Giáo trình Kỹ thuật tương tự

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN 
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ 
 BÀI GIẢNG 
 KỸ THUẬT TƯƠNG TỰ 
Hưng Yên 2015 
(Tài liệu lưu hành nội bộ) 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 1 
LỜI NÓI ĐẦU 
 Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đòi hỏi công nghệ luôn luôn phải vận 
động để phù hợp với qúa trình phát triển đó. Tuy nhiên những kiến thức cơ bản để tính toán 
và phân tích cấu trúc của các mạch điện tử là hết sức cần thiết. Để phục vụ cho quá trình 
học tập của sinh viên và làm tài liệu tham khảo, chúng tôi đã biên soạn cuốn giáo trình 
Mạch điện tử 1, bao gồm tích hợp các nội dung kiến thức về lý thuyết và thực hành về 
mạch điện tử tƣơng tự để các bạn đọc tiện tham khảo. Bên cạnh đó hầu hết sau mỗi chƣơng 
có các bài tập ứng dụng (đƣợc đề cập ở cuối giáo trình) để các bạn thuận tiện hơn trong quá 
trình học tập. 
 Do thời gian biên soạn có hạn cũng nhƣ trình độ còn nhiều hạn chế rất mong đƣợc 
sự đóng góp của các bạn đọc để những lần tái bản sau đƣợc hoàn chỉnh hơn. 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 2 
Chƣơng I: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ CƠ SỞ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN TỬ 
1.1. Khái niệm mạch điện tử và nhiệm vụ của nó. 
Các mạch điện tử có nhiệm vụ gia công tín hiệu theo những thuật toán khác nhau 
và đƣợc phân loại theo dạng tín hiệu cần đƣợc xử lý. 
Trong thực tế tín hiệu thƣờng tồn tại dƣới hai dạng cơ bản: tín hiệu tƣơng tự 
(anolog) và tín hiệu số (digital). Tín hiệu tƣơng tự là loại tín hiệu biến thiên liên tục theo 
thời gian, còn tín hiệu số là loại tín hiệu đã đƣợc rời rạc hoá theo thời gian và lƣợng tử 
hoá về biên độ. 
Các tín hiệu (kể cả tín hiệu tƣơng tự và tín hiệu số) đều có thể đƣợc : khuếch đại; 
điều chế; ghi nhớ; điều khiển; tách sóng; biến dạng ... và các mạch điện tử có nhiệm vụ 
thực hiện các thuật toán trên. Trong nội dung của cuốn giáo trình này chúng ta chỉ đề cập 
tới các mạch điện tử tƣơng tự. 
Đối với tín hiệu tƣơng tự ngƣời ta đặc biệt quan tâm tới tỷ số S/N (Signal/Noise-
Tín hiệu/Tạp âm) sao cho tỷ số này luôn lớn hơn 1. Để giải quyết vấn đề này ngƣời ta 
thƣờng quan tâm tới hai thông số chủ yếu là biên độ tín hiệu và độ khuếch đại tín hiệu. 
Biên độ tín hiệu thể hiện độ chính xác của quá trình gia công tín hiệu, xác định độ 
ảnh hƣởng của nhiễu tới hệ thống. Khi biên độ tín hiệu nhỏ thì nhiễu có thể sẽ lấn át t ín 
hiệu. Vì vậy khi thiết kế hệ thống điện tử cần nâng biên độ ngay ở tầng đầu. 
Khuếch đại tín hiệu là chức năng quan trọng nhất của mạch tƣơng tự, nó có thể 
thực hiện trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các phần tử của hệ thống. 
Trong vài thập kỷ gần đây với sự ra đời của bộ khuếch đại thuật toán, các mạch tổ 
hợp đã mở ra cho ngành kỹ thuật điện tử nhiều thành công mới. Chúng không những đảm 
bảo thoả mãn yêu cầu kỹ thuật mà còn có độ tin cậy rất cao và giá thành hạ. Trong tƣơng 
lai các nhà thiết kế sẽ càng tạo ra các mạch điện tử tổ hợp trên chíp có các chức năng 
ngày một hoàn hảo hơn. Su hƣớng phát triển là giảm nhỏ kích thƣớc bên trong của mạch 
trong chế tạo bằng cách giảm số chủng loại, nhƣng tăng tính phổ biến của mạch trong 
ứng dụng hay tăng tính sử dụng của từng chủng loại. 
1.2. Đặc tính cơ bản và các tham số của diode (Tính dẫn điện, chỉnh lƣu, ổn áp, đặc 
tuyến Vol - Ampe). 
Diode bán dẫn là phần tử một mặt ghép pn. Về cấu tạo và nguyên lý hoạt động 
của diode đã đƣợc đề cập trong các giáo trình Linh kiện điện tử và Điện tử cơ bản. 
Trong phần này chỉ đề cập tới các ứng dụng của diode thông qua đặc tuyến Vol-Ampe 
của chúng. 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 3 
Đặc tuyến Vol-Ampe của diode đƣợc thể hiện trên hình 1.1 
 Đƣờng đặc tuyến Vol-Ampe của diode đƣợc chia làm ba vùng rõ rệt: 
 - Vùng 1 gọi là vùng phân cực thuận, dòng điện IAK phụ thuộc vào điện áp phân 
cực thuận UAK. Giá trị của dòng IAK rất lớn đó chính là sự khuếch tán có hƣớng của các 
hạt đa số qua chuyển tiếp pn. 
 Ứng dụng của vùng 1 để làm các diode chỉnh lƣu điện áp, dòng điện ... 
