Bài tập ôn thi môn dụng cụ bán dẫn

ĐHBK TpHCM–Khoa ĐĐT–BMĐT GVPT: Hồ Trung Mỹ Bài tập ôn thi mơn Dụng cụ bán dẫn – AY1112-S1 (Ngồi tập chương BJT, JFET MOSFET, SV làm thêm BT sau) Với trường hợp sau BJT hoạt động miền nào? a) NPN: VCB = 0.7V, VCE = 0.2V d) PNP: VEB = 0.6V, VCE = –4V b) NPN: VBE = 0.7V, VCE = 0.3V e) PNP: VCB = –0.6V, VCE = –5.4V c) NPN: VCB = 1.4V, VCE = 2.1V f) PNP: VCB = 0.9V, VCE=0.4V Với hình cho trước VCC = 12V BJT có  = 100, tìm RB RC BJT miền tích cực thuận có điểm hoạt động DC (điểm tĩnh Q) ICQ = 3mA VCEQ = 6V Giả sử giữ RB với giá trị vừa tìm được, tìm giá trị RC để mạch miền tích cực thuận Hình Hình Hình Hình Với hình 2, tìm RB, RC RE BJT miền tích cực thuận có điểm hoạt động DC (điểm tĩnh Q) ICQ = mA VCEQ = 4V Biết VCC = 12V, VE = 4V BJT có  = 100 Với hình 3, tìm RB RC BJT miền tích cực thuận có điểm hoạt động DC (điểm tĩnh Q) ICQ = mA VCEQ = 4V Biết VCC = 10V BJT có  = 100 Với hình 4, tìm giá trị RC RE BJT chế độ tích cực thuận (biết β=100) với IC = 2mA VC = 4.3 V Hãy tìm điểm làm việc DC (ICQ VCEQ) BJT mạch sau cho biết chế độ Giả sử BJT có β = 50 biết BJT chế độ tích cực thuận có |VBE| = 0.7 V Hình Xét BJT loại NPN chế độ tích cực thuận a) Hãy xác định IE,   cho BJT có IB = µA IC =0.62 mA b) Hãy xác định IB, IC,  cho BJT có IE = 1.2 mA  =0.9915 Hãy xác định miền làm việc BJT loại NPN có  = 100 cho trường hợp sau: a) IB = 50 µA IC = mA b) IB = 50 µA VCE = V c) VBE = –2 V VCE = –1 V DCBD–BTOT–AY1112-S1–trang 1/6 Hãy tìm hiệu suất phát e, hệ số vận chuyển miền B  BJT NPN với tham số sau: NDE = 1x1017cm–3, NAB = 1x1015cm–3, Dn = Dp, WB = 120nm, Lp= Ln = 2µm (a) (b) Hình Hình Hình 10 Cho mạch hình với BJT có  =100, người ta muốn LED tắt VI = 0V LED sáng với ILED = 20mA VLED = V VI=5V Hãy tính giá trị linh kiện RB1 R1 LED sáng với BJT chế độ bão hòa 11 Cho mạch hình với BJT có  =100, xác định VI để có VCEQ = 6V 12 Cho mạch hình 8.(a) với BJT có IS = x 10–16A  >> (để có IE  IC), tìm VX trường hợp: a) khơng dùng xấp xỉ VBE ; b) dùng xấp xỉ VBE =0.7V 13 Cho mạch hình 8.(b) với BJT có IS = x 10–17A , tìm VX trường hợp: a) VA = ; b) VA =5V Hình Hình 10 14 Cho mạch hình với VCC = 5V, RE = 600, RC = 5.6K, R1 = 250K, R2 = 75K,  = 120 VA = Các tụ CC CE đóng vai trò ghép bypass tín hiệu AC, nghĩa vẽ mơ hình tín hiệu nhỏ ta nốt tắt chúng phân tích DC hở mạch chúng a) Tính điểm tĩnh Q BJT (ICQ VCEQ) b) Tính tham số h mơ hình tín hiệu nhỏ c) Tính hỗ dẫn gm độ lợi áp AC AV = Vout/Vin d) Điện trở vào nhìn cực BJT 15 Mạch gương dòng điện hình 10 với VCC = VEE = 6V BJT có VBEQ = 0.7V, VA= ,  = 100 Giả sử BJT có đặc tính a) Muốn có dòng điện chuẩn IR = 1mA R = ? b) Nếu IR = mA điện trở tải RL phải thỏa điều kiện đễ mạch nguồn dòng? c) Muốn có dòng IOUT có sai số so với IR không vượt 4% (nghĩa (IR–IOUT)/IR  4%)  BJT phải thỏa điều kiện gì? d) Trường hợp BJT khơng có đặc tính IOUT = ? Nếu IR = 1mA diện tích miền phát Q2 gấp lần diện tích miền phát Q1 DCBD–BTOT–AY1112-S1–trang 2/6 16 N-JFET có IDSS = 10mA VTH = –4V Hãy cho biết miền hoạt động JFET người ta đo điện D, G S so với đất trường hợp sau: a) VD = 5V, VG = 3.5V, VS = 4V b) VD = 4V, VG = 1V, VS = 5V c) VD = 5.5V, VG = 1V, VS = 5V 17 P-JFET có IDSS = 10mA VTH = 4V Hãy cho biết miền hoạt động JFET người ta đo điện D, G S so với đất trường hợp sau: a) VD = –4V, VG = 3V, VS = 2V b) VD = –4V, VG = 2V, VS = 1V c) VD = –5V, VG = 1V, VS = –2V 18 N-JFET có VTH = –4 V, IDSS = 10 mA VA = ∞ a) Với VGS = –2 V, tìm VDS tối thiểu để dụng cụ hoạt động miền bão hòa Tính ID với VGS = –2 V VDS = V b) Cho VDS = V, tìm thay đổi ID tương ứng với thay đổi VGS từ –2 đến –1.6V c) Với VDS nhỏ, tính giá trị rds VGS = V VGS = –3 V d) Nếu VA = 100 V, tìm điện trở ro JFET hoạt động miền bão hòa với dòng điện ID mA, 2.5 mA, 10 mA Hình 11 Hình 12 Hình 13 Hình 14 19 JFET mạch hình 11 có VTH = –3 V, IDSS = mA, VA = ∞ V Hãy tìm tất giá trị điện trở để VG = 5V, ID = mA, VD = 11V Giả sử chọn dòng 0.05 mA chạy qua mạch chia áp VDD = 15V 20 Mạch hình 12 có VTH = –5 V IDSS = 10 mA a) Nếu RD = K, tìm giá trị VDD JFET chế độ bão hòa? b) Nếu RD = K, tìm giá trị VDD JFET chế độ triode? c) Nếu VDD =12V, tìm giá trị RD JFET chế độ bão hòa? d) Nếu VDD=12V, tìm giá trị RD JFET chế độ triode? 21 JFET hình 13 có IDSS = 1mA VTH = –4V Cho trước VDD = VSS = 5V RD= 0, tìm ID VS với: a) IQ = 0.5mA; b) IQ = 2mA 22 JFET hình 14 có IDSS = 0.25 mA VTH = –2V Biết VDD = VSS = 6V, tìm điểm tĩnh Q cho JFET b) RD = RS = 10 K; c) RD = 22 K RS = 100 K với: a) RD = RS = 100 K; 23 Với mạch hình 14, JFET có tham số VTH= –3.5 V, IDSS = 18 mA, VA = ∞ V Cho trước VDD = VSS = 15V, IQ = 8mA RD= 0.8K, tìm VDS 24 Với mạch hình 14, JFET có tham số VTH = –3 V, IDSS = 10 mA, VA = ∞ V Cho trước VDD = 12V VSS = 0, ta muốn mạch hoạt động nguồn dòng mA phải chọn RS = ? Khi có u cầu với RD? 25 Với mạch hình 11 có R1=150K, R2=50K, RD=RS=2K, IDSS =4mA, VTH = –2V VDD=12V Hãy tìm a) Điểm tĩnh (VGSQ, IDQ) hỗ dẫn gm b) Tần số fT JFET có Cgs = 20pF Cgd =5pF 26 Cho trước N-JFET có IDSS = 10 mA