Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 41 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
41
Dung lượng
458,87 KB
Nội dung
Bài tập mạch điện tử Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 1 MỘT SỐ BÀI TẬP MẪU CHO QUYỂN “Giáo trình mạch điện tử I” Chương I: DIODE BÁN DẪN. I. Diode bán dẫn thông thường: 1) Vẽ dạng sóng chỉnh lưu: (Bài 1-1 trang 29) Công thức tổng quát tính V L : L Li DS L R RR V V V + − = V D = 0,7V (Si) và V D = 0,2V (Ge) a- Vẽ V L (t) với V S (t) dạng sóng vuông có biên độ 10 và 1V Kết quả với giả thiết: R i = 1Ω, R L = 9Ω, V D = 0,7V. Vì Diode chỉnh lưu chỉ dẫn điện theo một chiều nên: ∗ Trong 0T 2 1 > , Diode dẫn → i D ≠ 0 → i L ≠ 0 → V L ≠ 0. V37,89 9 1 7 , 0 10 V 1L = + − = và V27,09 9 1 7 , 0 1 V 2L = + − = ∗ Trong 0T 2 1 < , Diode tắt → i D = 0 → i L = 0 → V L = 0. i L i D R L R i V L V s + - - + V D 10 - 10 0 1 - - + + V S 2 3 4 t(ms) 1 - 1 0 1 - - + + V S 2 3 4 t(ms) 8,37 0 1 V L1 2 3 4 t(ms) 0,27 0 1 V L2 2 3 4 t(ms) Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 2 b- Vẽ V L (t) với V S (t) dạng sóng sin có biên độ 10 và 1V. ∗ Khi V S = 10sinω o t nghóa là V Sm = 10V >> V D =0,7V ta có: 99 91 10 R RR V V L Li Sm 1L = + ≈ + ≈ t sin 9 V 01L ω ≈ (Ta giải thích theo 0T 2 1 > và 0T 2 1 < ) ∗ Khi V S = 1sinω 0 t nghóa là V Sm = 1V so sánh được với 0,7V: + V S > 0,7V, Diode dẫn, i D ≠ 0, i L ≠ 0, V L ≠ 0. 6,0tsin9,09 9 1 7 , 0 t sin 1 V 0 0 2L −ω= + − ω = Tại sinω 0 t = 1, |V L2 | = 0,27V. + V S < 0,7V, Diode tắt, i D = 0, i L = 0, V L = 0. Với dạng sóng tam giác ta có kết quả tương tự như sóng sin. 2) Bài 1-3: Để có các kết quả rõ ràng ta cho thêm các giá trò điện trở: R 1 = 1KΩ, R b = 10KΩ, R L = 9KΩ. a- Vẽ V L (t) với dạng sóng vuông có biên độ 10V và 1 V. ∗ 0T 2 1 > , Diode dẫn, R thD ≈ 0, dòng i L chảy qua R i , D, R L nên ta có: V37,810.9. 10.910 7 , 0 10 R RR V V V 3 33 L Li DS 1L = + − = + − = V27,010.9. 10.910 7 , 0 1 R RR V V V 3 33 L Li DS 2L = + − = + − = i L R L 9K R i =1K V L V s + - - + V D R b =10K 10 0 - 10 9 - - + + 1 2 3 4 t(ms) V S V L1 0 1 2 3 4 t(ms) 1 0 - 1 1 2 3 4 t(ms) V S V L2 0 1 2 3 4 t(ms) 0,7 0,27 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 3 ∗ 0T 2 1 < , Diode tắt, R ng = ∞, dòng i L chảy qua R i , R b , R L nên ta có. V5,410.9. 10.91010 10 R RRR V V 3 343 L Lbi S 1L = ++ = ++ = V45,010.9. 10.91010 1 R RRR V V 3 343 L Lbi S 1L = ++ = ++ = b- Vẽ V L (t) với dạng sóng sin có biên độ 10V và 1 V. ∗ Để đơn giản khi V Sm = 10V (>>V D = 0,7V) ta bỏ qua V D . Khi đó: + 0T 2 1 > , Diode dẫn, R thD ≈ 0, dòng i L chảy qua R i , D, R L nên ta có: )V(tsin910.9. 10.910 tsin10 R RR V V 0 3 33 0 L Li S 1L ω= + ω = + = + 0T 2 1 < , Diode tắt, R ng = ∞, dòng i L chảy qua R i , R b , R L nên ta có. )V(tsin5,410.9. 10.91010 t sin 10 R RRR V V 0 3 343 0 L Lbi S 1L ω= ++ ω = ++ = ∗ Khi V S = 1sinω 0 t so sánh được với V D ta sẽ có: + 0T 2 1 > , khi V Sm ≥ 0,7, Diode dẫn, R thD ≈ 0, dòng i L chảy qua R i , D, R L nên ta có: )V(63,0tsin9,010.9. 10.910 7,0tsin1 R RR 7,0tsin1 V 0 3 33 0 L Li 0 2L −ω= + −ω = + −ω = Tại 2 t 0 π =ω , sinω 0 t = 1, ta có V L2m = 0,9 - 0,63 = 0,27V + 0T 2 1 > , khi V Sm < 0,7, Diode tắt, R ngD = ∞, dòng i L chảy qua R i , R b , R L nên ta có: 10 - 10 0 1 - - + + V S 2 3 4 t(ms) 1 - 1 0 1 - - + + V S 2 3 4 t(ms) 8,37 0 1 V L1 2 3 4 t(ms) 0,27 0 1 V L2 2 3 4 t(ms) - 4,5 - 0,45 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 4 tsin315,010.9. 10.91010 tsin7,0 R RRR tsin7,0 V 0 3 343 0 L Lbi 0 2L ω= ++ ω = ++ ω = + 0T 2 1 < , Diode tắt, R ng = ∞, dòng i L chảy qua R i , R b , R L nên ta có. tsin45,010.9. 10.91010 tsin1 R RRR tsin1 V 0 3 343 0 L Lbi 0 2L ω= ++ ω = ++ ω = 2) Dạng mạch Thevenin áp dụng nguyên lý chồng chập: Bài 1-20 với V i (t) = 10sinω 0 t a- Vẽ mạch Thevenin: Áp dụng nguyên lý xếp chồng đối với hai nguồn điện áp V DC và V i : ∗ Khi chỉ có V DC , còn V i = 0 thì điện áp giữa hai điểm A-K: V3 10.5,110 10.5,1 5 rR r VV 33 3 ii i DCAK = + = + = ∗ Khi chỉ có V i , còn V DC = 0 thì điện áp giữa hai điểm A-K là: )V(tsin4 10.5,110 10 tsin.10 rR R VV 0 33 3 0 ii i iAK ω= + ω= + = V L + - V i + - i D R L 1,4K R i =1K V DC =5v K A r i =1,5K R T i d V T K A R L R i //r i i L V T K A 10 0 - 10 9 - - + + t(ms) V S V L1 t(ms) 1 0 - 1 t(ms) V S V L2 t(ms) 0,7 0,315 + + - - - 4,5 - 4,5 0,585 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 5 ∗ Vậy khi tác động đồng thời cả V DC và V i thì sức điện động tương đương Thevenin giữa hai điểm A-K là: )V(tsin43 rR R V rR r VV 0 ii i i ii i DCT ω+= + + + = ∗ Điện trở tương đương Thevenin chính là điện trở tương đương của phần mạch khi Diode hở mạch là: Ω=+ + =+ + = K210.4,1 10.5,110 10.5,1.10 R rR r.R R 3 33 33 L ii ii T b- Vẽ đường tải DC khi 2 , 3 , 2 , 3 ,0t 0 π − π − π π =ω . ∗ Tại V 3 V 0 t T0 = ⇒ = ω ∗ Tại )V(46,6 2 3 43V 3 t T0 =+= ⇒ π =ω ∗ Tại )V(71.43V 2 t T0 =+=⇒ π =ω ∗ Tại )V(46,0 2 3 43V 3 t T0 −=−= ⇒ π −=ω ∗ Tại )V(11.43V 2 t T0 −=−=⇒ π −=ω Theo đònh luật Ohm cho toàn mạch ta có. T T D TT DT R V V. R 1 R V V i +−= − = ∗ Tại )mA(15,1 10 . 2 3 7,0. 10 . 2 1 i0t 33 0 =+−=⇒=ω ∗ Tại )mA(88,2 10 . 2 46 , 6 7,0. 10 . 2 1 i 3 t 33 0 =+−=⇒ π =ω i D (mA) 3,15 2,88 1,15 3 6,46 7 - 1 V T t Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 6 ∗ Tại )mA(15,3 10 . 2 7 7,0. 10 . 2 1 i 2 t 33 0 =+−=⇒ π =ω ∗ Tại )mA(58,0 10 . 2 46 , 0 7,0. 10 . 2 1 i 3 t 33 0 −=−−=⇒ π −=ω ∗ Tại )mA(85,0 10 . 2 1 7,0. 10 . 