 - Vùng 2 gọi là vùng phân cực ngƣợc. Giá trị của dòng IAK tăng rất nhỏ cho dù 
điện áp UAK tăng một lƣợng khá lớn. Sở dĩ dòng IAK tăng chậm nhƣ vậy là do sự chuyển 
động của các hạt thiểu số qua chuyển tiếp pn. 
 Ứng dụng của vùng 2 để làm các mạch chỉnh lƣu điện áp, các mạch ghim điện 
áp... 
 - Vùng 3 gọi là vùng đánh thủng tƣơng ứng khi tăng điện áp phân cực ngƣợc cho 
diode tới một giá trị ngƣỡng nào đó (UAKng) mà ở đó diện tích không gian của tiếp ráp pn 
có thể chiếm toàn bộ cả hai vùng bán dẫn p và n. Nếu tăng điện áp phân cực ngƣợc vƣợt 
quá giá trị điện áp ngƣỡng thì tiếp ráp pn bị đánh thủng hoàn toàn theo hiệu ứng thác lũ, 
cấu trúc một tiếp ráp pn của điốt không còn tồn tại. 
 Ứng dụng của vùng 3 để làm các phần tử ổn áp (diode zener) 
(1) 
0 
(3) 
Đƣờng lý tƣởng 
Đƣờng thực tế 
UAK0 UAK 
IAK 
(2) 
-UAK ng 
Hình 1.1 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 4 
1.3. Đặc tính và các tham số cơ bản của transistor lƣỡng cực (BJT) 
1.3.1. Đặc tính tĩnh và các phƣơng trình cơ bản. 
Có hai loại transistor là npn và pnp mà cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng 
đã đƣợc nghiên cứu trong chƣơng trình môn điện tử căn bản hoặc linh kiện điện tử. Phần 
này chỉ nhắc lại một số vấn đề cơ bản của chúng. 
Từ quá trình hoạt động của BJT ngƣời ta đƣa ra các họ đặc tuyến quan trọng 
của chúng. 
- Họ đặc tuyến vào: IB = f(UBE) khi giữ các tham số đầu ra cố định. 
- Họ đặc tuyến đầu ra: IC = f(UCE) khi giữ các tham số đầu vào cố định. 
- Họ đặc tuyến truyền đạt: IC = f(IB) khi giữ các tham số đầu ra cố định. 
Các BJT này có thể mắc theo emitter chung (EC), base chung (BC), collector 
chung (CC). Trong ba cách mắc trên thì cách mắc EC đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất, vì 
vậy trong quá trình khảo sát đặc biệt quan tâm đến cách mắc này. 
Để điều khiển BJT có thể dùng dòng emitter IE hoặc dòng base IB. 
Nếu dùng dòng IE để điều khiển thì hệ số khuếch đại của BJT đƣợc tính theo 
biểu thức. 
)1.1(
E
C
N
I
I
A 
Trong đó AN là hệ số khuếch đại (KĐ) dòng một chiều trong cách mắc BC và AN <1. 
Nếu dùng dòng IB để điều khiển thì hệ số khuếch đại của BJT đƣợc tính theo biểu thức 
)2.1(
B
C
N
I
I
B 
Trong đó BN là hệ số KĐ dòng một chiều trong cách mắc EC và BN >>1. Vì IE = IB + 
IC, nên giữa BN và AN có các mối qua hệ sau: 
N
N
N
N
N
N
N
N
B
A
B
B
A
A
A
B
1
1
1;
1
;
1
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 5 
1.3.2. Sơ đồ tƣơng đƣơng tín hiệu nhỏ 
u1 h22
h11I1
I2
Hình 1.2
I1
h11
~
u2 
h12U2
 Đối với tín hiệu nhỏ thì BJT đƣợc coi là mạng bốn cực tuyến tính, nên có thể dùng 
hệ phƣơng trình của mạng bốn cực (M4C) tuyến tính để biểu diễn giữa các dòng điện, 
điện áp vào và ra của BJT. Trong các hệ phƣơng trình của M4C, để mô tả cho BJT 
thƣờng hệ phƣơng trình tham số h và hệ phƣơng trình dẫn nạp tham số Y. 
 Hệ phƣơng trình tham số h và hệ phƣơng trình dẫn nạp tham số Y của một M4C 
có dạng sau. 
)3.1(
2221212
2121111
UhIhI
UhIhU
)4.1(
2221212
2121111
UYUYI
UYUYI
 Các tham số hij và Yij của các hệ phƣơng trình 1.3 và 1.4 đƣợc xác định theo 
bảng sau. 
 Bảng 1.1 
hij 
02
1
1
11
UI
U
h 
01
2
1
12
IU
U
h 
02
1
2
21
UI
I
h 
01
2
2
22
IU
I
h 
Yij 
02
1
1
11
UU
I
Y 
01
2
1
12
UU
I
Y 
02
1
2
21
UU
I
Y 
01
2
2
22
UU
I
Y 
1.4. Đặc tính cơ bản và các tham số của transistor hiệu ứng trƣờng (FET) 
1.4.1. Phân loại và các đặc tính cơ bản 
 Để thuận tiện cho việc nghiên cứu và ghi nhớ chúng ta có thể phân loại FET (Field 
Effect Transistor) theo đồ hình 1.3. 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 6 
 Theo sơ đồ phân loại hình 1.3 ta thấy có 6 loại transistor hiệu ứng trƣờng (FET). 
Ký hiệu và đặc tuyến của chúng đƣợc chỉ ra trong bảng 1.2. 