VTH = –4V giả sử điện áp vào VIN có độ lớn < 0.1V Thiết kế mạch chia áp (cực D nối với điện trở 1K lên VIN cực S nối xuống đất) chỉnh điện áp VGS điện VOUT = VDS a) Hãy tìm biểu thức VOUT/VIN b) Có thể chỉnh VOUT/VIN = 0.5 khơng? Giải thích DCBD–BTOT–AY1112-S1–trang 3/6 27 Hãy cho biết miền hoạt động N-EMOS có VTN = 0.4V người ta đo điện D, G S so với đất trường hợp sau: a) VD = V, VG = 0.7 V, VS = 0.5 V b) VD = 0.5 V, VG = V, VS = 0.5 V c) VD = V, VG = 1.5 V, VS = 0.5 V 28 Hãy cho biết miền hoạt động P-EMOS có VTP = –0.4V người ta đo điện D, G S so với đất trường hợp sau: a) VD = V, VG = V, VS = V b) VD = 0.3 V, VG = V, VS = V c) VD = V, VG = 0.6 V, VS = V W 29 Tính ID VDS N-EMOS hình 15 Biết MOS có VTN = 1V nCox = 0.5 mA/V2 L Hình 15 Hình 16 Hình 17 30 Tính ID VDS N-EMOS hình 16 Khi EMOS có W W a) VTN = V nCox = mA/V2; b) VTN = V nCox = mA/V2 L L W 31 Tính ID VDS N-EMOS hình 17 Biết EMOS có VTN = 1V nCox = 0.5 mA/V2 L W 32 Tính ID VDS N-EMOS hình 18 Biết EMOS có VTN = 1V nCox = 0.5 mA/V2 L Hình 18 Hình 19 Hình 20 33 Mạch hình 19 có VDD = 10V, R1 = 800K, R2 = 500K, RD = 4K, RS = 1K dùng N-EMOS có W VTN=1V, nCox =100 A/V2 , VA = 200V Hãy tính điểm tĩnh Q (ID, VDS) VGS N-EMOS (khi L tính IDQ ta tính gần với =1/VA=0) tìm tham số gm điện trở ro W 34 Xét mạch hình 20 với vi=0, N-EMOS có VTN = 2V, nCox = 0.5mA/V2, ta muốn có ID = 0.4mA L phải phân cực VGG bao nhiêu? Hãy tìm giới hạn điện trở tải mạch MOSFET miền bão hồ với VGG vừa tìm ra? DCBD–BTOT–AY1112-S1–trang 4/6 TD số câu hỏi trắc nghiệm W Câu 35: Hình 21 với N-EMOS có nCox =1000A/V2, VTN=0.7V, VG=5V VD=0.2V Mạch cho dòng điện L e) ĐS sai b) I = 800 A c) I = 760 A d) I = 720 A a) I = 840 A Câu 36: Với mạch hình 22, giả sử λ=0, VTN=0.5V,  n Cox = 2mA/V2, M1 miền bão hòa W/L có trị số e) ĐS sai a) > 4.5 d)  4.8 b)  1.3 c)  5.2 Câu 37: Hình 23 mạch gương dòng điện với M1 M2 có tham số: VTN,M1=VTN,M2; M1=M2=0 Muốn có Ix=3Ibias (W/L)M2/(W/L)M1 a) b) c) 3/2 d) 2/3  nCox M   nCox M ; e) ĐS sai Câu 38: Mạch hình 24 có R1=800K, R2=500K, RD=4K, RS=1K dùng N-EMOS có VTN=1V, W nCox =2mA/V2 , VA=150V MOSFET có gm (khi tính IDQ cho =0) điện trở ro (gm; ro) L a) (3.5mS;94.3K) b) (3.2mS;80K) c) (2.85mS;53K) d) (2.52mS;94.34K) e) ĐS sai Hình 21 Hình 22 Hình 23 Hình 24 Câu 39: Mạch gương dòng điện hình 25 với BJT có VBEQ = 0.7V, VA= ,  = 100 đặc điểm cấu tạo giống nhau, khác diện tích miền phát Q2 gấp lần diện tích miền phát Q1 Giả sử giá trị RL làm cho Q2 chế độ tích cực thuận, VCC =3V RREF =2.3K, dòng