Tín hiệu cần khuếch đại được đưa vào giữa cực cửa và cực nguồn; tín hiệu ra lấy giữa cực máng và cực nguồn. Xét về mặt xoay chiều thì cực nguồn chung cho cả tín hiệu vào và tín hiệu ra nên gọi là sơ đồ nguồn chung.
.png)
Trong mạch các linh kiện làm nhiệm vụ như sau:
Un, Rn: Là điện áp và điện trở trong của nguồn tín hiệu cần khuếch đại.
CP1, CP2: Là các tụ nối tầng có tác dụng dẫn tín hiệu xoay chiều và ngăn không cho dòng một chiều chạy qua.
RD: Dẫn điện áp từ nguồn cung cấp một chiều cấp cho cực máng, đồng thời là tải của mạch khuếch đại.
RS: Thực hiện hồi tiếp âm dòng điện một chiều để ổn định điểm làm việc tĩnh cho mạch;kết hợp với RG để tạo thiên áp tự cấp cho cực cửa.
CS: Khử hồi tiếp âm dòng điện xoay chiều trên điện trở RS .
RG: Kết hợp với RS để tạo thiên áp tự cấp cho cực cửa.
Khi chưa có tín hiệu vào mạch làm việc ở chế độ tĩnh, trong mạch chỉ có thành phần một chiều xác định điểm làm việc ban đầu cho FET:
Điện áp: UGS = - ID.RS< 0.
Điện áp: UDS = Ucc - ID.(RD + RS) > 0.
Dòng ID: +Ucc qua RD, qua cực máng, qua cực nguồn, qua RS về đất.
Mạch chưa có tín hiệu ra Ur = 0.
Khi có tín hiệu vào ở bán kỳ dương ,tín hiệu được đưa tới cực cửa làm cho điện thế tại cực G tăng lên (UGS bớt âm) nên chuyển tiếp PN giữa cực cửa và cực nguồn giảm phân cực ngược, miền điện tích không gian bị thu hẹp lại, kênh dẫn được mở rộng, điện trở của kênh dẫn giảm,khi đó dòng ID tăng lên.Vì dòng ID tăng nên điện áp rơi trên điện trở RD cũng tăng do vậy điện thế tại cực máng giảm, nghĩa là điện áp ra có chiều biến thiên ngược lại điện áp vào, tín hiệu ra ở bán kỳ âm. Điện áp ra được dẫn qua tụ CP2 đến tải hoặc tầng sau. Khi tín hiệu vào ở bán kỳ âm quá trình xảy ra ngược lại so với trường hợp ở bán kỳ dương của tín hiệu vào. Lúc này tín hiệu ra ở bán kỳ dương.
Một số đặc điểm của mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng FET mắc cực nguồn chung như sau:
- Tín hiệu ra được khuếch đại lớn lên về mặt biên độ, cùng quy luật nhưng ngược pha với tín hiệu vào.
- Mạch có trở kháng vào lớn, trở kháng ra trung bình nên được ứng dụng để khuếch đại các nguồn tín hiệu có nội trở lớn.
- Trong thực tế, mạch thường được mắc ở ngay đầu vào của các máy thu vô tuyến điện thế hệ mới (các tầng khuếch đại cao tần, trung tần của các thiết bị FT - 70G, FT - 70F, FT - 70GH…).
Un, Rn: Là điện áp và điện trở trong của nguồn tín hiệu cần khuếch đại.
CP1, CP2: Là các tụ nối tầng có tác dụng dẫn tín hiệu xoay chiều và ngăn không cho dòng một chiều chạy qua.
RD: Dẫn điện áp từ nguồn cung cấp một chiều cấp cho cực máng, đồng thời là tải của mạch khuếch đại.
RS: Thực hiện hồi tiếp âm dòng điện một chiều để ổn định điểm làm việc tĩnh cho mạch;kết hợp với RG để tạo thiên áp tự cấp cho cực cửa.
CS: Khử hồi tiếp âm dòng điện xoay chiều trên điện trở RS .
RG: Kết hợp với RS để tạo thiên áp tự cấp cho cực cửa.
Khi chưa có tín hiệu vào mạch làm việc ở chế độ tĩnh, trong mạch chỉ có thành phần một chiều xác định điểm làm việc ban đầu cho FET:
Điện áp: UGS = - ID.RS< 0.
Điện áp: UDS = Ucc - ID.(RD + RS) > 0.
Dòng ID: +Ucc qua RD, qua cực máng, qua cực nguồn, qua RS về đất.
Mạch chưa có tín hiệu ra Ur = 0.
