8 đến 0,999.

Bộ khuếch đại Darlington

Mạch đi theo bộ phát vừa được thảo luận không đáp ứng được yêu cầu về độ lợi dòng điện của mạch (A _i ) và trở kháng đầu vào (Z _i ). Để đạt được một số mức tăng trong giá trị tổng thể của mức tăng dòng điện và trở kháng đầu vào, hai bóng bán dẫn được kết nối như trong sơ đồ mạch sau, được gọi là cấu hình Darlington.

Như thể hiện trong hình trên, bộ phát của bóng bán dẫn thứ nhất được kết nối với đế của bóng bán dẫn thứ hai. Các cực thu của cả hai bóng bán dẫn được kết nối với nhau.

Phân tích xu hướng

Do kiểu kết nối này nên dòng phát của bóng bán dẫn thứ nhất cũng sẽ là dòng cơ sở của bóng bán dẫn thứ hai. Do đó, mức tăng dòng điện của cặp này bằng tích của mức tăng dòng điện riêng lẻ, tức là,

Mức tăng dòng điện cao thường đạt được với số lượng thành phần tối thiểu.

Vì hai bóng bán dẫn được sử dụng ở đây nên cần xem xét hai giọt V_BE. Phân tích sai lệch cũng tương tự đối với một bóng bán dẫn.

Điện áp trên R₂ ,

Điện áp trên R_E,

Dòng điện qua R_E,

Vì các bóng bán dẫn được ghép trực tiếp,

Ta có

Vì thế

Nghĩa là

Chúng ta có

Từ

Do đó, như

Chúng ta có thể viết

Do đó, Mức tăng dòng điện có thể được tính là

Trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại Darlington là

Trong thực tế, hai bóng bán dẫn này được đặt trong một vỏ bóng bán dẫn duy nhất và ba cực được đưa ra khỏi vỏ như trong hình dưới đây.

Thiết bị đầu cuối ba này có thể được gọi là bóng bán dẫn Darlington . Transitor Darlington hoạt động giống như một bóng bán dẫn duy nhất có mức tăng dòng điện cao và trở kháng đầu vào cao.

Đặc trưng

Sau đây là những đặc điểm quan trọng của bộ khuếch đại Darlington.

• Trở kháng đầu vào cực cao (MΩ).
• Độ lợi dòng điện cực cao (vài nghìn).
• Trở kháng đầu ra cực thấp (vài Ω).

Vì các đặc tính của bộ khuếch đại Darlington về cơ bản giống với đặc tính của bộ khuếch đại bộ phát nên hai mạch này được sử dụng cho các ứng dụng tương tự.

Cho đến bây giờ chúng ta đã thảo luận về bộ khuếch đại dựa trên phản hồi dương. Phản hồi âm trong mạch bán dẫn rất hữu ích trong hoạt động của bộ dao động. Chủ đề về bộ dao động hoàn toàn được đề cập trong hướng dẫn về bộ dao động.

Xem thêm tại diencobacninh.com