 Nếu đặt vào cực cửa G (Gate) và cực nguồn S (Source) một tín hiệu, làm điện áp 
UGS thay đổi làm cho điện trở giữa cực máng D (Drain) và cực nguồn S thay đổi làm 
dòng điện cực máng ID thay đổi theo. Vậy FET là một dụng cụ khống chế điện áp. Trong 
thực tế, có nhiều FET đối xứng, nghĩa là có thể đổi lẫn cực máng và cực nguồn mà tính 
chất của FET không đổi. 
 - Trong JFET, cực cửa G nối với kênh máng-nguồn qua mặt ghép pn hoặc np. Khi 
đặt điện áp phân cực UGS đúng chiều quy ƣớc (bảng 1.2) thì diode mặt ghép ngắt, ngƣợc lại 
nếu đổi chiều UGS thì diode mặt ghép thông, do đó dòng cực cửa IG khác không. 
 - Với MOSFET thì cực cửa G và kênh máng-nguồn đƣợc cách ly bởi một lớp 
SiO2, do đó dòng cực cửa IG luôn luôn bằng không. 
(FET chuyển tiếp pn) JFET FET có cấu trúc kim loại-điện 
môi- bán dẫn (MOSFET) 
Kênh n Kênh p Kênh có sẵn Kênh cảm ứng
Kênh n Kênh p Kênh n Kênh p
FET
D
G
S
D
G
S
D
G
S
D
G
S
D
G
S
D
G
S
UDS
UGS
ID
FET tự dẫn FET tự ngắt
Hình 1.3: Sơ đồ phân loại FET 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 7 
Bảng 1.2: Ký hiệu và các họ đặc tuyến của FET 
Kênh Loại, ký hiệu 
Cực tính Đặc tuyến 
UDS ID UGS UP Truyền đạt Ra 
n 
JFET kênh n 
D
G
S
UDS
UGS
ID
>0 >0 <0 <0 
ID
0
IDSS
GSU)(offGS
U
ID
0
IDSS
DSPU
pU DSU
0 GSU
p 
JFET kênh p 
D
G
S 
0 >0 
ID
GSU
pU0
IDSS
DSU
0
IDSS
0 GSU
2 GSU
DSPU
pU
n 
MOSFET kênh 
đặt sẵn n 
D
G
S
>0 >0 <0 <0 
ID
GSU0
IDSS
pU
ID
DSU0
1 GSU
pU
IDSS
0 GSU
2 GSU
DSPU
p 
MOSFET kênh 
đặt sẵn p 
D
G
S
0 >0 
ID
GSU
pU0
IDSS
ID
DSU
0
1 GSU IDSS
0 GSU
2 GSU
DSPU
pU
n 
MOSFET kênh 
cảm ứng n 
D
G
S
>0 >0 >0 >0 
ID
GSUpU0 pU2
IDSS
ID
DSU0
pGS UU 2 
pU
IDSS
DSPU
pGS UU 2 
pGS UU 
p 
MOSFET kênh 
cảm ứng 
D
G
S
<0 <0 <0 <0 
GSU
0
IDSS
pU2 pU
ID
DSU
0
pGS UU 2 
IDSS
pGS UU 2 
pGS UU 
DSPU
pU
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 8 
 Khi làm việc, dòng cực cửa IG của JFET cỡ 1 pA đến 10 nA, còn dòng cửa của 
MOSFET nhỏ hơn JFET cỡ 10-3 lần. Vì vậy điện trở trong của JFET nằm trong khoảng 
10
101013  và của MOSFET cỡ khoảng 10131015 . 
 Trong các FET kênh n, dòng điện cực máng ID giảm (về trị tuyệt đối) khi điện thế 
cực cửa giảm, còn trong FET kênh p thì ngƣợc lại. Để đơn giản, sau đây ta chỉ xét FET 
kênh n. Trƣờng hợp FET kênh p thì chỉ việc đảo chiều điện áp cung cấp (xem bảng 1.2). 
Nếu trong mạch có diode hoặc tụ hóa thì cũng phải đảo chiều mắc các linh kiện này. 
ID
0 pU 
IDSS
PGSDSP UUU 
UDST0
UDS0
Miền triốt Miền thắt
0 GSU
Hình 1.4. Các miền làm việc của FET 
 JFET và MOSFET kênh đặt sẵn có dòng cực máng ID lớn khi điện áp UGS = 0, vì 
thế các loại FET này còn có tên chung là FET tự dẫn. Ngƣợc lại với MOSFET có dòng 
cực máng ID = 0 khi điện áp UGS = 0 gọi là FET tự ngắt. 
 Trên đặc tuyến ra của FET hình 1.4 ta thấy khi UDS tăng quá lớn thì dòng cực 
máng ID tăng đột biến, khi đó xảy ra hiện tƣợng đánh thủng. Điện áp đánh thủng cỡ 20 
50 V và đƣợc xác định theo biểu thức (1.5). 
)5.1(
0 GSDSToDST
UUU
GSU
 Để thuận tiện cho việc phân tích, ngƣời ta chia đặc tuyến vol-ampe của FET ra 
làm hai miền: 
 - Miền triốt có đặc điểm là điện áp máng UDS nhỏ và không có hiện tƣợng thắt 
 - Miền thắt, ứng với trƣờng hợp UDSTo > UDS > (UGS - Up). 