qua RL a) 1.91mA b) 1.96mA c) 2.01mA d) 2.06mA e) ĐS sai Câu 40: Với hình 26, người ta đo điện VB = 4.3V VC = 1V Từ suy BJT có  a) 49 b) 50 c) 66 d) 70 e) ĐS sai Câu 41: Hình 27 với R1=10K, R2=5K, RC =RE=1K, =100, VCC=15V VBE=0.7V BJT có trị số hie e) ĐS sai a)  601 b)  621 c)  646 d)  692 Câu 42: Hình 27 với R1=10K,R2=5K,RE=1K,=100,VCC=15V VBE=0.7V BJT tích cực thuận RC: e) ĐS sai a) < 2255 b) < 2352 c) < 2453 d) < 2557 Câu 43: Mạch hình 27 với R1=10K, R2=5K, RC =RE=1K, =100, VCC=15V VBE=0.7V Nếu BJT có Cbe=20pF Cbc=5pF tần số cắt fT có trị số a)  32.71MHz b)  30.15MHz c)  28.54MHz d)  26.49MHz e) ĐS sai Câu 44: BJT hình 28 phân cực chế độ a) Tắt b) Tích cực ngược c) Tích cực thuận d) Bão hòa e) ĐS sai Câu 45: Mạch khuếch đại hình 29 dùng BJT có VBEQ=0.7V Người ta chọn trị số R1 R2 cho VCE=3V IC=1.5mA =150 Nếu =200 điểm tĩnh DC (VCE; IC) a) (1V; 2.5mA) b) (2.5V; 2mA) c) (2V; 2mA) d) (2V; 2.5mA) e) ĐS sai DCBD–BTOT–AY1112-S1–trang 5/6 Hình 25 Hình 26 Hình 27 Hình 28 Hình 29 Câu 46: Với hình 30 có RL = 2K, để JFET phân cực miền bão hòa VDD tối thiểu a) 11 V b) V c) V d) V e) ĐS sai Câu 47: Với hình 31 có R1=140K, R2=60K, RD=2.7K, RS=2K, IDSS=8mA, VTH = –4V VDD=20V; JFET làm việc với điểm tĩnh (VGSQ, IDQ) có trị xấp xỉ a) (-0.8V; 2.65mA) b) (-1.30V; 3.65mA) c) (-1.70V; 4.7mA) d) (-1.5V; 3.68mA) e) ĐS sai Câu 48: Cùng số liệu với câu JFET mạch có tần số cắt fT (biết Cgs=20pF Cgd=2pF) b) 22.17MHz c) 21.34MHz d) 19.54MHz e) ĐS sai a) 25.08MHz Câu 49: Xét hình 32, JFET có tham số VTH = –3.5 V, IDSS = 18 mA, VA = ∞ V Khi VDS có giá trị a) 7.43 V b) 8.6 V c) –1.17 V d) 1.17 V e) ĐS sai Câu 50: JFET hình 33 (có R= 1K, IDSS=20mA VTH = –4V) dùng làm điện trở điều khiển áp, ta muốn có tỉ lệ chia áp Vout/Vin = 1/5 phải phân cực JFET với VGS d) –2.4 V e) ĐS sai a) –1.2 V b) –1.6 V c) –2.0 V IDSS = 2mA VTH = –3V Hình 30 Hình 31 Hình 32 DCBD–BTOT–AY1112-S1–trang 6/6 Hình 33 ... 1V, VS = –2V 18 N-JFET có VTH = –4 V, IDSS = 10 mA VA = ∞ a) Với VGS = –2 V, tìm VDS tối thi u để dụng cụ hoạt động miền bão hòa Tính ID với VGS = –2 V VDS = V b) Cho VDS = V, tìm thay đổi ID... a) Điểm tĩnh (VGSQ, IDQ) hỗ dẫn gm b) Tần số fT JFET có Cgs = 20pF Cgd =5pF 26 Cho trước N-JFET có IDSS = 10 mA VTH = –4V giả sử điện áp vào VIN có độ lớn < 0.1V Thi t kế mạch chia áp (cực D... điện trở tải RL phải thỏa điều kiện đễ mạch nguồn dòng? c) Muốn có dòng IOUT có sai số so với IR không vượt 4% (nghĩa (IR–IOUT)/IR  4%)  BJT phải thỏa điều kiện gì? d) Trường hợp BJT khơng có đặc