2 1 i 2 t 33 0 −=−−=⇒ π −=ω c- Vẽ ( ) ( ) )V(tsin8,21,2tsin437,0V7,0 10.2 V 10.4,1 Rr//R V R R V .Ri.R)t(V 00T 3 T 3 Lii T L T T LDLL ω+=ω+== = + === II. Diode Zenner: 1) Dạng dòng I L = const (bài 1-40); 200mA ≤ I Z ≤ 2A, r Z = 0 a- Tìm R i để V L = 18V = const. I min = I Zmin + I L = 0,2 + 1 = 1,2 A. I max = I Zmax + I L = 1 + 2 = 3 A. Mặt khác ta có: V imin = 22V = I Zmin .R i + V Z . Suy ra: Ω== − = − = 3,3 2,1 4 2,1 18 22 I V V R minZ Zmini i V imax = 28V = I Zmax R i + V Z Suy ra Ω== − = − = 3,3 3 10 3 18 28 I V V R maxZ Zmaxi i Vậy R i = 3,3Ω. b- Tìm công suất tiêu thụ lớn nhất của Diode Zenner: P Zmzx = I Zmax .V Z = 2.18 = 36W. V L 0 - 0,7 2,1 4,9V t R L =18 Ω V Z =18v 22v<V DC <28v R i I Z V L I L Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 7 2) Dạng dòng I L ≠ const: (bài 1-41), 10mA ≤ I L ≤ 85mA. I Zmin = 15mA. a- Tính giá trò lớn nhất của R i maxLminZ Zi i minLmaxZ Zi II V V R II V V + − ≤≤ + − ∗ Khi V DC = 13V ta có Ω= + − ≤ 30 085,0015,0 10 13 R maxi ∗ Khi V DC = 16V ta có Ω= + − ≤ 60 085,0015,0 10 16 R maxi Vậy ta lấy R imax = 30Ω. b- Tìm công suất tiêu thụ lớn nhất của Diode Zenner. P Zmax = I Zmax .V Z . Mặt khác: V imax = I Zmax R i + V Z ⇒ mA200 30 10 16 R V V I i Zmaxi max = − = − = ⇒ mA 190 19 , 0 01 , 0 2 , 0 I I I minLmaxmaxz = = − = − = ⇒ W 9 , 1 10 19 , 0 P maxz = × = 3) Dạng I Z ≠ const; I L ≠ const (Bài 1-42) 30 ≤ I L ≤ 50mA, I Zmin = 10mA. r Z = 10Ω khi I Z = 30mA; P zmax =800mW. a- Tìm R i để Diode ổn đònh liên tục: mA80 10 8 , 0 V P I Z maxZ maxZ === Vậy 10mA ≤ I Z ≤ 80mA Ta có: I min = I Zmin + I Lmax = 60mA I max = I Zmax + I Lmin = 110mA R L V Z =10v 20v<V DC <25v R i 10Ω I Z V L I L R L V Z =10v 13v<V DC <16v R i I Z V L I R I L Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 8 Mặt khác: V imin = I min .R i + V Z = 20V ⇒ Ω= − = 7,166 06,0 10 20 R maxi V imax = I max .R i + V Z = 25V ⇒ Ω= − = 36,136 11,0 10 25 R mini Suy ra: 136,4Ω ≤ R i ≤ 166,7Ω Vậy ta chọn R i =150Ω b- Vẽ đặc tuyến tải: Ta có: V Z + I Z R i = V DC – I L R i ∗ Với V DC = 20V ta có: ==×− ==×− =+ mA50IkhiV5,1215005,020 mA30IkhiV5,1515003,020 150IV L L ZZ ∗ Với DC = 25V ta có: ==×− ==×− =+ mA50IkhiV5,1715005,025 mA30IkhiV5,2015003,025 150IV L L ZZ Tương ứng ta tính được các dòng I Z: mA7,36 150 10 5 , 15 I 1Z = − = ; mA7,16 150 10 5 , 12 I 2Z = − = mA70 150 10 5 , 20 I 3Z = − = ; mA50 150 10 5 , 17 I 4Z = − = ; I Z (mA) V Z 36,7 50 30 80 70 10 20,5 17,5 15,5 V Z =10V 0 r Z =10 Ω 16,7 12,5 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 9 Chương II: TRANSISTOR HAI LỚP TIẾP GIÁP I. Bộ khuếch đại R-C không có C C và không có C E (E.C). 