 Biểu thức gần đúng biểu diễn quan hệ giữa điện áp máng với các điện áp các cực 
trong hai miền nói trên đƣợc thể hiện trong bảng 1.3. 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 9 
Bảng 1.3 
Loại 
FET 
Biểu thức toán học biểu diễn đặc tuyến Vol - Ampe của FET 
Miền triốt Miền thắt 
MOS-
FET 
2
).(
2 2
2
DS
DSPGS
P
DSS
D
U
UUU
U
I
I 
(1.6) 
).()1(
2
2
2
P
DSP
DSS
P
GS
DSSD
U
U
I
U
U
II 
(1.7) 
J-FET 



2
3
2
3
0 )()(
3
2
PD
GSD
PD
DGSDS
PD
DS
D
UU
UU
UU
UUU
UU
U
II
(1.8) 
2
).(
2 2
2
DS
DSPGS
P
DSS
D
U
UUU
U
I
I
(1.9) 
 Khi sử dụng FET, đặc biệt là MOSFET cần phải quan tâm đến điện áp cho phép 
cực đại UGSmax và UGDmax. Trong thực tế để bảo vệ cho MOSFET ngƣời ta thực hiện mắc 
giữa đầu G và đầu S một diode zener mà điện áp zener của nó lớn hơn điện áp nguồn 
cung cấp, sao cho diode đạt hiệu ứng zener khi UGS = UGsmax. Tuy nhiên diode zener sẽ 
làm giảm điện trở vào của MOSFET. 
 Điện áp tạp âm của FET thƣờng nhỏ hơn điện áp tạp âm của transistor lƣỡng 
cực nhiều. Điện áp tạp âm của MOSFET ở tần số thấp lớn hơn điện áp tạp âm của 
JFET từ 10 đến 1000 lần. Vì vậy MOSFET chỉ thích hợp cho những sơ đồ ít tạp âm ở 
tần số cao. Ở tần số thấp chỉ dùng MOSFET khi yêu cầu điện trở vào lớn mà JFET 
không thể thỏa mãn đƣợc. 
1.4.2. Sơ đồ tƣơng và tần số giới hạn 
Khi mắc FET với sơ đồ SC, ta có phƣơng trình biểu diễn quan hệ giữa dòng điện 
ra tức thời và điện áp các cực nhƣ sau: 
iD = f(uGS, uDS) (1.10) 
Vi phân toàn phần biểu thức 1.10 ta đƣợc: 
)11.1(.. DS
DS
D
GS
GS
D
D u
u
i
u
u
i
i 




 
Từ biểu thức (1.11) suy ra biểu thức đối với tín hiệu nhỏ: 
iD = gm.uGS + gds.uDS (1.12) 
Trong đó: 
)13.1(.0 S
u
i
u
u
i
g constu
GS
D
GSu
GS
D
m DSDS


Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 10 
)14.1(.0 constu
DS
D
DSu
DS
D
ds GSGS u
i
u
u
i
g 


Căn cứ vào họ đặc tuyến của FET và điểm làm việc cụ thể trên đó, có thể xác định 
đƣợc gm theo biểu thức (1.13) và gds theo biểu thức (1.14). 
Từ biểu thức (1.12) ta vẽ đƣợc sơ đồ tƣơng đƣơng tần số thấp của FET đối với tín 
hiệu bé nhƣ trên hình 1.5. 
Hình 1.5. Sơ đồ tƣơng đƣơng tần số thấp của FET
D
GSmUg DSUGSU
+
SS
G
ds
ds
r
g
1
Ở tần số cao, ngƣời ta dùng sơ đồ tƣơng đƣơng hình 1.6, trong đó Cgs và Cgd là 
điện dung cửa-nguồn và điện dung cửa-máng kể cả điện dung phân bố; Cds là điện dung 
mặt ghép pn của máng và kênh hoặc nguồn và kênh. Các điện dẫn gm và gds xác định theo 
các biểu thức (1.13) và (1.14). 
Hình 1.6. Sơ đồ tƣơng đƣơng tần số cao của FET
D
GSmUg
DSU
GSU
+
SS
G
GI Cgd
Cgs Cds
DI
yt = gt + jωCt
ds
ds
r
g
1
Bảng 1.4 cho biết giá trị đặc trƣng của các tham số của FET 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 11 
Bảng 1.4: 
Tham số J-FET MOS-FET 
S = gm (1/) 0,1.10
-310.10-3 0,5.10-310.10-3 
gds (1/) 10
-610-5 10-510-4 
Cgd; Cds (pF) 0,12 0,12 
Cgs (pF) 210 210 
Để đặc trƣng cho tính chất của FET ở tần số cao, dùng tần số giới hạn fg. Tại tần 
số fg hệ số khuếch đại điện áp Ku của FET giảm 2 lần so với hệ số khuếch đại ở tần số 
thấp Kuo. 
1.4.3. Đặc điểm của FET so với BJT và đèn điện tử, ứng dụng của FET. 
So với đèn điện tử thì FET có những ƣu điểm giống nhƣ transistor lƣỡng cực nhƣ 
kích thƣớc nhỏ, điện áp cung cấp nhỏ, công suất cung cấp nhỏ (vì không có sợi đốt), độ 
tin cậy cao. So với transistor lƣỡng cực, FET có những ƣu điểm đặc biệt là không yêu cầu 
dòng vào (trở kháng vào lớn) nhƣng nó lại có đặc điểm là độ dốc gm nhỏ và nhạy cảm đối 
với điện tích tĩnh. Vì những lý do đó FET ít đƣợc dùng trong mạch rời rạc. Dùng FET 
trong mạch tích hợp sẽ tiết kiệm đƣợc công suất cung cấp. Vì vậy trong mạch rời rạc FET 
chỉ đƣợc dùng khi yêu cầu trở kháng vào lớn và tạp âm nhỏ. Bảng 1.5 tóm tắt những ứng 
dụng cơ bản của FET. 
