Bài tập lớn nguyễn đình bình an

Bài tập lớn giúp sinh viên áp dụng kiến thức học được trong lớp học vào thực tế. Thông qua việc xây dựng mô hình và thiết kế, họ có cơ hội thực hành và củng cố lý thuyết. Phát triển Kỹ Năng Thiết Kế: Sinh viên sẽ phải đối mặt với thách thức thiết kế từ đầu đến cuối, bao gồm việc lên kế hoạch, chọn linh kiện, và xây dựng mạch điện tử. Điều này giúp họ phát triển kỹ năng sáng tạo và thiết kế. Làm Việc Nhóm và Giao Tiếp: Nếu bài tập lớn được thực hiện theo nhóm, sinh viên sẽ học cách làm việc nhóm hiệu quả và cách truyền đạt ý tưởng của mình một cách rõ ràng. Kỹ năng giao tiếp và làm việc nhóm là quan trọng trong môi trường công việc thực tế. Hiểu Biết Sâu Rộng về Linh Kiện và Thiết Bị: Qua quá trình nghiên cứu và lựa chọn linh kiện, sinh viên sẽ có cơ hội hiểu biết sâu rộng hơn về các thành phần điện tử và cách chúng tương tác với nhau. Giải Quyết Vấn Đề và Kiểm Soát Chất Lượng: Sinh viên sẽ đối mặt với các vấn đề và thách thức trong quá trình thực hiện bài tập lớn. Quá trình giải quyết vấn đề và kiểm soát chất lượng sẽ giúp họ phát triển kỹ năng quan trọng cho sự nghiệp. Tiếp Cận Thực Tế và Ứng Dụng Công Nghệ: Bài tập lớn mang lại trải nghiệm thực tế, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về ứng dụng của công nghệ điện tử trong cuộc sống hàng ngày và trong các lĩnh vực công nghiệp. Xây Dựng Hồ Sơ Nghề Nghiệp: Khi hoàn thành bài tập lớn, sinh viên sẽ có sản phẩm cụ thể để thể hiện trong hồ sơ nghề nghiệp của mình, giúp họ nổi bật trong quá trình tìm kiếm việc làm. Những lợi ích này không chỉ giúp sinh viên phát triển kiến thức chuyên sâu về điện tử cơ bản mà còn chuẩn bị cho họ cho những thách thức trong lĩnh vực công nghiệp và nghiên cứu.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ CƠ BẢN GVHD: BÙI THỊ TUYẾT ĐAN SVTH: NGUYỄN ĐÌNH BÌNH AN MSSV: 22151168 HỌC KÌ: – NĂM HỌC 2023-2024 BUỔI HỌC: CHIỀU THỨ ( Tiết 78910) Cho mạch điện hình sau, tìm: a Hãy cho tra cứu thông số β, Cbc, Cbe hay fT transistor Q1 Q2 b Điểm tĩnh Q1, Q2 c Vẽ đường tải DCLL ACLL Q2 Tìm maxswing Vo2 d Vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ mạch e AV, Zi, Zo, Ai f Hãy vẽ dạng sóng ngõ ra, biết sóng vào có dạng sin80000t (mV) g Tìm tần số cắt mạch, vẽ đáp ứng tần số mạch vùng tần số thấp h Hãy mô câu b, f, g Nhận xét kết tính mô Biết transistor Q1, Q2 loại 2SC1815 1.Yêu cầu tập Trình bày giấy A4 Nội dung