bài tập bjt và diode môn kỹ thuật điện tử

BÀI TẬP PHẦN BJT VÀ PHẦN DIODE MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Bài tập 2-1 Nếu dòng điện cực phát của BJT là 12,12 mA, tìm dòng điện cực nền. ĐS 0,12 mA 2-2 Nếu BJT có dòng điện rò (I CBO ) là 5 μA và dòng điện cực thu là 22 mA, tìm: a. α (chính xác) b. dòng điện cực phát c. α (gần đúng), khi bỏ qua I CBO ĐS (a) 0,995; (b) 22,1055 mA; (c) 0,9952 2-3 Cho họ đặc tuyến vào CB của BJT như hình 2-1. Nếu α = 0,95, tìm I C khi V BE = 0,72 V và V CB = 10V. Hình 2-1 (Bài tập 2-3) ĐS ≈ 7,6 mA 2-4 Một BJT có I CBO = 0,1 μA và I CEO = 16 μA. Tìm α. ĐS 0,99375 2-5 Một BJT NPN có họ đặc tuyến vào CE như hình 2-2 và họ đặc tuyến ra CE như hình 2-3. a. Tìm I C khi V BE = 0,7 V và V CE = 20V b. Tìm β tại điểm này (bỏ qua dòng điện rò) ĐS (a) ≈ 0,95; (b) ≈ 95 2-6 Trên mạch hình 2-4, tìm: a. I C khi V CB = 10V b. V CB khi I C = 1 mA ĐS (a) 1,515 mA; (b) 11,7 V 2-7 BJT Si trên hình 2-5 có họ đặc tuyến ra CB như hình 2-6. a. Vẽ đường tải lên họ đặc tuyến này và xác định (bằng đồ thị) V CB và I C tại điểm phân cực. Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 1/17 b. Xác định điểm phân cực mà không dùng họ đặc tuyến. ĐS (a) 19,5 mA; 4,2 V (gần đúng); (b) 20 mA; 4 V Hình 2-2 (Bài tập 2-5) Hình 2-3 (Bài tập 2-5) Hình 2-4 (Bài tập 2-6) Hình 2-5 (Bài tập 2-7) 2-8 Trên mạch hình 2-7, tìm: Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 2/17 a. V CE khi I C = 1,5 mA b. I C khi V CE = 12 V c. V CE khi I C = 0 ĐS (a) 16,95 V; (b) 2, 55 mA; (c) 24 V Hình 2-6 (Bài tập 2-7) Hình 2-7 (Bài tập 2-8) 2-9 BJT Si trên hình 2-8 có họ đặc tuyến ra CE như hình 2-9, giả sử β = 105. a. Vẽ đường tải trên họ đặc tuyến này và xác định (bằng đồ thị) V CE và I C tại điểm phân cực. b. Tìm giá trị gần đúng của I CEO của transistor. c. Tính V CE và I C tại điểm phân cực mà không sử dụng họ đặc tuyến. Hình 2-8 (Bài tập 2-9) Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 3/17 Hình 2-9 (Bài tập 2-9) ĐS (a) 42,5 mA; 3,8 V (gần đúng); (b) 1 mA (gần đúng); (c) 42 mA; 3,8 V 2-10 Tìm giá trị của R B trong mạch hình 2-10 làm cho transistor Si bão hòa. Giả sử rằng β = 100 và V CES = 0,3 V. ĐS 209,86 KΩ Hình 2-10 (Bài tập 2-10) 2-11 Ngõ vào mạch hình 2-11 là một xung 0 – E (V). Nếu BJT Si có β = 120; V CES = 0, tìm giá trị của E để BJT hoạt động ở chế độ khóa (lớp D). Hình 2-11 (Bài tập 2-11) ĐS ≥ 10 V 2-12 Tìm giá trị tĩnh của I C và V CE trong mạch ở hình 2-12. Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 4/17 Hình 2-12 (Bài tập 2-12) ĐS 1,98 mA; 10,05 V 2-13 Giá trị của I C trong mạch hình 2-12 sẽ bằng bao nhiêu nếu β thay đổi từ 120 thành 300. Phần trăm thay đổi của I C là bao nhiêu? ĐS 2 mA; 1,01% 2.14 a. Tìm giá trị độ lợi áp toàn phần (v L / v S ) của tầng khuếch đại ở hình 2-13 b. Độ lợi này sẽ thay đổi bao nhiêu phần trăm nếu giá trị tĩnh của dòng điện tăng 10%. Hình 2-13 (Bài tập 2-14) ĐS (a) -183,8; (b) 9,8% 2.15 a. Tìm điện áp hiệu dụng (rms) trên tải v L ở mạch hình 2-14. b. Làm lại câu a nếu bỏ đi tụ thoát C E . Hình 2-14 (Bài tập 2-15) ĐS (a) 1,12 V rms; (b) 18,25 mV rms 2.16 BJT ở mạch hình 2-15 có họ đặc tuyến ra CE như hình 2-16. a. Vẽ đường tải DC và đường tải AC lên họ đặc tuyến ra. Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 5/17 b. Xác định độ lợi áp của mạch nếu nguồn áp vào 24 mV p-p làm cho dòng điện cực nền thay đổi 20 μA Hình 2-15 (Bài tập 2-16) Hình 2-16 (Bài tập 2-16) ĐS (b) -58,3 2.17 BJT Si trong tầng khuấch đại trên mạch hình 2-17 có α = 0,99 và điện trở cực C là r c = 2,5 MΩ. Tìm: a. Điện trở vào của tầng khuếch đại. b. Điện trở ra của tầng khuếch đại. c. Độ lợi áp của tầng khuếch đại. d. Độ lợi dòng của tầng khuếch đại. Hình 2-17 (Bài tập 2-17) ĐS (a) 23,06 Ω; (b) 19 KΩ; (c) 433,65; (d) 0,99 Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 6/17 2.18 Tìm độ lợi áp của mạch khuếch đại ở hình 2-18, biết transistor là loại Ge. Hình 2-18 (Bài tập 2-18) ĐS 195,27 2.19 Tìm điện áp hiệu dụng (rms) trên tải v L ở mạch khuếch đại hình 2-19 khi R L có giá trị là: a. 1 KΩ b. 10 KΩ c. 100 KΩ Cho biết β = 100. Hình 2-19 (Bài tập 2-19) ĐS (a) 0,59 V rms; (b) 1,91 V rms; (c) 2,46 V rms 2.20 a. Cho mạch khuếch đại ở hình 2-20, tìm giá trị của R B để ngõ ra dao động p-p tối đa. b. Giá trị p-p tối đa của v S là bao nhiêu với R B tìm được ở câu a. Hình 2-20 (Bài tập 2-20) ĐS (a) 601,7 KΩ; (b) 58,08 mV p-p 2.21 Cho mạch khuếch đại ở hình 2-21, tìm: a. Điện trở vào của tầng khuếch đại. b. Điện trở ra của tầng khuếch đại. c. Độ lợi áp của tầng khuếch đại. d. Độ lợi áp toàn phần của tầng khuếch đại. Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 7/17 Hinh 2-21 (Bài tập 2-21) ĐS 2.22 Tìm điện áp ra ở mạch hình 2-22. Hình 2-22 (Bài tập 2-22) ĐS 2.23 Tìm hỗ dẫn của transistor trên mạch hình 2-23 ở nhiệt độ phòng, khi: a. R B = 330 KΩ và β = 50 b. R B = 330 KΩ và β = 150 c. R B = 220 KΩ và β = 50 Hinh 2-23 (Bài tập 2-23) 2.24 Vẽ sơ đồ mạch tương đương về AC của mạch khuếch đại ở hình 2-24 sử dụng mô hình hỗ dẫn của transistor,biết rằng β = 100 Hình 2-24 (Bài tập 2-24) ĐS βr e = 1,08 KΩ; g m = 92,47 mS Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 8/17 II. BÀI TẬP PHẦN DIODE