Bảng 1.5 
Đặc điểm Phạm vi ứng dụng 
 Trở kháng vào lớn 
Tầng khuếch đại sơ bộ nối với micro điện dung 
Tầng khuếch đại sơ bộ trong camera hình 
Tầng vào của các thiết bị mua 
 Điện trở ra lớn (miền thắt) 
Mạch hạn dòng 
Mạch dao động 
 Điện dung ghép hồi tiếp ... nhƣ sau: 
 - R1, R2 dùng để phân cực cho đầu vào có điện áp bằng VCC/2. 
 - Mạch hồi tiếp âm gồm R7, R8 và C3 với R8 << R7. Tụ C3 để tạo độ lợi điện áp 
một chiều bằng đơn vị. Nhƣ vậy khi chƣa có tín hiệu vào, ở hai đầu vào (+) và đầu vào (-
) cũng nhƣ ở đầu ra của tầng Op-Amp đều có điện áp phân cực bằng VCC/2, bằng với điện 
áp một chiều ở đầu ra của mạch công suất. 
 - Tụ C2 (tụ xuất) để ngăn điện áp một chiều qua tải và đảm bảo điện áp phân cực 
đầu ra bằng VCC/2. 
 - Hệ số khuếch đại điện áp của toàn mạch: Av  1+R7/R8 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 182 
 Các IC công suất thƣờng đƣợc chế tạo bên trong có cấu trúc gần tƣơng tự nhƣ 
mạch trên. Với những IC công suất lớn, tầng cuối có thể là các cặp darlington-cặp hồi 
tiếp. Ngoài ra để nâng cao chất lƣợng, ngƣời ta còn chế tạo thêm một số mạch có chức 
năng đặc biệt nhƣ bảo vệ nối tắt đầu ra, bổ chính tần số ... 
 Thí dụ ta xem IC công suất LM1877 (bên trong có 2 mạch công suất với công suất 
ra cực đại là 1w/kênh) có sơ đồ chân nhƣ sau: 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 183 
 Mạch sau đây cho thấy cách lắp thành mạch công suất 1watt với các linh kiện bên 
ngoài khi dùng 1 kênh. 
 Trong đó chú ý một số đặc điểm: 
 - R2, C7, R3, C4 quyết định độ khuếch đại của mạch (mạch hồi tiếp âm). 
 - R4, C5 làm tải giả cho mạch và điều hòa tổng trở loa ở tần số cao. 
 - Tụ C7 quyết định đáp ứng tần số cao. 
 - R1 để phân cực đầu vào. 
 R1 không đƣợc quá nhỏ sẽ làm biên độ tín hiệu vào. 
 - Ðộ khuếch đại của mạch ở tần số trung bình 
 Trong trƣờng hợp ráp 2 kênh, mạch điện nhƣ hình sau: 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 184 
Bài tập cuối chƣơng. 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 185 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG II 
******* 
Bài 1: Hãy thiết kế một mạch phân cực dùng cầu chia điện áp với nguồn điện VCC = 24V, 
BJT sử dụng có  =100/si và điều hành tại ICQ = 4mA, VCEQ = 8v. Chọn VE = 1/8VCC. 
Dùng điện trở có giá trị tiêu chuẩn. 
Bài 2: Thiết kế mạch đảo với thông số nhƣ hình 2.1. BJT dùng có  = 100 và ICsat = 8mA. 
Hãy thiết kế với IB = 120%IBmax và dùng điện trở tiêu chuẩn. 
Bài 3: Trong mạch điện hình 2.2 
a. Xác định các trị phân cực IB, IC, VE, VCE . 
 b. Vẽ mạch tƣơng đƣơng xoay chiều với tín hiệu nhỏ (không có CE) 
c. Tính tổng trở vào Zv và hệ số khuếch đại điện áp 
 của mạch (không có CE) 
 d. Lập lại câu b, c khi mắc CE vào mạch 
Bài 4: Trong mạch điện hình 2.3 
 a. Xác định trị phân cực IC, VC, VE, VCE . 
 b. Vẽ mạch tƣơng đƣơng xoay chiều với tín hiệu nhỏ (không có CE) 
Hình 2.1 
Hình 2.2 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 186 
 c. Tính tổng trở vào Zv và hệ số khuếch đại điện áp Av = vo/vi của mạch (không có 
CE) 
 d. Lập lại câu b, c khi mắc CE vào mạch. 
Bài 5: Trong mạch điện hình 2.4 
 a. Vẽ mạch tƣơng đƣơng xoay chiều với tín hiệu nhỏ 
 b. Thiết lập công thức tính Zv, Av 
 c . Áp dụng bằng số để tính Zv và Av 
Hình 2.3 
Hình 2.4 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 187 
Bài 6: Trong mạch điện hình 2.5 
 c. Nhận xét gì giữa vo1 và vo2 
Bài 7: Trong mạch điện hình 2.6 
 a. Vẽ mạch tƣơng đƣơng xoay chiều với tín hiệu nhỏ 
 b. Thiết lập công thức tính tổng trở vào Zv và hệ số khuếch đại điện ápAv 
 c. Áp dụng bằng số để tính Zv và Av. 
Hình 2.5 
Hình 2.6 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 188 
Bài 2.8. Trong mạch điện hình 2.7, Hãy xác định: 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG III 
************* 
Bài 1: Xác định ID, VDS, VD và VS của mạch hình 3.1 
Hình 2.7 
Hình 3.1 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 189 
Bài 2: Ở mạch hình 3.2, cho VDS = 8v. Xác định ID, VD, VS, VGS. 
Bài 3: Hãy thiết kế một mạch phân cực tự động dùng JFET có IDSS = 8mA; VGS(off) = - 6v 
và điểm làm việc tĩnh Q ở IDQ = 4mA với nguồn cung cấp VDD= +14v. Chọn RD = 3RS. 
