đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .đề cương điện tử số đại học hàng hải .
Tuấn Đề cương điện tử tương tự Câu Nêu khái niệm loại bán dẫn tính chất dẫn điện cụ thể loại - Bán dẫn thuần: Khái niệm: Là chất bán dẫn tinh khiết ,khơng lẫn tạp chất khác Tính chất dẫn điện: Mơ hình cấu trúc mạng tinh thể liên kết đơi hóa trị ,ở điều kiện 00K liên kết bền vững khơng có khả dẫn điện Khi kích thích lượng bên ngồi xuất cặp hạt dẫn có khả dẫn điện.Vì chất bán dẫn dùng làm nguyên liệu để chế tạo chất bán dẫn tạp - Bán dẫn tạp loại N: Khái niệm: Là chất bán dẫn không tinh khiết, lẫn tạp chất khác Tính chất dẫn điện: Khi pha trộn bán dẫn (hoá trị 4) với tạp chất có hố trị mối liên kết đơi hoá trị chất bán dẫn với tạp chất, nguyên tử tạp chất bị dư điện tử vòng ngồi khơng tham gia vào mối liên kết đơi hố trị liên kết yếu với hạt nhân, trở thành điện tử tự do, chất bán dẫn tạp loại n chất dẫn điện Như hạt dẫn chủ yếu chất bán dẫn tạp loại n điện tử tự mang điện tích âm nên gọi bán dẫn n (âm – negative) gọi hạt dẫn đa số Nồng độ hạt dẫn đa số bán dẫn tạp loại n (n n) tỷ lệ thuận với nồng độ tạp chất pha trộn Do chất bán dẫn khơng hồn tồn tinh khiết tồn hạt dẫn mang điện tích dương lỗ trống có nồng độ pn có giá trị nhỏ Như bán dẫn tạp loại n nồng độ hạt dẫn âm lớn nhiều lần so với hạt dẫn dương hạt dẫn âm gọi hạt dẫn đa số, hạt dẫn dương gọi hạt dẫn thiểu số: nn >> pn - Bán dẫn tạp loại p: Khái niệm: Là chất bán dẫn không tinh khiết, lẫn tạp chất khác Tính chất dẫn điện: Khi pha trộn cơng nghệ chất bán dẫn (hoá trị 4) với tạp chất có hố trị (như nhơm – Al; Bo – B;Gali – Ga; … mối liên kết đơi hố trị chất bán dẫn với tạp chất, nguyên tử tạp chất bị thiếu điện tử vòng ngồi để tham gia vào mối liên kết đơi hố trị dễ dàng nhận điện tử tự Tuấn để trung hoà điện, trở thành lỗ trống tự mang điện tích dương có khả dẫn điện Như hạt dẫn đa số chất bán dẫn tạp loại p lỗ trống mang điện tích dương nên gọi bán dẫn tạp loại p (dương – positive) có nồng độ pp; hạt dẫn thiểu số điện tử tự mang điện tích âm có nồng độ np Nồng độ lỗ trống tỷ lệ với nồng độ tạp chất pha trộn Trong chất bán dẫn tạp loại p nồng độ hạt dẫn đa số lớn nhiều lần so với nồng độ hạt dẫn thiểu số: pp >> np Câu Nêu khái niệm tiếp giáp P-N tính chất dẫn điện tiếp giáp PN - Khái niệm: K/n: Tiếp giáp P-N cho miếng bán dẫn tạp khác loại (p,n) tiếp xúc với Cơng dụng: Tiếp giáp PN hình thành điện trường hướng từ N sang P gọi điện trường tiếp xúc có tác dụng ngăn cản chuyển động khuếch tán điện tử tự từ N sang P gọi hàng rào điện - Tính chất: Tiếp giáp P-N phân cực thuận: - + P N - + - + Nếu ta đặt điện trường ngồi (Eng) có: ETX Ith Eng + Eng Cực (+) vào P; Cực (-) vảo N Như hình vẽ: - + P - + N - + ETX Eng + Eng Tuấn Ta thấy: Eng ngược chiều với chiều hàng rào điện nên có tác dụng thu hẹp hàng rào điện , có dòng điện thuận (Ith) chảy qua tiếp giáp P-N Khi nên dòng điện thuận hàng rào điện bị biến tăng nhanh Tiếp giáp P-N phân cực