Để khuếch đại tín hiệu đầu vào AC luân phiên giữa các giá trị dương và âm, bạn cần thiết lập một mạch khuếch đại phát chung. Cấu hình này cho phép transistor hoạt động trong các giá trị đỉnh. Điều này đạt được thông qua một quá trình phân cực.

Phân cực có tầm quan trọng đáng kể trong thiết kế bộ khuếch đại vì nó thiết lập điểm vận hành chính xác cho bộ khuếch đại bóng bán dẫn, đảm bảo nó sẵn sàng nhận tín hiệu và giảm méo tín hiệu đầu ra.

Một đường tải tĩnh (DC), được vẽ trên các đường cong đặc tính đầu ra của một bộ khuếch đại, cho thấy tất cả các điểm có thể hoạt động của transistor, từ "BẬT" hoàn toàn đến "TẮT" hoàn toàn. Nó cũng giúp xác định điểm hoạt động tĩnh (Q point) của bộ khuếch đại.

Mục tiêu chính của một bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ là khuếch đại tín hiệu đầu vào với méo tín hiệu tối thiểu tại đầu ra, về cơ bản là tạo ra một tín hiệu lớn hơn của tín hiệu đầu vào.

Để đạt được độ méo thấp, bạn phải chọn điểm tĩnh (Q point) phù hợp, đó là điểm hoạt động DC của bộ khuếch đại. Điểm này có thể được thiết lập ở bất kỳ đâu dọc theo đường tải bằng cách sử dụng một sắp xếp điều chỉnh phù hợp. Vị trí lý tưởng cho điểm Q này là càng gần trung tâm của đường tải càng tốt, thể hiện qua hoạt động khuếch đại lớp A ( Vce = 1/2Vcc).

Bây giờ, hãy xem xét mạch khuếch đại bộ phát chung được cung cấp bên dưới.

Mạch khuếch đại bộ phát chung:

Mạch khuếch đại bộ phát chung một tầng được trình bày ở trên sử dụng một kỹ thuật gọi là "Xu hướng phân chia điện áp". Trong cách sắp xếp phân cực này, hai điện trở tạo thành một mạng phân chia điện thế trên điện áp nguồn, với điểm trung tâm của chúng cung cấp điện áp phân cực cơ sở cần thiết cho bóng bán dẫn. Xu hướng phân cực điện áp là một phương pháp phổ biến trong thiết kế mạch khuếch đại bóng bán dẫn lưỡng cực.

Phương pháp phân cực này giảm thiểu tác động của việc thay đổi Beta (β) bằng cách duy trì mức điện áp ổn định, không đổi ở điểm cơ sở, đảm bảo sự ổn định.

Điện áp cơ sở tĩnh (Vb) được xác định bởi mạng phân chia điện thế, hình thành bởi các điện trở R1 và R2, ngoài điện áp nguồn Vcc. Dòng điện chạy qua cả hai điện trở, trong đó tổng điện trở RT bằng R1 + R2, dẫn đến giá trị i = Vcc/RT. Điện áp tại điểm nối của điện trở R1 và R2 giữ cho điện áp cơ sở (Vb) không đổi ở mức thấp hơn điện áp nguồn.

Mạng phân chia điện thế trong mạch khuếch đại bộ phát chung phân chia điện áp nguồn theo tỷ lệ dựa trên các giá trị điện trở. Có thể tính toán điện áp phấn cực này bằng công thức chia điện áp sau:

Điện áp phân cực của Transistor

Cùng điện áp nguồn (Vcc) cũng xác định dòng Collector (Ic) tối đa khi bóng bán dẫn "BẬT" hoàn toàn (ở trạng thái bão hòa), với Vce = 0. Dòng cơ sở (Ib) cho bóng bán dẫn có thể được suy ra từ dòng Collector (Ic) và mức tăng dòng điện một chiều Beta (β) của bóng bán dẫn.

Giá Trị Beta

Beta, thường được ký hiệu là hFE trên bảng dữ liệu, thể hiện mức tăng dòng thuận của bóng bán dẫn trong cấu hình bộ phát chung. Đó là tỷ lệ cố định của hai dòng điện Ic và Ib, nghĩa là một sự thay đổi nhỏ trong dòng cơ sở sẽ gây ra sự thay đổi đáng kể trong dòng Collector.

Một lưu ý quan trọng về Beta: Các bóng bán dẫn cùng loại và số hiệu có thể biểu hiện sự thay đổi đáng kể về giá trị Beta của chúng. Ví dụ: bóng bán dẫn lưỡng cực BC107 NPN có giá trị Beta khuếch đại dòng điện một chiều nằm trong khoảng từ 110 đến 450 (theo biểu dữ liệu). Sự thay đổi này vốn có trong cấu trúc của bóng bán dẫn hơn là hoạt động của nó.

Vì điểm nối Base/Emitter phân cực thuận, nên điện áp bộ phát (Ve) sẽ chênh lệch một lần giảm điện áp ở điểm nối so với điện áp cơ sở (Base). Biết điện áp trên điện trở bộ phát (Emitter) cho phép tính toán dòng điện bộ phát (Ie) bằng định luật Ohm. Dòng Collector (Ic) có thể xấp xỉ vì nó gần bằng dòng Emitter.