Bài 4: Thiết kế một mạch phân cực bằng cầu chia điện áp dùng DE-MOSFET với IDSS = 
10mA, VGS(off) = -4v có điểm làm việc tĩnh Q ở IDQ = 2.5mA và dùng nguồn điện áp cung 
cấp VDD = 24v. Chọn VG=4v và RD=2.5RS với R1=22M. 
Bài 5: Tính Zi, Z0 và AV của mạch điện hình 3.3 
Hình 3.2 
Hình 3.3 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 190 
Bài 6: Xác định giá trị của RD và RS trong mạch điện hình 3.4 khi đƣợc phân cực ở VGSQ 
= 1/2VGS(off) và VDSQ = 1/2VDD. Tính hệ số khuếch đại điện áp trong trƣờng hợp này. 
Bài 7: Thiết kế mạch khuếch đại dùng JFET có dạng nhƣ hình 3.5, sao cho độ lợi điện áp 
là 8. Ðể giới hạn bƣớc thiết kế, cho VGSQ gần trị số tối đa của gm, thí dụ nhƣ ở VGS(off)/4. 
Bài 8: Thiết kế mạch khuếch đại dùng JFET có dạng hình 3.6 sao cho độ lợi điện áp bằng 
5. Chọn VGSQ=VGS(off)/4. 
Hình 3.4 
Hình 3.5 
Hình 3.6 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 191 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG IV 
********* 
Bài 1: Cho mạch điện hình 4.1 
Cwi = 5pF, Cw0 = 8pF, Cbc = 12pF, Cbe = 40pF, Cce = 8pF 
 a/ Xác định re 
 b/ Tìm AV(mid) =v0/vi 
 c/ Tính Zi 
 d/ Tìm AVS = v0/vS 
 e/ Xác định fLS, fLe, fLE 
 f/ Xác định tần số cắt thấp 
 g/ Vẽ đáp ứng tần số 
Bài 2: Với mạch điện và các thông số của bài 1: 
 a/Xác định fHi và fH0 
 b/ Cho Cb’e = Cbe; Cb’c = Cbc. Tìm f và fT 
 c/ Xác dịnh tần số cắt cao và vẽ đáp ứng tần số. 
Bài 3: Lập lại các câu hỏi của bài 1 với mạch điện hình 4.2 
Bài 4: Lập lại các câu hỏi bài 2 cho mạch điện và các thông số của bài 3. 
Bài 5: Cho mạch điện hình 4.3 
 a/ Xác định VGS và IDQ 
 b/ Tìm gm0 và gm 
 c/ Tinh AV = v0/vi ở tần số giữa 
 d/ Xác định Zi 
Hình 4.1 
Hình 4.2 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 192 
 e/ Tính AVS = v0/vS 
 f/ Xác định fLG, fLC, fLS 
 g/ Xác định fHi và fH0 
 i/ Vẽ đáp ứng tần số. 
 Cho biết: VGS(off) = -6v, CWi = 3pF, Cdg = 4pF, IDSS = 6mA, Cw0 = 5pF, CgS = 6pF, 
rd = , CdS = 1pF 
Bài 6: Lập lại các câu hỏi của bài 5 cho mạch điện hình 4.4 
 Cho biết: IDSS = 10mA, VGS(off) = -6v, rd = , CWi = 4pF, CW0 = 6pF, Cgd = 8pF, Cgs 
= 12pF, CdS = 3pF 
Hình 4.3 
Hình 4.4 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 193 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG V 
****** 
Bài 1: a/ Cho mạch điện nhƣ hình vẽ 5.1. Tìm điện áp xoay chiều vi (theo vS và vf). Giả 
sử mạch khuếch đại đảo có điện trở vào vô hạn và 
 Transistor có các thông số  =100; phân cực với IC = 1,3mA 
Bài 2: Một mạch khuếch đại căn bản không hồi tiếp cho đầu ra là 30v với 10% biến dạng 
họa tần bậc hai (second-harmonic distortion) khi đầu vào ở 0.025v. 
 a/ Nếu 1.5% đầu ra đƣợc hồi tiếp về đầu vào bằng mạch khuếch đại hồi tiếp âm 
điện thế nối tiếp thì điện thế đầu ra nhƣ thế nào? 
 b/ Nếu đầu ra vẫn giữ ở 30v, nhƣng họa tần bậc 2 giảm còn 1% thì điện thế đầu 
vào là bao nhiêu? 
Bài 3: Một mạch khuếch đại có hồi tiếp nhƣ hình 5.2 dùng 2 transistor có  = 100; phân 
cực với dòng IC = 1mA. Các tụ điện xem nhƣ nối tắt ở tần số của tín hiệu. 
Hình 5.1 
Hình 5.2 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 194 
Bài 4: Trong mạch khuếch đại hồi tiếp nhƣ hình 5.3, transistor có các thông số  =100, 
phân cực với IC = 1.3mA. Bỏ qua điều kiện phân cực. 
Bài 5: Transistor trong mạch hình 5.4 có các thông số  = 100; phân cực với IC = 1.3mA. 
Tính: 
Bài 6: Transistor trong mạch hình 5.5 có các thông số  =100, phân cực với IC = 1,3mA. 
