Bài tập kỹ thuật điện tử (tái bản lần thứ mười ba) phần 1

: TS BO XUAN THU - TS NGUYEN VIET BLO fe CEpat NGUYEN Bai tap KY THUAT DIEN TU (Tái lần thứ mười ba) TRUONG CAO BANG KTKT PHO LAM THU VIEN i NHA XUAT BAN GIAO DUC VIET NAM Công ty Cổ phần sách Đại hoc - Day nghé — Nha xuat Giáo dục Việt Nam giữ quyền công bố tác phẩm 19 — 2010/CXB/93 — 2244/GD Ma so : 7B254y0 — DAI LOI NOI DAU Cuén "Bai tộp kú thuật diện tử" biên soạn "Ki thuột diện tủ" Hội đồng môn tao théng qua ding lam tài liệu giảng học kí thuật uờ Nha xuốt học dạy Giáo tiếp sau gióo trình Bộ Giáo dục uờ Đào cúc trường Đại dục phút hành Trong biên soạn cố gang trinh bay noi dung theo ding trình chia tụ làm giáo trình xuất Sách gồm chương, hai phần Phần thứ có chương : Chương 1, va gém cúc bai tap lién quơn tới bí thuột tương tụ (kỉ thuật analog) Chuong giới thiệu tom tat cóc uốn dé lí thuyết Chương gồm hon bai tap 20 bai tap co lời giải va chương gồm khodng 50 dé Phần thứ hai có chương : Chương va 6, bao gồm tập có liên quan tới kỉ thuột xung — số (hủ thuột digiidl) uờ có bố cục tương tụ phần thú uới 10 bai tap có lời giải uờ khoảng 40 đề tập khac tra Cuốn "Bai tap kí thuật diện tử' dùng làm tài liệu cho sinh uiên học mơn "Ki thuột điện tử" Sách cịn tời liệu tham thuật diện khảo tử uờ cho đối tượng có liên quan tin tới ngành bổ la kỉ học Trong quớ trình biên soạn, sách cịn sơi sót, chúng tơi mong nhộn học khoa, Hà Nội góp ý bạn dọc gần xơ Thư từ liên hệ xin gửi uề dịu : Khoa Điện tử - Viễn thông, trường Đợi Bách Điện thoại số : 8692242 - 8692931 Các tác giả PHAN | Ki THUAT TUONG Chwong TU TOM TAT Li THUYET Điện thể áp dòng mạch điện qua điện Sự trở điện hai thông số trạng liên hệ tương (trở kháng) hỗ Điện thái co thông trở số phần tử -có thể tuyến tính hay phi tuyến tùy theo quan hệ hàm số u = fí) điện áp đầu dòng điện qua Đường đồ thị biểu diễn quan hệ hàm Ampe phần tử Hai quy tắc quan trọng số u = f@) gọi đặc tuyến Vơn( để tính tốn mạch điện : a) Quy tấc vịng điện áp : Tổng điện áp rơi phần tử ghép liên vịng kín (đi dọc theo vòng nhánh nút gặp lần trừ nút xuất phát) (hay giá trị điện áp đo theo nhánh song song nối điểm khác b) Quy điểm vào nút Hiệu A Theo l mạch điện nhau) tắc nút dòng điện : Tổng dịng điện khỏi (nút) mạch điện ln tổng dịng điện ứng dẫn điện khơng nghệ dạng p-n a) B chiều van đối mở (chỉnh xứng (phân lưu) theo cực hai điết bán chiều thuận : Uax dẫn Up) tính tiếp dién xúc chất công tré cia didt (10' + 10° Q), dòng qua điết lớn (10'2 + 102A), giảm + +2 -A 2? áp điốt cố (-210°3/K) b) Theo (xét định cỡ khóa (phân 600mV v6i diét c&u chiều cớ hệ tao tu Si) cực ngược số : DA < nhiệt độ ann Úp) điện trở điết lớn (> 105 ©), dịng qua điốt nhỏ (105 + 102A) vä tăng theo nhiệt c) Khi điện đánh thủng bị thời đánh tạm "điểm nhiệt độ (khoảng áp ngược đặt vào đủ lớn Ungy < Uz tính chất van mỉnh (1 a) Nán điện lưu tải điện trị xung, trị < điốt cách