Mạch khuếch đại là gì? Cách phân loại và các kiểu ghép tầng

Mạch khuếch đại có thành phần chủ yếu là Transistor. Các thành phần dùng cho bộ khuếch đại đều có khả năng dẫn điện theo các cách khác nhau. Mạch khuếch đại là mạch thường được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, như mạch khuếch đại âm tần trong Cassete, Âm ly, Khuếch đại tín hiệu video trong Ti vi…

Cách phân loại mạch khuếch đại

Mạch khuếch đại thường được phân thành 3 loại chính như sau:

• Mạch khuếch đại điện áp: Khi đưa tín hiệu có biên độ nhỏ vào mạch thì ở đầu ra sẽ nhận được tín hiệu có biên độ lớn hơn gấp nhiều lần.
• Mạch khuếch đại về dòng điện: Khi đưa tín hiệu có cường độ nhỏ vào mạch sẽ nhận lại tín hiệu có cường độ dòng điện mạnh hơn.
• Mạch khuếch đại công suất: Khi đưa vào mạch tín hiệu công suất nhỏ vào thì sẽ thu lại được tín hiệu có công suất mạnh hơn gấp nhiều lần. Bạn có thể xem đây là loại khuếch đại kết hợp cả 2 loại khuếch đại trên.

Khi nắm được cách phân loại mạch khuếch đại bạn sẽ dễ dàng áp dụng vào việc lắp ráp sửa các loại thiết bị điện tử như: Sửa tivi Led…

Chế độ hoạt động của mạch khuếch đại là gì?

Tùy thuộc vào chế độ phân cực cho Transistor mà sẽ có các chế độ hoạt động khác nhau, chúng ta có thể chia ra 4 chế độ là: chế độ A, chế độ B, chế độ AB và chế độ C tuỳ theo mục đích sử dụng để khuếch đại. Bài viết sẽ hướng dẫn bạn chi tiết từng chế độ hoạt động của mạch khuếch đại.

Chế độ A của mạch khuếch đại

Đây là mạch cần lấy ra tín hiệu giống 100% với tín hiệu đầu vào. Mạch khuếch đại này thường được ứng dụng trong các mạch trung gian.

Chế độ B của mạch khuếch đại

Đây loại loại mạch  chỉ khuếch đại một nữa chu kỳ của tín hiệu. Mạch này không  giống chế độ A. Chỉ là nếu muốn khuếch đại bán kỳ dương thì nó sẽ dùng Transistor NPN, còn khuếch đại ở bán kỳ âm thì sử dụng Transistor PNP.

Bạn bắt gặp ứng dụng của mạch khuếch đại chế độ B trong các mạch khuếch đại công suất đẩy kéo như công suất âm tần, công suất của Tivi. Đối với các mạch khuếch đại có công suất đẩy kéo thì nhà sản xuất sẽ dùng 2 đèn PNP & NPN để mắc nối tiếp. Lúc này mỗi đèn sẽ đảm nhận chức năng khuếch đại 1 bán chu kỳ của tín hiệu.

Chế độ AB của mạch khuếch đại

Mạch khuếch đại ở chế độ AB là mạch cũng chỉ khuếch đại một nữa chu kỳ. Do đó sẽ có định thiên sao cho điện áp UBE xấp xỉ là 0,6 V. Loại mạch này có thể hạn chế hiện tượng méo giao điểm của mạch khuếch đại chế độ B, vì thế thường được ứng dụng ở trong các mạch loại công suất đẩy kéo.

Chế độ C của mạch khuếch đại

Đây là mạch có điện áp UBE được phân cực trái với mục đích chỉ lấy tín hiệu đầu ra.  Là 1 phần của tín hiệu đầu vào, mạch này thường sử dụng trong các mạch tách tín hiệu. Ví dụ như: mạch tách xung đồng bộ trong Tivi hiện đại.

Hướng dẫn các kiểu mắc của mạch khuếch đại

Mạch khuếch đại kiểu E chung

Theo bản vẽ, kiểu này sẽ có cực E đấu trực tiếp xuống Mass hoặc qua tụ xuống Mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu được đưa vào cực B và lấy ra ở trên cực C.