gồm: I trang bìa ghi rõ: Họ tên – MSSV - Bài số: II Yêu cầu tập III Bài giải IV Mô V Kết luận: so sánh kết lý thuyết mô 2.Bài giải a) Tra thơng số transistor 𝑸𝟏 𝒗à 𝑸𝟐 Vì Transistor Q1 Q2 giống 2SC1815 nên ta chọn thông số cho 2: - Chọn β = 𝑓𝑇 = 700+70 =385 - 𝑓𝑇 = 80 (MHz) - 𝐶𝑏𝑐 = (pF) -> 2𝜋re(𝐶𝑏𝑐 +𝐶𝑏𝑒 ) - Cbe1= 2𝜋re1𝑓𝑇 - Cbe2= 2𝜋re2𝑓𝑇 - 𝐶𝑏𝑐 =2,63.10-10 F - 𝐶𝑏𝑐 =4,4.10-10 F b) Điểm tĩnh Q1 , Q2 Phân tích DC: 𝑍𝐶 = *TẦNG 1: 2𝜋𝑓𝐶 (f → => ZC → ∞) VCC 10V I B= 𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝐵𝐸 𝑅𝐵1 + (𝛽+1)𝑅𝐸1 RB1 1MΩ RC1 1kΩ = 10− 0.7 1000 + (385 + 1).0,12 Q1 = 0,009(mA ) 2SC1815 IC = βIB = 385.0,009 = 3,465 (mA) ~ IE RE1 0.12kΩ VCC = ICRc1 + VCE + IERE1 => VCE =10 –3,465.(1+0,12)= 6,119 (V) Vậy điểm tĩnh Q1 (ICQ = 3,465mA; VCEQ = 6,119 V) *TẦNG VCC 10V I B= RB2 560kΩ RC2 1kΩ 𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝐵𝐸 𝑅𝐵2 + (𝛽+1)𝑅𝐸2 = 10− 0.7 560 + (385 + 1).0,12 = 0,015 (mA ) IC = βIB = 385.0,015 = 5,775 (mA) ~ IE Q2 VCC = ICRc2 + VCE + IERE2 2SC1815 RE2 0.12kΩ => VCE =10 –5,775.(1+0,12)= 3,532 (V) Vậy điểm tĩnh Q2 (ICQ = 5,775mA; VCEQ = 3,532 V) c Vẽ đường tải DCLL ACLL Q Tìm maxswing Vo2 Phương trình đường tải DCLL 𝑄2 𝐼𝐶𝑄2 = −1 𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐶𝐸𝑄2 + = −0,893𝑉𝐶𝐸𝑄2 + 8,928 (𝑚𝐴) 𝑅𝐶 + 𝑅𝐸 𝑅𝐶 + 𝑅𝐸 Phân tích AC: 𝑍𝐶 = 2𝜋𝑓𝐶 (f → ∞ => ZC → 0) Đặt 𝑅𝑎𝑐 = 𝑅𝐶 //𝑅𝐿 =0,75 (kΩ) Phương trình đường tải ACLL 𝑄2 𝑖𝑑𝜏 = 𝑉𝐶𝐸𝑄2 −1 𝑣𝑐𝑒𝜏 + 𝐼𝐶𝑄2 + = −1,333𝑣𝑐𝑒𝜏 + 10,484 (𝑚𝐴) 𝑅𝑎𝑐 𝑅𝑎𝑐 IC (mA) 10,484 ACLL 8,928 Q2 DCLL 5,775 3,532 7,865 9,998 VCE (v) Vo2maxswing=Vdsmaxswing=min(VCEQ,ICE.RAC) =min[ 3,532;4,331]=3,532 (V) Maxswing= 2Vomax =2 3,532=7,064 (V) d)sơ đồ mạch tương đương tín hiệu nhỏ e) Av , Zi , Zo , Ai 𝑟𝑒1 = 26𝑚𝑉 = 7,504 (Ω) => ℎ𝑖𝑒1 = 𝛽𝑟𝑒1 = 2889,04 (Ω) = 2,889(𝑘Ω) 𝐼𝐸𝑄 𝑟𝑒2 = 26𝑚𝑉 = 4,502 (Ω) => ℎ𝑖𝑒2 = 𝛽𝑟𝑒2 = 1733,27 (Ω) = 1,733(𝑘Ω) 𝐼𝐸𝑄 ❖ 𝑍𝑖 = 𝑅𝐵1 //ℎ𝑖𝑒1 = 2,881 (𝑘Ω) ❖ 𝑍𝑂 = 𝑅𝑐2 = (𝑘Ω) 𝑣𝑜 𝑣0 𝑣𝑜1 𝐴𝑣 = = = 𝐴𝑣1 𝐴𝑣2 𝑣𝑖 𝑣𝑖 𝑣𝑜1 𝑅𝑎𝑐1 = Rc1 //𝑅𝐵2//ℎ𝑖𝑒2 = 0,633 (𝑘Ω) 𝑅𝑎𝑐2 = 𝑅𝐶2 //𝑅𝐿 = 0,75 (𝑘Ω) 𝐴𝑣1 = 𝑣01 −𝑅𝑎𝑐1 = = −84,35 𝑣𝑖1 𝑟𝑒1 𝐴𝑣2 = 𝑣𝑜2 −𝑅𝑎𝑐2 = = −166.59 𝑣𝑖2 𝑟𝑒2 ❖ 𝐴𝑣 = 𝐴𝑣1 𝐴𝑣2 = 14051,87 𝑍 ❖ 𝐴𝑖 = 𝐴𝑣 𝑖 = 13494.48 𝑅𝐿 f) Vẽ dạng sóng ngõ ra, biết sóng vào có dạng VS=sin80000t (mV) ❖ Avs=Av 𝑍𝑖 𝑍𝑖 +𝑅𝑠 = 11973,81 ❖ Vậy dạng sóng ngõ có dạng 11973,81sin80000t (mV) ❖ Đồ thị dạng sóng ngõ V (mV) 11973,81 𝜋 80000 4,331 𝜋 160000 -3532 3𝜋 160000 t(ms) 𝜋 40000 -11973,81 g)Tần số cắt mạch , vẽ đáp ứng tần số