- Bootstrapping là gì?
- Tại sao chúng ta cần Trở kháng đầu vào cao cho Transistor khuếch đại?
- Thành phần bắt buộc
- Sơ đồ mạch
- Hoạt động của Bộ khuếch đại Bootstrap
Bộ khuếch đại là một phần không thể thiếu của Điện tử được sử dụng để khuếch đại tín hiệu biên độ thấp. Bộ khuếch đại đóng một vai trò rất quan trọng để tăng tín hiệu, đặc biệt là trong âm thanh và điện tử công suất. Trước đây, chúng tôi đã chế tạo nhiều loại bộ khuếch đại bao gồm bộ khuếch đại âm thanh, bộ khuếch đại công suất, bộ khuếch đại hoạt động, v.v. Ngoài chúng, bạn có thể tìm hiểu nhiều bộ khuếch đại được sử dụng phổ biến khác theo các liên kết dưới đây:
- Bộ khuếch đại đẩy kéo
- Bộ khuếch đại vi sai
- Bộ khuếch đại đảo
- Bộ khuếch đại nhạc cụ
Mỗi bộ khuếch đại có lớp và ứng dụng khác nhau. Nói chung bóng bán dẫn và op-amps được sử dụng để xây dựng bộ khuếch đại. Ở đây, trong dự án này chúng ta tìm hiểu về Bootstrap Amplifier.
Bootstrapping là gì?
Thông thường Bootstrapping là kỹ thuật trong đó một số phần đầu ra được sử dụng khi khởi động. Trong bộ khuếch đại Bootstrap, bootstrapping được sử dụng để tăng trở kháng đầu vào. Do đó hiệu ứng tải đối với nguồn đầu vào cũng giảm. Thiết kế trông tương tự như đôi Darlington, có một tụ điện bootstrap. Tụ điện Bootstrap được sử dụng để cung cấp phản hồi tích cực của tín hiệu AC đến chân đế của bóng bán dẫn. Phản hồi tích cực này giúp cải thiện giá trị hiệu quả của điện trở cơ bản. Sự gia tăng này trong điện trở cơ bản cũng được xác định bởi độ lợi điện áp của mạch khuếch đại.
Tại sao chúng ta cần Trở kháng đầu vào cao cho Transistor khuếch đại?
Trở kháng đầu vào cao cải thiện khả năng khuếch đại tín hiệu đầu vào và do đó được yêu cầu trong các ứng dụng khuếch đại khác nhau. Nếu chúng ta có trở kháng đầu vào thấp, chúng ta sẽ nhận được độ khuếch đại thấp. Nói chung, BJT (Bipolar Junction Transistor) có trở kháng đầu vào thấp (thường từ 1 ohm đến 50 kilo ohm). Vì vậy, đối với điều này, kỹ thuật khởi động được sử dụng để tăng trở kháng đầu vào.
Điện áp trên trở kháng đầu vào được tính bằng công thức dưới đây:
V = {(V in.Z in) / (V in + ZV in)}
Do đó, theo công thức, trở kháng đầu vào tỷ lệ với điện áp trên nó. Nếu trở kháng đầu vào tăng lên thì điện áp trên nó cũng sẽ tăng và ngược lại.
Thành phần bắt buộc
- Bóng bán dẫn NPN - BC547
- Điện trở - 1k, 10k
- Tụ điện - 33pf
- Tín hiệu đầu vào AC hoặc xung
- Nguồn cung cấp DC - 9V hoặc 12V
- Breadboard
- Kết nối dây
Sơ đồ mạch
Đối với tín hiệu xung đầu vào, chúng tôi đã sử dụng tín hiệu AC (sử dụng biến áp), bạn cũng có thể sử dụng đầu vào PWM. Và, đối với đầu vào Vcc, chúng tôi đang sử dụng RPS (Nguồn cung cấp tích cực được điều chỉnh) trong mạch. Duy trì khoảng cách giữa dây AC và DC vì lý do an toàn.
Hoạt động của Bộ khuếch đại Bootstrap
Sau khi kết nối mạch theo sơ đồ mạch, mạch trông tương tự như cặp Darlington. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng kỹ thuật bootstrapping để tăng trở kháng đầu vào của mạch khuếch đại này. Khi chân của transistor Q1 ở mức cao và điểm B ở mức thấp. Do đó, tụ điện tích điện bằng giá trị hiệu điện thế trên R2. Khi Q1 xuống mức thấp và điện áp bắt đầu tăng ở chân Q2, tụ điện phóng điện chậm. Và để duy trì điện tích, điểm A cũng bị đẩy lên. Vì vậy hiệu điện thế tại điểm B tăng và điện áp tại điểm A cũng không ngừng tăng cho đến khi nó đi nhiều hơn Vcc.
Điện tích vào tụ điện khởi động C1 bị tiêu hao bởi điện trở R1 và R2. Kỹ thuật này được gọi là khởi động bởi vì tăng điện áp ở một đầu của tụ điện sẽ làm tăng điện áp ở đầu kia của tụ điện.
Lưu ý: Kỹ thuật khởi động chỉ có thể được sử dụng nếu hằng số thời gian RC nhiều hơn so với chu kỳ đơn của tín hiệu biến tần.
Dưới đây là mô phỏng proteus của bộ khuếch đại bootstrap với dạng sóng khuếch đại.
Ngoài ra, chúng tôi đã thiết kế mạch khuếch đại bootstrap trên breadboard. Dạng sóng đầu ra thu được bằng máy hiện sóng được đưa ra dưới đây:
Kiểm tra thêm mạch khuếch đại và các ứng dụng của chúng.