• Tín hiệu đưa vào bằng cực B và lấy ra trên cực C
• Rg: Là điện trở ghánh, Rđt: Là dạng điện trở định thiên
• Rpa: Điện trở phân áp

Đặc điểm của kiểu E chung:

• Mạch được định thiên để điện áp UCE khoảng 60% ÷ 70 % Vcc. Dùng trong các thiết bị điện tử.
• Thuộc loại mạch khuếch đại về điện áp vì biên độ tín hiệu vào nhỏ hơn biên độ tín hiệu ra.
• Dòng điện tín hiệu ra  với dòng tín hiệu vào gần bằng nhau.
• Tín hiệu đầu ra trái pha với tín hiệu đầu vào: Do khi điện áp tín hiệu vào tăng  làm cho dòng IBE tăng tạo ra dòng ICE tăng dẫn đến  sụt áp trên Rg tăng kết quả là điện áp chân C bị giảm sút. Ngược lại khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp chân C lại tăng lên làm cho điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào.

Mạch khuếch đại kiểu C chung

Mạch kiểu C chung có chân C đấu vào mass/dương nguồn. Tín hiệu vào từ cực B và ra trên cực E.  Kiểu mạch này thường được dùng khá phổ biến trong các mạch khuếch đại đêm . Trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh, Bạn thường dùng mạch Damper để khuếch đại tín hiệu tốt hơn.

Các cách ghép tầng mạch khuếch đại

Ghép tầng mạch qua tụ điện

Nhìn vào sơ đồ mạch khuếch đại đầu từ trong đài cát sét. Bao gồm 2 tầng khuếch đại được mắc kiểu E chung, còn các tần thông qua tụ điện mà được ghép tín hiệu. Thông thường các nhà sản xuất sẽ dùng các tụ C1, C3, C5  làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay chiều đi qua và ngăn áp một chiều, riêng 2 tụ C2 và C4 thì có nhiệm vụ thoát thành phần xoay chiều từ chân E xuống mass, C6 tụ lọc nguồn.

Ghép tầng thông qua biến áp 

 Hiểu một cách đơn giản là tín hiệu đầu ra của tầng này được ghép qua biến áp để đi vào tầng phía sau.

Đặc điểm: 

• Ưu điểm đầu tiên của cách ghép mạch này là phối hợp được trở kháng giữa các tầng, vì vậy khai thác được tối ưu hệ số khuếch đại.  Ngoài ra cuộn sơ cấp biến áp có thể đấu song song với tụ để cộng hưởng khi mạch khuếch đại ở một tần số cố định.
• Nhược điểm: Nếu hoạt động ở dải tần số rộng thì sẽ có hiện tượng gây méo tần số. Ngoài ra quá trình chế tạo mạch cũng khá rườm rà  và chiếm nhiều diện tích.

Cách kiểm tra tầng khuếch đại

Với các mạch khuếch đại chế độ A thì cần đảm bảo các yêu cầu sau để phân cực đúng:

• Mạch UBE ~ 0,6V ;  UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc
• Tín hiệu đầu ra có biên độ lớn nhất và không bị méo tín hiệu.

Nếu xuất hiện  tình trạng sau là bị mắc sai:

• Mạch có UCE quá bé hoặc quá cao, gây ra tình trạng méo tín hiệu, hệ số khuếch đại của mạch bị giảm mạnh.
• Hiện tượng méo dạng trên sẽ gây hiện tượng âm thanh bị rè, bị nghẹt ở các mạch khuếch đại âm tần.

Tóm lại để kiểm tra một tầng khuếch đại đã đúng hay chưa, bạn cần nhận định rõ:

• Nếu thấy UCE quá nhỏ  so với nguồn hoặc quá cao gần bằng nguồn => đảm bảo mạch khuếch đại gặp vấn đề:
• Nếu UCE quá thấp thì có thể do chập CE, hoặc đứt Rg.
• Nếu UCE quá cao ~ Vcc thì có thể đứt Rđt hoặc bị hỏng Transistor.
• Tầng khuếch đại tốt sẽ có: UBE ~ 0,6V ;  UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc

Trên đây là bài viết cung cấp các thông tin chung về mạch khuếch đại. Cũng như cách phân loại, chế độ hoạt động, các kiểu mắc, kiểu ghép và phương pháp kiểm tra tầng khuếch đại khi dùng.  Hy vọng qua bài viết đã có thêm nhiều thông tin hữu ích. Hẹn gặp các bạn ở các bài viết sau của chúng tôi.