tạm bị đánh thủng điện l cách vinh viễn thủng nhiệt) Người ta sử dụng tính chất đánh thời (Zener) để làm điốt ổn áp tạo điện áp ngưỡngở cần thiết mạch điện Điện áp ngưỡng ae có dương, khoảng 103/2 Ỹ ‘Ung dụng quan với 10%/°K) bình tải điện điện l1 chiều b) Hạn chiều thành chiều ề nhờ sơ đồ chỉnh (một nửa chu kì, hai nửa chu kì, cầu, bội áp) Khi trở thuần, điện áp có dạng xung nửa hình sin trung tụ xoay trọng điốt : bị thủng hệ số san (l1 chiều) dung, xác định sơ đồ chỉnh điện áp tính (2.21) nhấp hệ thức 2-15 lưu làm việc nhô sau chỉnh (2.29) chế biên độ điện;áp xoay chiều (SGK), chế độ lưu, (SGK) giá (phía hay phía dưới) l giá trị ngưỡng cho trước dịch mức điện chiều điểm khác mạch điện "khi chế độ mớở c) Ổn nhờ định đánh giá thủng trị điện Zener áp I chiều'ở nối tiếp giá thêm trị ngưỡng điốt mở U„ để ba nhiệt tạo phần tử gọi ống ổn áp chuẩn ki thuật mạch, có độ ổn định điện áp theo nhiệt độ gần lí tưởng Khi phân tích tác dụng điốt mạch điện, người ta thường dùng l vài mơ hình gần đơn giản để mô tả điốt : a) Là mở l nguồn (uA, > 0) bỏ qua, dòng mạch dòng điện điện trở lí tưởng điốt mức 0, sụ‡ ngưỡng áp uy = ngồi qua điốt điện áp điện trở mạch - (điện lí tưởng dịng Khi định “ ngồi “b) Tai mic dién mở tương đương # c) O chế trị điện áp hở mach đương chiều, tr mạch áp thực điện nguồn 1a nguồn coi 0) 1, = = I, mach didt chuyển từ khóa sang điện áp có nội trở bang hở lúc điện áp độ xoay tương ngan dòng ap U,, = Up, nguồn điốết đương tương la Ry điốt giá với 0), = (Ry 0) điốt < (ua, đóng trở VCL, thể có U„; có nội trở nguồn Up tẩn số điện trở xoay tác động thấp chiều giá trị có dưa sa a dig Còn tần số cao, cần ý tới giá trị điện dung điết C¿ nối song song với điện trở xoay chiểu rụ ð Tranzito lưỡng cực cấu tạo gồm hai tiếp xúc với ba điện cực lối (ŒE) Bi-T làm việc độ (Bi-T) phần tử phi tuyến có pn (hai điốt JE'và JC) đặt gần bazơ (B), Colectơ (C) emitơ chế độ sau : a) Phân cực chiều nguồn b) Phan đảo cuc chiều cho điốt JE mở, điốt JC khóa cho điện áp Đây JE chế khóa l chiêu từ độ JC khuếch mở gọi đại chế e) Điều phân khiển cho hai điốết đêu khóa (khơng phân cực cực thích hợp) hai điôt mở Đây chế độ mạch chuyển Hai biện pháp (chế độ khóa) để phân Bi-T cực l chiều cho Bi-T để làm việc chế độ khuếch đại phân cực chia áp điện trở phân cực dòng cực bazơ Chế độ chiều tốt đạt với uạy, = 0,6V (vật liệu làm tranzito la Si) va giá trị điện áp cực có giá trị uy = (0 + 0,1)E ; uy = (04 = 06) Eva vay vài, day E giá đường tải l chiều trị nguồn tầng = 05 chiéu, khuếch I I ‘max đại) điểm o = 051, mút max (Ở Các hệ thức quan trọng dòng chế độ khuếch đại thể công SGK dùng cho ba kiểu mắc mạch B chung gần chiều Bi-T thức (2.37) đến (2.41) chung, C chung E a) Với dòng xoay chiều tín hiệu nhỏ, có phương pháp tuyến tính hóa Bi-T dùng tham số điện trở, dùng tham số điện dẫn, dùng tham số hỗn hợp dùng tham số vật lí cấu tạo Từ có sơ đồ tương đương xoay chiều tương ứng b) Với kiểu mắc Bi-T, có ba dạng họ đặc tuyến Vôn-Ampe quan trọng đặc tuyến truyền họ đạt đặc tuyến vào, họ đặc tuyến họ c) Có thể xác định tham số chiều xoay chiều Bi-T dựa họ đặc tuyến chiều (tỉnh) hay họ đặc tuyến xoay :hiều (động) Đó tham số điện trở vào, điện trở ra, hệ số khuếch Các đại kết a) Kiểu dòng mắc quan EC kết luận vật khuếch đại điện áp xoay chiêu b) Kiểu kết mắc luận kết R„ Kiểu dòng R, lớn, d) Hệ nguồn hệ lí Tranzito - Š, xỉ có điện lớn thức số BC có To khuếch hệ : ;:làm (2.141) áp đến lon, (2.140) số tín hiệu (2.149) hệ số khuếch pha lớn đến đến áp đảo đại : pha R, nhỏ, (2.150) làm R,, đảo điện đại điện đại nhiều tầng ghép phần - đại thức (2.131) R „ nhỏ, lớn, không khuếch 1, (2.153) tín khơng hiệu, có hệ số khuếch (FET) trường máng hệ EC hệ số khuếch số khuếch số CC ý : Tầng xấp điện sơ đồ : ý hệ thức : nhỏ, dai dòng số BC vật ý tới lí : Tầng luận với lí tầng đại dịng điện lớn hệ làm đảo pha tín hiệu c) hỗ dẫn trọng : Chú CC vật điện D liên tiếp phần tử cực G) có hiệu cửa - (gọi ứng tích cực khuếch đại ni: giéng nhu Bi-T điều khiển nhung dong cue mang điện áp đặt I, (hay cue nguodn cực điều khiến G I.) a) Hầu hết FET có tính đối xứng cực D có điện trở lối vào G kênh dẫn lớn nên chúng thích hợp với chế độ làm Bi-T vài cấp độ việc có dịng điện lối vào nhỏ so với b) Theo chất cấu tạo cố dạng PEBT tiếp xúc pn (JFET) va loại cố cực cửa : loại có cực cửa lớp cách điện có loại (MOSFET) kênh kênh đặt điện loại Theo loại tính chất n (dẫn lỗ trống) sẵn dẫn điện Theo (có điện phương sẵn) điện kênh tử) dẫn thức hình thành kênh cảm ứng kênh D P (dẫn kênh dẫn có (khơng c) Tương tự Bi-T, có kiểu mắc FET kiểu nguồn chung (SƠ), kiểu máng chung (DC) : Cửa chung (GC) có sẵn) : kiểu gặp d) Phương pháp phan cuc chiéu cho FET chế độ khuếch đại chủ yếu dùng dong I, (tu phân cực), tạo điện áp chiều Trên điện trở cực nguồn UR = leRs = —ù sau dẫn qua điện trở cửa - nguồn R„ lớn tới cực G dùng làm thiên áp cực cửa cho JFET cho |U@s| = 0,5 |U,] va Ih = 0,319 e) Ở chế độ chuyển mạch, người ta chia FMT thành nhóm nhóm khóa thường mở (JPBT MOSPBMT - nghèo) nhóm khóa thường đóng (MOSFET - giàu, kênh cảm ứng), có tín hiệu từ điều khiển từ f) Các tính chất tính chất tương Bi-T (SGK) Bộ với khuếch hệ đại hiệu có tần số cực phổ biến song song với sử dụng cực thức Œ, khóa chuyển trạng thái sơ đồ khuếch đại SC, DC ứng sơ đồ khuếch đại EC suy CƠ tính (2.178) chiều toán (2.169) dùng đến để (2.171) khuếch đại tín thấp (biến đổi chậm theo thời gian) Sơ đồ khuếch đại vi sai có cấu trúc l1 cầu cân tính chất đối xứng cao lối vào lối hai trường hợp đối xứng không : đối xứng trọng đối với sơ đồ lối vi vào sai : Các tính chất quan a) Chỉ khuếch đại thành phần điện áp ngược pha (hiệu số) xét lối vào đối xứng, với hệ số khuếch đại ` tầng đơn BC (do tranzito vi sai đóng góp nửa, Hệ thức tính tốn giống tang don EC) b) Khơng khuếch đại (nén) thành phần điện áp pha, có hệ số suy giảm đồng pha từ đến cấp c) Khả chống trôi điểm O cao nhờ tính nhiều khả hiệu chỉnh sai số điểm d) Là cấu trúc từ xây tính bổ sung thêm tầng khuếch Tranzito nguồn dùng thay điện sơ đồ dịch mức l1 chiêu, sơ đồ phối 10 điện điện Vi mạch tuyến tính (IC tuyến dựng đại vi trở tải hợp tính) đối xứng O cân vi mạch tuyến sai tải động (là colectơ R,) lối khuếch đại áp vi sai lí tưởng với hệ số khuếch đại VCL (vô lớn), trở lối vào VCL, điện trở lối VCB (vô bé), có đặc tuyến truyền đạt điện áp lí tưởng dạng chữ Š đặc tuyến tần :số lí tưởng I lọc thơng thấp Các tính chất quan trọng sử dụng để khuếch đại điện áp : a) Sử dụng mạch tuyến tần số, nâng hồi tiếp âm cao độ ốn để mở định rộng dải tần đặc _ hệ số khuếch đại b) Thường gặp hai cấu trúc : Sơ đồ khuếch đại đảo sơ đồ khuếch đại không đảo, công thức tính tốn hệ số khuếch đại phụ thuộc phần tử mạch hồi tiếp (hệ thức (2.237) với khơng đảo) c) Có thể khuếch kết hợp đại đảo tính chất (2.238) hai sơ với đồ khuếch khuếch đại đại đảo không đảo I sơ đồ để hình thành khuếch đại cộng hay trừ điện áp (bộ cộng trừ) 11 đặc Các sơ đồ khuếch đại thuật tốn thơng dụng khác : a) Sơ đồ vi phân điện áp lối vào theo thời gian với tính chất trưng ổn định cao tần đầu b) Sơ đồ tích phân điện áp lối vào theo thời gian, kết xếp chồng với hàng số tích phân trạng thái ban điện tích tụ tích phân định Ứng dụng quan trọng sơ đồ tích phân tạo điện áp có dạng tam giác từ dạng điện áp vng góc để tạo dao động hình sin tần : số thấp c) So đồ lấy lôgarit lấy hàm số mũ thực thuật toán tương ứng điện áp lối vào, ứng dụng chủ yếu để tạo sơ đồ nhân tương tự d) Sơ đồ nhân đổi tần thực tự tương nhân phép hai điện (chia) áp (hay tổng quát : nhân hai tín hiệu tương tự) có tần số (hay gần nhau) Ứng dụng quan trọng sơ đồ nhân để tách sóng tín hiệu điều chế biên độ, để thực biến số (trộn 12 Tầng khuếch Tầng đơn chế độ A AB (có khơng tần) đại cơng suất có tầng đối xứng dùng biến hai dạng sơ đồ : đẩy kéo chế độ B áp) a) Tầng khuếch đại cơng suất tính tốn, phân tích phương pháp đồ thị xuất phát từ việc xây dựng đặc tuyến tải động, tìm giới hạn làm việc tranzito đặc tuyến qua xác định tham số quan trọng sơ đồ công suất ra; hiệu suất lượng, mức méo ÿ kiểm tra điêu b) Tầng không không cao đơn lớn, e) Tầng (để tạo giới hạn méo 50%) đối xứng hai dịng, áp, cơng chế độ A sử dụng mức (dưới cặp tranzito dùng cặp kiện hiệu kéo có dạng cần khác điểm áp kích loại thích với đặc nhiệt cần mức suất loại với đặc điểm điện tranzito đẩy ÿ nhỏ suất công suất lượng yêu cầu : sơ đồ dùng l tầng đảo pha phía trước điện kích thích ngược pha nhau) áp sơ đồ pha (do khơng cẩn dùng tầng đảo pha phía trước) Tầng đẩy kéo chế độ B (hay AB) có nhiều ưu điểm quan trọng cho mức công suất lớn, méo y nhỏ, hiệu suất lượng cao tương thích với việc chế tạo dạng vi mạch khuếch đại công suất 10