Hình 5.3 
Hình 5.4 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 195 
 a/ Với RE = 0. Xác định: 
 RMf = V0/IS; AVf=V0/VS, trong đó IS=VS/RS 
 Rif, R’0f 
 b/ Lập lại bài toán với RE = 0.5k 
Hình 5.5 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 196 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG VI 
******* 
Bài 1: Tính tổng trở vào, tổng trở ra và hệ số khuếch đại của mạch điện hình 6.1 
Bài 2: Lặp lại bài 1 với mạch điện hình 6.2 
Bài 3: Trong mạch điện hình 6.3 
 1/ Xác định điện áp phân cực VB1, VB2, VC2 
 2/ Xác định hệ số khuếch đại điện áp 
Hình 6.1 
Hình 6.2 
Hình 6.3 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 197 
Bài 4: Tính hệ số khuếch đại điện áp của mạch hình 6.4 
Bài 5: cho mạch điện hình 6.5. Zener có VZ = 4.7V. 
Bài 6: Trong mạch điện hình 6.6 
 1/ Tính điện thế phân cực VC1, VC2. 
 2/ Xác định hệ số khuếch đại điện áp 
Hình 6.4 
Hình 6.5 
Hình 6.6 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 198 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG VIII 
******* 
 Bài 1: Xác định v0 trong mạch hình 7.1 
 Bài 2: Xác định v0 trong mạch hình 7.2 
Bài 3: Xác định IL trong mạch hình 7.3. Thay RL= 5k, tính lại IL. Mạch trên là mạch gì? 
Bài 4: Một Op-Amp có các đặc tính nhƣ hình 7.4 
Hình 7.1 
Hình 7.2 
Hình 7.3 
Hình 7.4 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 199 
Bài 5: Cho mạch hình 7.5 
 a/ Tính v0 
 b/ I0? 
Bài 6: Cho mạch điện hình 7.6 
 a/ Tính băng thông của mạch 
 b/ Áp dụng bằng số khi: 
 R1=R2=10k 
 C1=0.1F; C2=0.002F 
 Rf=10 k; Rg =5 k 
Bài 7: Cho mạch điện hình 7.7 
 - Diode đƣợc xem nhƣ lý tƣởng. 
 - vi có dạng sin biên độ lớn. 
 Tìm dạng tín hiệu ra v0 và biên độ của v0 theo vi. Mạch trên có tác dụng của mạch 
gì? 
Hình 7.5 
Hình 7.6 
Hình 7.7 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 200 
Bài 8: Cho mạch hình 7.8 
 Chứng tỏ rằng: 
Bài 9: Cho mạch hình 7.9 
 Chứng tỏ nếu vi là tín hiệu điện áp một chiều thì đầu ra đƣợc xác định bằng phƣơng trình: 
Hình 7.8 
Hình 7.9 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 201 
Bài 10: Cho mạch hình 7.10 
 a. Mạch trên là mạch gì? Nêu chức năng của từng BJT trong mạch. 
 b. Các BJT hoàn toàn giống hệt nhau, đƣợc chế tạo bằng Si và đƣợc phân cực với 
VBE = 0.7v. Mạch hoàn toàn cân bằng và lý tƣởng. Ƣớc tính trị số của tất cả các dòng 
điện phân cực IC của các BJT trong mạch và điện thế các chân BJT (xem IC IE). 
Hình 7.10 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 202 
Bài 11: Cho mạch điện nhƣ hình 7.11. Giả sử Op-Amp lý tƣởng và đƣợc phân cực bằng 
nguồn đối xứng 15v 
 a. Tìm v0 theo R, RA, v1, v2 
 b. Giả sử v1 biến đổi từ 0v 0.8v và V2 biến đổi từ 0 1.3v. Cho R2=2k và đầu 
ra bảo hòa của Op-Amp là V0Sat= 15v. Hãy ƣớc tính trị số của RA để hệ số khuếch đại 
điện áp của mạch 
21
0
VV
V
AV
 đạt trị số tối đa và v0 không biến dạng (chọn RA có giá trị 
tiêu chuẩn). Tính AV trong trƣờng hợp đó. 
Hình 7.11 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 203 
BÀI TẬP CUỐI CHƢƠNG IX 
****** 
Bài 1: Tính công suất vào, công suất ra và hiệu suất của mạch hình 9.1, biết rằng khi có 
tín hiệu ở đầu vào dòng IB sẽ dao động với biên độ đỉnh là 10mA. 
Bài 2: Trong mạch khuếch đại công suất hình 9.2 sau đây: 
 1. Tính công suất vào, công suất ra và công suất tiêu phí trong mỗi transistor. 
 2. Tính công suất và hiệu suất của mạch khi tín hiệu vào có biên độ hiệu 
dụng là 12V(rm s). 
Bài 3: Một mạch công suất chế độ A dùng biến áp với tỷ số vòng 4:1. Dùng nguồn cấp 
điện VCC = 36V để mạch cho công suất 2 watt trên tải 16. 
 Tính: 
 a/. P(ac) trên cuộn sơ cấp. 
 b/. vL(ac). 
 c/. v(ac) trên cuộn sơ cấp. 
 d/. Trị hiệu dụng của dòng điện qua tải và trên cuộn sơ cấp. 
Hình 9.1 
Hình 9.2 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 204 
Bài 4: Một mạch khuếch đại công suất chế độ A nhƣ hình 9.3. Xác định: 
 a/. Hệ số khuếch đại điện áp gần đúng của mạch. 
 b/. Công suất vào Pi(dc). 
 c/. Công suất ra Po(ac). 
 d/. Hiệu suất của mạch. 
 Cho biết dòng tiêu thụ của LM324 khi chƣa có tín hiệu là 0.8mA. 
Hình 9.3 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 205 
Tài liệu tham khảo 
1/ Kỹ thuật điện tử - Đỗ Xuâ Thụ - NXB GD. 