mạch vùng tần số thấp ● Với tụ C1=1µF (hay Ci) fLC1= 2𝜋(𝑅𝑆 +𝑍𝑖 )𝐶1 = 2𝜋(0,5+2,881).1.0,001 = 47,073 (𝐻𝑧) ● Với tụ C2=2,2µF fLC2 = 2𝜋(𝑍𝑜1 +𝑍𝑖2 )𝐶2 = 2𝜋(1+1,728).2,2.0,001 = 26,519 (𝐻𝑧) 𝑍𝑖2 = 𝑅𝐵2 //ℎ𝑖𝑒2 = 1,728 (𝑘Ω) Zo1=1 𝑘Ω ● Với tụ C4=1µF( hay Co) fLC4 = 2𝜋(𝑍𝑂 +𝑅𝐿 )𝐶4 = 2𝜋(1+3).1.0,001 = 39,789(𝐻𝑧) ● Với tụ C3=47µF (hay CE1) 𝑅𝑆 //𝑅𝐵1+ℎ𝑖𝑒1 Req1= f LCE1= 𝐵 2𝜋𝐶𝐸1 𝑅𝑒𝑞1 = 412,938(𝐻𝑧) ● Với tụ C5=100µF (hay CE2) 𝑅𝑆 //𝑅𝐵2+ℎ𝑖𝑒2 Req2= f LCE2= 𝐵 2𝜋𝐶𝐸2 𝑅𝑒𝑞2 = 287,723(𝐻𝑧) ⇨ fL=max[ fLC1; fLC2; fLC4;fLCE3;fLCE5]=412,938 (Hz) 20log|AVS |=81,565 dB Đồ thị đáp ứng tần số mạch vùng tần số thấp (dB) 81,565 78,565 412,938 h Mô câu b, f ,g : b) Q1(3,386mA;6,21V) Q2(5,832mA;3,469V) f(Hz) Dạng sóng ngõ vào ( màu đỏ ), sóng ngõ ( màu xanh ) Ta thấy: - Điện áp ngõ có biên độ A=3656 (mV) - Điện áp ngõ vào có biên độ A=999.491 (µV) ⇨ Tần số cắt mạch fL=568,987 (Hz) KẾT LUẬN Chú thích H= 𝑇𝑇 𝑀𝑃 ( TT: tính tốn; MP: mơ ) • Điểm tĩnh Q1: Tính tốn ( TT) : Q1 (ICQ = 3,465mA; VCEQ = 6,119 V) Mô (MP): Q1 (ICQ=3,386mA; VCEQ=6,21V) ⮚ HI ≈ 102,33% HV≈ 98,54% ● Điểm tĩnh Q2: Tính tốn (TT): Q2 (ICQ = 5,775mA; VCEQ = 3,532 V) Mô (MP): Q2(ICQ=5,832mA; VCEQ=3,469V) ⮚ HI ≈ 99,02% HV ≈ 101,82% Nhận xét: Sai số khơng đáng kể ● Dạng sóng ngõ ra: Tính tốn (TT) Avs= 11,974 (V), Biên độ ngõ : Vo=3,532V Mô (MP) Avs =3,656 (V), Biên độ ngõ : Vo=3,656V HV ≈ 96,6% =7,064V Hình Vo=3,532V =4,464mA =5V Do sóng cực đại bị méo , thông tin B2(mất thông tin B2 B2 lọt vào vùng ngắn mạch phân cực ) nên ta có dạng sóng khác với sóng ngõ vào ( Hay tín hiệu đầu vào lớn dẫn đến đầu bị xén) VmsW Ic(mA) t O VcE (V) VCE(V) O 3,532V Ic(mA) t Tín hiệu đầu bị xén (Nếu Sóng (3) mạch bị méo tín hiệu đầu điểm Q nằm điểm tải tĩnh Q(4,464mA, 5V) hình 1) Nhận xét: Sai số không đáng kể ● Tần số cắt mạch: Tính tốn (TT): fL=412,938 (Hz) Mơ (MP): fL=568,987 (Hz) ⮚ HfL ≈72,574% Nhận xét: Trong thực tế mạch khuếch đại làm việc giới hạn tần số đó, ảnh hưởng tụ liên lạc tụ bypass(hayCE ) nên khó xét tần số fH xác 100% Nhận xét Chung: - Q1, Q2 mơ tính tốn có sai lệch Nguyên nhân thông số BJT tính tốn mơ có sai lệch định ảnh hưởng VOM lên mạch Và lúc tính tốn có làm tròn số - Bode pha biên độ ngõ có sai lệch tương tự Nguyên nhân - Trong q trình mơ nhận thấy VBE khơng xác 0,7V mà có biến đổi tuỳ theo điện trở thành phần - Các thông số Zi, Zo, Av, AVS, Ai có sai lệch tương đối mô so với tính tốn, làm trịn số DATASHEET ❖ 2SC1815