Quan hệ giữa dòng điện và điện áp )1( / −= T VV S eII η với: I S : dòng điện (ngược) bão hòa V T : điện thế nhiệt η: hệ số thực tế, có giá trị từ 1 đến 2 Hình 1-1 Đặc tuyến diode phân cực thuận Điện trở AC (điện trở động) I mV I V r D 25 = ∆ ∆ = Ngoài r D , còn tồn tại điện trở tiếp xúc (bulk) r B ,thường có trị số rất nhỏ và được bỏ qua. Điện trở DC I V R D = Phân tích mạch DC có diode Ta có thể thay thế diode trong mạch bởi một nguồn áp 0,7V (nếu là diode Si) hoặc 0,3V (nếu là diode Ge) bất cứ khi nào mà diode có dòng phân cực thuận phía trên điểm knee. Hình 1-2 Diode phân cực thuận (a) có thể thay thế bởi một nguồn áp (b) Vì vậy, để phân tích điện áp và dòng diện DC trong mạch có chứa diode, ta có thể thay thế đặc tuyến V-A như hình 1-3. Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 9/17 Hình 1-3 Đặc tuyến lý tưởng hóa Ví dụ 1-1 Giả sử rằng diode Si trên hình 1-4 đòi hỏi dòng tối thiểu là 1 mA để nằm trên điểm knee. Hình 1-4 (Ví dụ 1-1) 1. Trị số R là bao nhiêu để dòng trong mạch là 5 mA? 2. Với trị số R tính ở câu (1), giá trị tối thiểu của E là bao nhiêu để duy trì diode ở trên điểm knee? Giải 1. Trị số của R Ω= − = − = 860 5 7,057,0 mA VV I VE R 2. Giá trị tối thiểu của E mA R VE I 1 7,0 ≥ − = VVmAE 56,17,01860 =+×Ω≥ Phân tích mạch diode với tín hiệu nhỏ Một cách tổng quát, các linh kiện thể xem xét hoạt động ở hai dạng: tín hiệu nhỏ vá tín hiệu lớn. Trong các ứng dụng tín hiệu nhỏ, điện áp và dòng điện trên linh kiện một tầm rất giới hạn trên đặc tuyến V-A. Nói cách khác, đại lượng ΔV và ΔI rất nhỏ so với tầm điện áp và dòng điện mà linh kiện hoạt động. Ví dụ 1-2 Giả sử rằng diode Si trên hình 1-5 được phân cực phía trên điểm knee và có r B là 0,1Ω, hãy xác định dòng điện và điện áp trên diode. Vẽ đồ thị dòng điện theo thời gian. Hình 1-5 (Ví dụ 1-2) Giải Ngắn mạch nguồn AC, xác định dòng DC: mA V I 63,19 270 )7,06( = Ω − = Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 10/17 . BÀI TẬP PHẦN BJT VÀ PHẦN DIODE MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Bài tập 2-1 Nếu dòng điện cực phát của BJT là 12,12 mA, tìm dòng điện cực nền. ĐS 0,12 mA 2-2 Nếu BJT có dòng điện rò (I CBO ) là 5 μA và. (b) 20 mA; 4 V Hình 2-2 (Bài tập 2-5) Hình 2-3 (Bài tập 2-5) Hình 2-4 (Bài tập 2-6) Hình 2-5 (Bài tập 2-7) 2-8 Trên mạch hình 2-7, tìm: Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 2/17 a. V CE . rằng β = 100 Hình 2-24 (Bài tập 2-24) ĐS βr e = 1,08 KΩ; g m = 92,47 mS Bài tập Kỹ Thuật Điện Tử - Phần BJT – Trang 8/17 II. BÀI TẬP PHẦN DIODE Quan hệ giữa dòng điện và điện áp )1( / −= T VV S eII η với: