I. Mục tiêu thí nghiệm
Mục tiêu của thí nghiệm là khảo sát mạch khuếch đại BJT ghép E chung, bao gồm cả chế độ không hồi tiếp và có hồi tiếp. Thí nghiệm sẽ đo các điểm tĩnh DC như I CQ, I BQ, và V CEQ của transistor BJT. Từ đó, tính toán hệ số β và so sánh với giá trị trong datasheet. Kết quả điểm tĩnh DC sẽ được sử dụng để tính các giá trị A V, Z IN, Z OUT theo lý thuyết. Thí nghiệm cũng sẽ kiểm tra độ lợi áp A V ở tần số dãy giữa và xác định tần số mà ngõ ra không bị méo dạng. Cuối cùng, thí nghiệm sẽ so sánh các kết quả đo được với lý thuyết để đưa ra nhận xét về sự khác nhau giữa các mạch khuếch đại có hồi tiếp và không hồi tiếp.
1.1. Nguyên lý hoạt động
Khi điện áp xoay chiều V i được đưa vào chân B của BJT, tín hiệu ở tần số dãy giữa sẽ được khuếch đại. Các tụ điện ghép sẽ xem như ngắn mạch, cho phép tín hiệu AC đi qua và cách ly thành phần DC. Mạch emitter chung hoạt động gần như tuyến tính, với tín hiệu ra ở chân C V O được khuếch đại và ngược pha với tín hiệu ngõ vào. Sơ đồ tương đương cho thấy các thông số quan trọng như Z IN và Z OUT, cho phép tính toán độ lợi áp A V. Việc đo đạc các đại lượng này sẽ giúp xác định hiệu suất của mạch khuếch đại BJT trong thực tế.
II. Lựa chọn dữ kiện đầu vào và phương pháp đo đạc
Để thực hiện thí nghiệm, cần lắp mạch theo module trong hộp thí nghiệm và ngắn mạch thành phần AC. Các bước đo đạc bao gồm đo I CQ, I BQ và V CEQ bằng máy đo đa năng. Đặc biệt, cần chọn ngõ vào V i là sóng sin với biên độ nhỏ hơn |V i| max để ngõ ra không bị méo dạng. Việc đo tổng trở ngõ vào Z IN và tổng trở ngõ ra Z OUT cũng rất quan trọng, giúp so sánh với kết quả lý thuyết. Các giá trị đo được sẽ được ghi lại và phân tích để đưa ra nhận xét về sự khác biệt giữa lý thuyết và thực tế.
2.1. Đo DC
Quá trình đo DC bắt đầu bằng việc lắp mạch theo đúng sơ đồ. Sử dụng máy đo ở chế độ DC để đo I CQ và I BQ, đồng thời đo V CEQ bằng cách kết nối que đo vào chân C và E của BJT. Từ các giá trị này, có thể tính toán hệ số β và so sánh với giá trị lý thuyết. Việc đo đạc này không chỉ giúp xác định các thông số quan trọng mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu suất của mạch khuếch đại BJT trong các ứng dụng thực tế.
III. Các kết quả thí nghiệm
Kết quả đo đạc cho thấy các giá trị I CQ, I BQ và V CEQ đều nằm trong khoảng giá trị lý thuyết. Đặc biệt, hệ số β đo được là 273, cao hơn so với khoảng giá trị trong datasheet (85-240). Điều này cho thấy BJT hoạt động hiệu quả hơn mong đợi. Đối với độ lợi áp A V, các giá trị đo được cho thấy sự khác biệt giữa mạch có hồi tiếp và không hồi tiếp. Kết quả cho thấy mạch có hồi tiếp có độ lợi áp thấp hơn, điều này phù hợp với lý thuyết về việc hồi tiếp âm làm giảm độ lợi.
3.1. Phân tích so sánh
Khi so sánh các kết quả đo được với lý thuyết, có thể thấy rằng các giá trị tổng trở ngõ vào Z IN và tổng trở ngõ ra Z OUT gần đúng với lý thuyết. Tuy nhiên, độ lợi áp A V có sự chênh lệch lớn, nguyên nhân có thể do dụng cụ đo không hiển thị giá trị chính xác. Việc này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng thiết bị đo chính xác và môi trường ổn định để có được kết quả đáng tin cậy hơn trong các thí nghiệm về mạch khuếch đại BJT.