1) Bài 2-10: 20 ≤ β ≤ 60, suy ra I CQ không thay đổi quá 10%. ∗ Phương trình tải một chiều: V CC = V CEQ + I CQ (R C + R E ). mA8 1010.5,1 525 RR V V I 33 EC CEQCC CQ = + − = + − = ⇒ Nếu coi đây là dòng điện ban đầu khi β = 60 sao cho sau một thời gian β chỉ còn β = 20 thì yêu cầu I CQ ≥ 7,2mA. ∗ Ta giải bài toán bài toán một cách tổng quát coi β 1 = 20; β 2 = 60. E22bbE11b R 10 1 RRR 10 1 R β=≤≤β= Ω==≤≤Ω== K610.60. 10 1 RRK210.20. 10 1 R 3 2bb 3 1b Vậy 2KΩ ≤ R b ≤ 6KΩ ∗ Mặt khác β + − = b E BB CQ R R 7 , 0 V I , nếu coi V BB ≈ const thì ta có: 9,0 R R R R I I 1 b E 2 b E 2CQ 1CQ ≥ β + β + = (1) ∗ Có thể tính trực tiếp từ bất phương trình (1): β + β −≥ ⇒ β +≥ β + 12 bE 1 b E 2 b E 9,01 RR1,0 R R9,0 R R Ω== +− = β + β − ≤⇒ − K53,3 10.3,28 100 20 9,0 60 1 10.1,0 9,01 R1,0 R 3 3 12 E b V CEQ = 5V + - +25V R 2 R 1 R C =1,5K R E =1K [...]... 11,45mA R AC 2.10 3 Một số bài tập mẫu 16 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I iC = 0 suy ra VCEQ max = VCEQ + R AC I CQ = 18,7 + 2.10 3 2,1.10 −3 = 22,9V * Với bài toán trên nếu chưa biết R1 và R2 ta có thể thiết kế để dòng điện ra lớn nhất: RDC = RC + RE = 103 + 2.103 = 3KΩ VCC 25 Ta có: I CQTƯ = = = 5mA 3 R DC + R AC 3.10 + 2.10 3 VCEQTƯ = ICQTƯ.RAC = 10V 2) Bài 2-24: Mạch được đònh dòng Emitter... = 2,9V IV Bộ KĐ R.C mắc theo kiểu C.C 1) Bài 2-22: Mạch có thiên áp Base * Đây là dạng bài điểm Q bất kỳ vì đã biết R1, R2 Rb = R1R2 R1 + R2 = 5.103.20.103 = 4KΩ 5.103 + 20.103 R1 5.10 3 VCC = 25 = 5V R1 + R 2 5.10 3 + 20.10 3 V − 0,7 5 − 0,7 = BB = = 2,1mA Rb 4.10 3 3 RE + 2.10 + β 60 VBB = I CQ Một số bài tập mẫu 15 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Vcc=25V RC=1K R2 20K β=60 CC→ ∞ R1 5K... Một số bài tập mẫu R AC = 214 mA 17 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I iC(mA) 214 VCC + VEE = 133 RC + RE ICQ = 93 0 ∗ 1 ACLL − 50 Q 1 DCLL − 150 VCEQ 10,675 = 6,05 20 VCE(V) Nếu bài này được tính ở chế độ tối ưu thì: RDC = RC + RE = 150Ω RERL R AC = = 50Ω khi đó RE + RL VCC 20 I CQTƯ = = = 0,1A = 100 mA R AC + R DC 150 + 50 VCEQTƯ = ICQTƯ.RAC = 5V Một số bài tập mẫu... i ≈ 10 // [7,53 + 5] ≈ 12,37Ω h fe (3) h ie = 1,4 h fe (2) Z i = R b // [h ie + h fe (R E // R L )] = R 'b = 33,3KΩ Một số bài tập mẫu 24 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Chương VI: MẠCH TRANSISTOR GHÉP LIÊN TẦNG I Transistor ghép Cascading: 1) E.C – C.E Bài 6-1: Điểm Q bất kỳ, 2 tầng hoàn toàn độc lập với nhau a - Chế độ DC R R 3.10 3.7.10 3 1 R b1 = 11 21 = = 2,1KΩ > R b = h fe... 3 hib2 RE 1KΩ Zo Zi = Rb//hie1 = 10 //309 = 236Ω R // R b 2 3 3 Z o = R E // h ib 2 + C1 = 10 // [5,22 + 3,85] = 10 // 9,07 ≈ 9Ω h fe 2 Một số bài tập mẫu 28 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I 3) Dạng bài hỗn hợp E.C – C.C: Bài 6-4 iC1 ib1 ii Ri 100K Rb1 1K hie1 1K 100ib1 iC2 ib2 hie2 1K