Cho IC như hình vẽ 112:IC được đóng gói dạng:

Độ lợi giảm của Op-amp thường được biểu diễn bằng dB trên mỗi decade (thập kỷ). Giá trị tiêu chuẩn cho độ lợi giảm của Op-amp là 20 dB/decade. Điều này có nghĩa là khi tần số tăng gấp 10 lần (một decade), độ lợi giảm đi 20 dB.

Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta cần tính toán độ lợi công suất (power gain) của mạch. Độ lợi công suất được định nghĩa là tỷ số giữa công suất đầu ra (P_out) và công suất đầu vào (P_in).

1. Tính công suất đầu ra (P_out): Công suất đầu ra được tính bằng công thức P_out = V_out_L^2 / R_L, trong đó V_out_L là điện áp đầu ra khi có tải và R_L là điện trở tải. V_out_L = 4.27 V R_L = 3.3 kΩ = 3300 Ω P_out = (4.27 V)^2 / 3300 Ω = 18.2329 / 3300 ≈ 0.00552512 W = 5.525 mW

2. Tính công suất đầu vào (P_in): Công suất đầu vào được tính bằng công thức P_in = V_in^2 / R_in, trong đó V_in là điện áp đầu vào của bộ khuếch đại và R_in là điện trở vào của bộ khuếch đại. Tuy nhiên, R_in không được cung cấp trực tiếp mà cần phải tính từ các thông số đã cho.

Ta có công thức chia áp tại đầu vào: V_in = V_s * R_in / (R_s + R_in) Thay số vào: 58.3 mV = 95.2 mV * R_in / (10 kΩ + R_in) Chia cả hai vế cho mV: 58.3 / 95.2 = R_in / (10 kΩ + R_in) 0.612395 ≈ R_in / (10000 Ω + R_in) Nhân chéo: 0.612395 * (10000 + R_in) = R_in 6123.95 + 0.612395 * R_in = R_in 6123.95 = R_in - 0.612395 * R_in 6123.95 = R_in * (1 - 0.612395) 6123.95 = R_in * 0.387605 R_in = 6123.95 / 0.387605 ≈ 15799.2 Ω ≈ 15.8 kΩ

Bây giờ tính công suất đầu vào P_in: P_in = V_in^2 / R_in = (58.3 * 10^-3 V)^2 / (15799.2 Ω) = 0.00340089 / 15799.2 ≈ 0.215256 * 10^-6 W = 0.215256 µW

3. Tính độ lợi công suất (A_p): A_p = P_out / P_in = (5.52512 * 10^-3 W) / (0.215256 * 10^-6 W) ≈ 25668.6

Kết quả tính toán độ lợi công suất theo định nghĩa chuẩn (khoảng 25668.6) không khớp với bất kỳ đáp án nào được cung cấp.

Tuy nhiên, nếu chúng ta tính độ lợi điện áp (voltage gain): A_v = V_out_L / V_in A_v = 4.27 V / 58.3 mV = 4.27 V / 0.0583 V ≈ 73.24185

Đáp án chính xác là C: 73.24

Điện áp ra đỉnh-đỉnh cực đại của Op-amp bị giới hạn bởi điện áp nguồn cung cấp và điện áp bão hòa (Vsat). Vì nguồn cung cấp là +/-15V, điện áp ra tối đa có thể là +15V và tối thiểu là -15V. Tuy nhiên, do Vsat nhỏ hơn 1V, điện áp ra sẽ bị giới hạn trong khoảng từ +14V đến -14V. Do đó, điện áp ra đỉnh-đỉnh cực đại là 14V - (-14V) = 28V.

Mạch khuếch đại dùng op-amp (Operational Amplifier) là một mạch điện tử được thiết kế để tăng biên độ (độ lớn) của tín hiệu điện áp. Op-amp có khả năng khuếch đại tín hiệu rất lớn. Các chức năng khác như tăng tần số hoặc tăng dòng điện không phải là chức năng chính và duy nhất của mạch khuếch đại dùng op-amp.

- Phương án 1 không đúng vì mạch khuếch đại không nhất thiết phải tăng tần số, mà chủ yếu tập trung vào tăng biên độ.
- Phương án 2 không đúng vì mạch khuếch đại không tăng tần số.
- Phương án 3 đúng vì mạch khuếch đại có chức năng chính là tăng biên độ điện áp.
- Phương án 4 không đúng vì mạch khuếch đại điện áp tập trung vào điện áp, không phải dòng điện.

Đáp án đúng: D. Mạch phức tạp. 

Giải thích ngắn:

Mạch khuếch đại vi sai có ưu điểm khả năng chống nhiễu tốt và được ứng dụng rộng rãi trong các mạch khuếch đại. Tuy nhiên, nhược điểm là cấu tạo và thiết kế mạch tương đối phức tạp.