Khi có tín hiệu vào ở bán kỳ dương ,tín hiệu được đưa tới cực cửa làm cho điện thế tại cực G tăng lên (UGS bớt âm) nên chuyển tiếp PN giữa cực cửa và cực nguồn giảm phân cực ngược, miền điện tích không gian bị thu hẹp lại, kênh dẫn được mở rộng, điện trở của kênh dẫn giảm,khi đó dòng ID tăng lên.Vì dòng ID tăng nên điện áp rơi trên điện trở RD cũng tăng do vậy điện thế tại cực máng giảm, nghĩa là điện áp ra có chiều biến thiên ngược lại điện áp vào, tín hiệu ra ở bán kỳ âm. Điện áp ra được dẫn qua tụ CP2 đến tải hoặc tầng sau. Khi tín hiệu vào ở bán kỳ âm quá trình xảy ra ngược lại so với trường hợp ở bán kỳ dương của tín hiệu vào. Lúc này tín hiệu ra ở bán kỳ dương.
Một số đặc điểm của mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng FET mắc cực nguồn chung như sau:
- Tín hiệu ra được khuếch đại lớn lên về mặt biên độ, cùng quy luật nhưng ngược pha với tín hiệu vào.
- Mạch có trở kháng vào lớn, trở kháng ra trung bình nên được ứng dụng để khuếch đại các nguồn tín hiệu có nội trở lớn.
- Trong thực tế, mạch thường được mắc ở ngay đầu vào của các máy thu vô tuyến điện thế hệ mới (các tầng khuếch đại cao tần, trung tần của các thiết bị FT - 70G, FT - 70F, FT - 70GH…).
Bước 1:Click vào mục 2 để chạy hiệu ứng mạch sau đó quan sát tín hiệu vào, tín hiệu ra và đưa ra nhận xét mối quan hệ về pha giữa chúng?
Bước 2:Dựa vào hiệu ứng mô phỏng hãy xác định chiều dòng điện ID trên sơ đồ mạch điện? Thiết lập biên độ của tín hiệu vào UV = 0V, quan sát tín hiệu ra và đưa ra nhận xét? Giải thích hiện tượng?
Bước 3:Thay đổi giá trị điện trở lần lượt nhận các giá trị RG = 10 kHz và RG=1kHz quan sát tín hiệu ra, đưa ra nhận xét về sự ảnh hưởng của điện trở RG đến tín hiệu ra?
Bước 4: Tải về bài thực hành và mở bằng phần mềm Multisim. Click vào “Run” để bắt đầu chạy mô phỏng. Click vào Icon “XSC1” quan sát tín hiệu vào, tín hiệu ra bằng Oscilloscope.
Bước 5:Sử dụng nút “Measure” và chức năng các núm nút khác hãy xác định biên độ, chu kỳ, tần số tín hiệu vào và tín hiệu ra?
Bước 6: Thay đổi biên độ tín hiệu vào và hoàn thiện bảng giá trị dưới đây:
.png)
Bước 2:Dựa vào hiệu ứng mô phỏng hãy xác định chiều dòng điện ID trên sơ đồ mạch điện? Thiết lập biên độ của tín hiệu vào UV = 0V, quan sát tín hiệu ra và đưa ra nhận xét? Giải thích hiện tượng?
Bước 3:Thay đổi giá trị điện trở lần lượt nhận các giá trị RG = 10 kHz và RG=1kHz quan sát tín hiệu ra, đưa ra nhận xét về sự ảnh hưởng của điện trở RG đến tín hiệu ra?
Bước 4: Tải về bài thực hành và mở bằng phần mềm Multisim. Click vào “Run” để bắt đầu chạy mô phỏng. Click vào Icon “XSC1” quan sát tín hiệu vào, tín hiệu ra bằng Oscilloscope.
Bước 5:Sử dụng nút “Measure” và chức năng các núm nút khác hãy xác định biên độ, chu kỳ, tần số tín hiệu vào và tín hiệu ra?
Bước 6: Thay đổi biên độ tín hiệu vào và hoàn thiện bảng giá trị dưới đây:
Bước 7:Dựa vào bảng giá trị ở bước 6, đưa ra nhận xét về khả năng khuếch đại của mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng JFET mắc S chung? So sánh với mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT mắc E chung?
Bước 8: Khi thay đổi giá trị RD thì biên độ tín hiệu ra và tỷ số k ở bước 6 thay đổi như thế nào? Giải thích hiện tượng và đưa ra kết luận?
Bước 8: Khi thay đổi giá trị RD thì biên độ tín hiệu ra và tỷ số k ở bước 6 thay đổi như thế nào? Giải thích hiện tượng và đưa ra kết luận?
Click Vào đây để bắt đầu thực hành