2/ Ký thuật mạch điện tử - Phạm Minh Hà – NXB KHKT 
3/ Giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử - Phạm Minh Hà – NXB KHKT 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 206 
Mục lục 
Nội dung Trang 
Lời nói đầu 1 
Chƣơng I: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ CƠ SỞ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN TỬ 
1.5. Khái niệm mạch điện tử và nhiệm vụ của nó. 2 
1.6. Đặc tính cơ bản và các tham số của diode (Tính dẫn điện, chỉnh lƣu, ổn áp, 
đặc tuyến Vol - Ampe). 
2 
1.7. Đặc tính cơ bản và các tham số cơ bản của transistor lƣỡng cực (BJT) 3 
1.8. Đặc tính cơ bản và các tham số của transistor hiệu ứng trƣờng (FET). 5 
Chƣơng II: MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI 
TÍN HIỆU NHỎ DÙNG BJT 
2.1. Phân cực cố định. 
12 
2.2. Phân cực ổn bằng định cực Emitter. 13 
2.3. Phân cực bằng cầu chia điện áp. 14 
2.4. Phân cực bằng hồi tiếp điện áp. 17 
2.5. Một số dạng mạch phân cực khác. 17 
2.6. Thiết kế mạch phân cực. 18 
2.7. BJT hoạt động nhƣ một chuyển mạch. 20 
2.8. Tính khuếch đại của BJT. 24 
2.9. Mạch khuếch đại cực Emitter chung (EC). 30 
2.10. Mạch khuếch đại cực Collector chung (CC). 34 
2.11. Mạch khuếch đại cực Base chung (BC). 37 
Chƣơng III: MẠCH PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ÐẠI 
TÍN HIỆU NHỎ DÙNG FET 
3.1. Phân cực JFET và MOSFET điều khiển theo kiểu nghèo động tử. 
38 
3.2. MOSFET điều khiển theo kiểu giầu động tử. 40 
3.3. Mạch phân cực E-MOSFET. 42 
3.4. Mạch kết hợp BJT và FET. 44 
3.5. Thiết kế mạch phân cực dung FET. 45 
3.6. Tính khuếch đại của FET và mạch tƣơng đƣơng xoay chiều tín hiệu nhỏ . 46 
3.7. Mạch khuếch đại dùng JFET hoặc DE-MOSFET điều khiển theo kiểu nghèo 47 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 207 
động tử. 
3.8. Mạch khuếch đại dùng E-MOSFET. 50 
3.9. Thiết kế mạch khuếch đại dùng FET. 52 
Chƣơng IV: ÐÁP ỨNG TẦN SỐ CỦA BJT VÀ FET 
4.1. Decibel (đề xi ben). 
53 
4.2. Mạch lọc thông cao. 54 
4.3. Mạch lọc thông thấp RC. 58 
4.4. Đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại dùng BJT. 59 
4.5. Đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại dùng FET. 61 
4.6. Hiệu ứng Miller. 63 
4.7. Đáp ứng tần số cao của mạch khuếch đại dùng BJT. 65 
4.8. Đáp ứng tần số cao của mạch khuếch đại dùng FET. 69 
Chƣơng V: HỒI TIẾP 
5.1. Các định nghĩa cơ bản. 
71 
5.2 Các phƣơng trình cơ bản của mạng bốn cực có hồi tiếp. 75 
5.3. Phƣơng pháp phân tích bộ khuếch đại có hồi tiếp. 76 
5.4. Ảnh hƣởng của hồi tiếp âm đến các tính chất của bộ khuếch đại. 77 
5.4.1. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến độ ổn định của hệ số khuếch đại. 77 
5.4.2. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến trở kháng vào, ra của bộ khuếch đại. 79 
5.4.3. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến dải động và méo phi tuyến của bộ khuếch 
đại. 
81 
5.4.4. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến tạp âm của bộ khuếch đại. 82 
5.4.5. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến đặc tần số và tính động của bộ khuếch đại. 83 
Chƣơng VI: CÁC DẠNG LIÊN KẾT CỦA BJT VÀ FET 
6.1. Liên kết trực tiếp. 
92 
6.2. Liên kết chồng. 99 
6.3. Liên kết Darlington. 100 
6.4. Liên kết cặp hồi tiếp. 101 
6.5. Mạch CMOS. 103 
6.6. Mạch nguồn dòng điện. 104 
6.7. Mạch khuếch đại visai. 105 
Chƣơng VII: CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI CHUYÊN DỤNG 
7.1. Bộ khuếch đại chọn lọc. 
112 
Đề cƣơng Kỹ thuật tƣơng tự 
ThS-Nguyễn Vũ Thắng 208 
7.2. Bộ khuếch đại dải rộng. 116 
7.3. Tạp âm khuếch đại. 119 
Chƣơng VIII: BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 
VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG 
8.1. Tổng quan về vi mạch thuật toán. 
127 
8.2. Vi sai tổng hợp. 130 
8.3. Mạch khuếch đại OP-AMP căn bản. 135 
8.4. Một số ứng dụng của OP-AMP. 138 
8.4.1 Mạch làm toán. 138 
8.4.2 Mạch so sánh. 142 
8.4.3. Mạch lọc tích cực. 151 
Chƣơng IX: MẠCH KHUẾCH ÐẠI CÔNG SUẤT (Power Amplifier) 
166 
9.1. Mạch khuếch đại công suất chế độ A. 167 
9.2. Mạch khuếch đại công suất chế độ A dùng biến áp. 172 
9.3. Khảo sát mạch khuếch đại công suất chế độ B. 176 
9.4. Dạng mạch khuếch đại công suất chế độ B. 179 
9.5. IC công suất. 189 
Một số bài tập ứng dụng 193 
Tài liệu tham khảo 205