Bộ khuếch đại dòng và bộ đệm
Bộ khuếch đại đệm
Bộ khuếch đại đệm là một mạch biến đổi trở kháng điện từ mạch này sang mạch khác. Mục đích chính của bộ đệm là ngăn chặn việc tải của một mạch bằng mạch khác. Ví dụ, một cảm biến có thể có khả năng tạo ra điện áp hoặc dòng điện tương ứng với một đại lượng vật lý cụ thể mà nó cảm nhận được nhưng nó có thể không có năng lượng để điều khiển mạch mà nó được kết nối. Trong những tình huống như vậy, có thể sử dụng bộ đệm. Một bộ đệm khi được kết nối giữa cảm biến và mạch tiếp theo dễ dàng điều khiển mạch theo dòng điện hoặc điện áp theo đầu ra của cảm biến. Bộ đệm được phân loại thành bộ đệm điện áp và bộ đệm dòng. Các ký hiệu của bộ đệm điện áp lý tưởng và bộ đệm dòng được hiển thị trong Hình 1 và Hình 2 tương ứng.
Đệm điện áp
Mạch chuyển điện áp từ mạch có trở kháng đầu ra cao sang mạch có trở kháng đầu vào thấp được gọi là bộ đệm điện áp. Bộ đệm điện áp được kết nối giữa hai mạch này ngăn không cho mạch trở kháng đầu vào thấp (mạch thứ hai) tải mạch thứ nhất thứ nhất. Trở kháng đầu vào vô hạn, trở kháng đầu ra bằng không, tuyến tính tuyệt đối, tốc độ cao… là những tính năng trên bộ đệm điện áp lý tưởng.
Nếu điện áp được truyền từ mạch thứ nhất sang mạch thứ hai mà không có bất kỳ thay đổi nào về biên độ, thì một mạch như vậy được gọi là bộ đệm điện áp đạt được sự thống nhất và ổn định. Điện áp đầu ra chỉ theo điện áp đầu vào. Độ lợi điện áp của tín hiệu điện áp Av = 1. Mặc dù không có độ lợi điện áp nhưng sẽ có một mức tăng đủ trong dòng điện. Vì vậy, khi một tín hiệu điện áp được kết nối giữa hai mạch, nó sẽ chuyển điện áp từ mạch thứ nhất sang thứ hai mà không có bất kỳ thay đổi nào về biên độ và điều khiển mạch thứ hai mà không tải mạch thứ nhất.
Một bộ đệm điện áp được thiết kế bằng cách sử dụng opamp, BJT hoặc MOSFET. Mạch sử dụng transistor (BJT) được hiển thị trong Hình 3. Mạch còn được gọi là mạch lặp Emitter. + Vcc là điện áp thu của transistor, Vin là điện áp đầu vào, Vout là điện áp đầu ra và Re là điện trở phát transistor.
Mạch được thực hiện bằng cách sử dụng opamp được hiển thị trong Hình 2. Điều này được thực hiện bằng cách nối toàn bộ phản hồi âm cho opamp tức là kết nối chân đầu ra với chân đầu vào đảo ngược. Ở đây opamp được cấu hình ở chế độ không đảo (tham khảo Hình 2). Vậy phương trình Av = 1 + (Rf / R1).
Vì đầu ra và đầu vào đảo ngược được rút ngắn nên Rf = 0.
Vì không có R1 để tiếp đất nên nó có thể được coi là mạch hở và do đó R1 = 0
ð (Rf / R1) = 0.
Do đó Độ lợi điện áp Av = 1 + (Rf / R1) = 1 + 0 = 1.
Bộ đệm dòng
Bộ đệm dòng là mạch được sử dụng để chuyển dòng điện từ mạch trở kháng đầu vào thấp sang mạch có trở kháng đầu vào cao. Mạch đệm dòng được kết nối ở giữa hai mạch sẽ ngăn mạch thứ hai tải mạch thứ nhất. Các tính năng của bộ đệm dòng lý tưởng là trở kháng đầu vào vô hạn, trở kháng đầu ra bằng không, độ tuyến tính cao và đáp ứng nhanh. Một bộ đệm dòng có độ lợi (B = 1) được gọi là bộ đệm dòng đạt được sự thống nhất. Ở đây, dòng điện đầu ra chỉ theo dõi hoặc theo dòng điện đầu vào. Một bộ đệm dòng được thiết kế bằng cách sử dụng transistor (BJT hoặc MOSFET).
Mạch khuếch đại dòng
Mạch khuếch đại dòng là mạch khuếch đại dòng điện đầu vào theo một hệ số cố định và đưa nó vào mạch tiếp theo. Bộ khuếch đại dòng có phần giống với bộ đệm điện áp, nhưng điểm khác biệt là bộ đệm điện áp lý tưởng cung cấp bất cứ dòng điện nào theo yêu cầu trong khi vẫn giữ nguyên điện áp đầu vào và đầu ra, trong khi đó bộ khuếch đại dòng cung cấp cho dòng điện tiếp theo là bội số cố định của dòng điện đầu vào. Bộ khuếch đại dòng được thực hiện bằng cách sử dụng transistor. Dưới đây là sơ đồ của mạch khuếch đại dòng. Hai transistor được sử dụng trong mạch này. β1 và β2 là độ lợi dòng của Q1 và Q2 tương ứng.