RC1 1K Rb2 1K hfe2RE2 5050 ib3 hie3 1K 100ib2 RC2 1K hfe3RE3 5050 Vo2 V01 V = − 02 ii ii V01... (3) (4) RE6 Zo Zi = Rb1//[2hie1 + Rb2] ≈ 6,15KΩ R 3h Z o = R E 6 // C 2 + 3ie 4 = 10 // (0,382 ) ≈ 0,37Ω 3 h fe h fe Một số bài tập mẫu VL 33 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Chương VII: MẠCH KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP I Hồi tiếp áp, sai lệch dòng 1) Bài 7-4 +VCC RC1 2K RC2 2K T1 RE21 1K ii Rf 10K iL RL VL 100 RE22 1K V1 T=? h = 1KΩ GT ie ; KL A = i L = ? h fe = 40 i ii... = 100.100 = 1KΩ 10 10 1 10 3 10 3 R1 = R b = = ≈ 1,47KΩ VBB 3,2 0,68 1− 1− 10 VCC Một số bài tập mẫu 13 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông R2 = Rb Mạch Điện Tử I VCC 10 = 10 3 = 3125Ω ≈ 3,1KΩ VBB 3,2 Để vẽ ACLL, rất đơn giản ta chỉ cần xác đònh: iCmax = 2ICQTƯ và VCemax = 2VCEQTƯ III Bộ KĐ R-C có CC và CE (E.C) 1) Bài 2-20: Điểm Q tối ưu RDC = RC + RE = 900 + 100 =1KΩ RCR L 900.900 R AC = = = 450Ω R C... 1,5K RL=1,5K 1,2K Zi Một số bài tập mẫu Zo 19 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I iL iL ib = ii ib ii (1) Ai = RC i L iL iC 1,5.10 3 = =− h fe = − 100 = −50 ib iC ib RC + RL 1,5.10 3 + 1,5.10 3 ib R i // R b 1,2.10 3 = = = 0,61 i i (R i // R b ) + h ie 1,2.10 3 + 760 Thay vào (1) ta có: Ai = -50.0,61 = -30,6 Zi = Ri//Rb//hie = 1200//760 = 465Ω Zo = RC = 1,5KΩ 2) Bài 4-11: Q bất kỳ và hfe thay... số bài tập mẫu 20 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I b- Chế độ AC: i i i RC Rb Ai = L = L b = − h fe ii ib ii RC + RL R b + h ie 100 100 A i1 = − 50 = −20,66 100 + 100 100 + 21 100 100 A i2 = − 150 = −49,1 100 + 100 100 + 52,5 Zi = Rb//hie suy ra Zi1 = 100//21 = 17,36Ω Zi2 = 100//52,5 = 34,43Ω Vậy 20,66 ≤ Ai ≤ 49,18 17,36Ω ≤ Zi ≤ 34,43Ω iC Rb 100Ω ii ib hie hfeib RC 100Ω iL RL = 100Ω 3) Bài. .. R b // [h ie + h fe R E ] ≈ 10 4 // 10 5 = 9,1KΩ II Sơ đồ mắc B.C: Bài 4-21, hoe = 10 4 1) Chế độ DC: ri=50Ω Vi RL=10K R2 + - R1 h fb = h ie 1 25.10 −3 = 1,4.10 = 32Ω 1 + h fe 11 10 −3 h ob = VCC h fe 10 = = 0,91 1 + h fe 11 h ib = Cb→ ∞ h oe 10 −4 = = 10 −5 1 + h fe 11 Một số bài tập mẫu 22 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I 2) Chế độ AC: Ri 50Ω Vi AV = ie hib 32Ω + - iC hfbie 0,91ib iL . Bài tập mạch điện tử Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 1 MỘT SỐ BÀI TẬP MẪU CHO QUYỂN “Giáo trình mạch điện tử I” Chương I: DIODE. - - 4,5 - 4,5 0,585 Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 5 ∗ Vậy khi tác động đồng thời cả V DC và V i thì sức điện động tương đương Thevenin giữa. 22v<V DC <28v R i I Z V L I L Khoa Điện - Điện tử Viễn thông Mạch Điện Tử I Một số bài tập mẫu 7 2) Dạng dòng I L ≠ const: (bài 1-41), 10mA ≤ I L ≤ 85mA. I Zmin = 15mA.