ngược: Nếu ta đặt điện trường ngồi (Eng) có: Cực (-) vào P; Cực (+) vào N Như hình vẽ: Ta thấy : Eng chiều với chiều hàng rào điện nên có tác dụng mở rộng hàng rào điện thế, khơng có dòng điện ngược chảy qua tiếp giáp P-N Do hạt dẫn thiểu số có nồng độ nhỏ tồn dòng điện ngược có giá trị nhỏ chảy qua Câu Trình bày cấu tạo, ký hiệu nêu nguyên lý làm việc đi-ôt bán dẫn - Cấu tạo ký hiệu: Đi-ốt bán dẫn cấu tạo sở tiếp giáp P-N, cực P gắn điện cực gọi a-nốt (A), cực N gắn điện cực gọi ka-tốt (K) Tiếp giáp P-N đi-ốt hình thành loại tiếp xúc bản: + Chuyển tiếp mặt: Diện tích tiếp xúc đơn tinh thể lớn + Chuyển tiếp điểm: Diện tích tiếp xúc đơn tinh thể nhỏ Tuấn Hình 1.6 Cấu tạo, ký hiệu số dạng thực tế đi-ốt - Nguyên lý làm việc : Nguyên lý làm việc đi-ốt bán dẫn van dẫn điện chiều, sở tiếp giáp P-N: Khi phân cực thuận: A-nốt có điện dương Ka-tốt có điện âm, có dòng điện thuận IAK chảy từ Anốt đến Katốt Khi phân cực ngược: Anốt có điện thấp so với Katốt, khơng có có dòng điện ngược IAK chảy từ chảy từ Katốt đến Anốt Câu Trình bày cấu tạo, phân loại, ký hiệu nêu nguyên lý làm việc tranzitor lưỡng hạt - Cấu tạo: Transistor lưỡng hạt (hay gọi transistor) cấu tạo miếng bán dẫn khác loại ghép xen kẽ hình vẽ E gọi cực phát B gọi cực gốc C gọi cực góp tiếp giáp P-N P(N) C P(N) N(P) E B JBE JBC Hình 1.10 Cấu tạo transistor lưỡng hạt (BJT) - Phân loại: Transistor có loại PNP NPN: Loại PNP gọi transistor thuận Loại NPN gọi transistor ngược - Ký hiệu: Tuấn Hình 1.11 Phân loại theo cấu tạo, ký hiệu dạng transistor lưỡng hạt BJT - Nguyên lý làm việc: Dùng dòng điện nhỏ (IB) điều khiển dòng điện lớn (IC) (Ie) Câu Vẽ giải thích họ đặc tuyến transtsor BJT (loại NPN) mắc kiểu E chung - Vẽ họ đặc tuyến: B 𝐼𝐵𝑚𝑎𝑥 𝐼𝐶 A 𝐼𝐵𝑂 𝐼𝐵𝑚𝑖𝑛 𝑈𝐶𝐸 - Giải thích: Vùng I: dòng điện IC phụ thuộc nhiều vào điện áp UCE có tính tuyến tính, lúc transistor làm việc điện trở nên thường khơng sử dụng Vùng nằm phía điểm A Vùng II: dòng điện phụ thuộc vào điện áp mà chủ yếu phụ thuộc vào dòng điện hay điện áp lối vào, transistor làm việc Tuấn phần tử điều khiển nên vùng gọi vùng làm việc Vùng nằm điểm A điểm B Vùng III: nằm điểm B, điện áp vượt qua giá trị giới hạn dòng điện tăng nhanh theo điện áp làm phá hỏng tiếp giáp PN transistor vùng gọi vùng đánh thủng Câu Trình bày phương pháp phân cực kiểu định dòng trực tiếp có hồi tiếp dòng điện cho cho transistor - Vẽ mạch phân cực: - Phân cực dòng cố định có hồi tiếp dòng điện: Áp dụng K2, ta có: En = IB0R B + UBE + IE R E = I B0R B + U BE + (β+1)IB0 RE IB0 [RB (β+1)R E ] UBE IB0 E n U BE R B (β+1)R E IC0 = βIB0; IE0 = (β+1) IB0 Áp dụng K2, ta có: UCE0 = En – IC0RC – IE0RE = En – βIB0RC – (β+1) IB0RE Tuấn Câu Trình bày phương pháp phân cực kiểu định dòng gián tiếp (phân áp) có hồi tiếp dòng điện cho transistor BJT - Vẽ mạch phân cực sơ đồ tương đương: Hình 1.21 Mạch phân cực kiểu phân áp (a) sơ đồ tương đương Thevenin (b) - Phân cực kiểu phân áp: Áp dụng định luật Kiếc hốp : Ta có Utđ = IB0.Rtđ + UBE + IE0.RE = IB0.Rtđ + UBE + (β+1).IB0.RE IB0 = U td - U BE R td +(β+1)R E IC0 = βIB0 Áp dụng định luật Kiếc hốp : UCE0 = En – IC0RC – IE0RE = En – βIB0RC – (β+1)IB0RE Câu Trình bày cấu tạo, phân loại, ký hiệu nêu nguyên lý làm việc transistor trường cực tiếp giáp (JFET) - Cấu tạo: Trên khối bán dẫn tạp có nồng độ cao gọi kênh dẫn người ta phủ lớp bán dẫn tạp khác loại có nồng độ thấp gọi vỏ Lớp vỏ gắn điện cực gọi cực cổng có ký hiệu G (Gate) Hai đầu kênh dẫn gắn điện cực: + Cực nguồn có ký hiệu S (Source) + Cực máng có ký hiệu D (Drain) Tuấn - Phân loại: trường hợp Nếu kênh dẫn bán dẫn tạp loại N vỏ loại P Transistor trường loại gọi JFET kênh dẫn loại n JFET kênh dẫn loại n có ký hiệu hình b Nếu kênh dẫn bán dẫn tạp loại P vỏ loại N Transistor trường loại gọi JFET kênh dẫn loại p có ký hiệu hình c - Ký hiệu: Hình Cấu tạo (a), ký hiệu JFET kênh dẫn N(b) kênh dẫn P(b) - Nguyên lý làm việc: Sử dụng điện áp UGS (với điện Id Is để điều khiển dòng Câu Nêu tên, ký hiệu loại trasistor trường cực cửa cách ly (IGFET/ MOSFET) nguyên lý làm việc loại kênh dẫn có sẵn - Cấu tạo: Trên khối bán dẫn tạp có nồng độ tạp chất cao gọi đế, người ta tạo vùng bán dẫn tạp khác loại có nồng độ cao đế Hai vùng gắn điện cực gọi cực nguồn S cực máng D; Cực đế nối điện cực Giữa điện cực D S nối với qua kênh dẫn, kênh dẫn hình thành chế tạo gọi kênh dẫn có sẵn Nếu kênh dẫn hình thành sau đặt điện trường thích hợp gọi kênh dẫn cảm ứng Phía đối diện với đế qua kênh dẫn người ta đặt điện cực kim loại sau phủ lớp cách điện ôxit silic S iO2 Điện cực gọi cực cổng G Như vậy, đế bán dẫn loại p miền D S bán dẫn loại n kênh dẫn hình thành D S hình thành Tuấn hạt dẫn đa số điện tử tự mang điện tích âm nên gọi kênh dẫn loại n; trường hợp lại gọi kênh dẫn loại p Hình 1.27 MOSFET/IGFET kênh dẫn có sẵn (a) kênh dẫn cảm ứng (b) - Phân loại: loại MOSFET kênh dẫn có sẵn loại n (hình a) MOSFET kênh dẫn có sẵn loại p (hình b) MOSFET kênh dẫn cảm ứng loại n (hình c) MOSFET kênh dẫn cảm ứng loại p (hình d) - Ký hiệu: - Nguyên lý làm việc Dùng điện trường UGS ( dòng điện lớn Id Is phía (+) (-) để điều khiển Câu 10 Hồi tiếp tầng khuếch đại ? Hồi quan hệ góc pha bao gồm có loại nào, nêu ảnh hưởng ứng dụng loại hồi tiếp - Khái niệm: Hồi tiếp trích phần tín hiệu đầu quay trở đầu vào khuếch đại nhằm cải thiện vài tiêu chất lượng tầng khuếch đại hay khuếch đại nhiều tầng - Phân loại : loại hồi tiếp âm hồi tiếp dương: + Nếu pha tín hiệu hồi tiếp trùng pha với tín hiệu vào ta có hồi tiếp dương Tuấn + Nếu pha tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu vào ta có hồi tiếp âm - Ảnh hưởng tác dụng loại hồi tiếp: Hồi tiếp âm: Hồi tiếp âm làm giảm hệ số khuếch đại (K) làm tăng tính ổn định (S): Hệ số khuếch đại: Độ ổn định: Sht = K ht K K S - βS Như hồi tiếp âm dùng mạch khuếch đại tín hiệu ( trừ mạch tạo dao động tự kích) Hồi tiếp dương: Hồi tiếp dương tăng hệ số khuếch đại (K) làm giảm độ ổn định (S) Hệ số khuếch đại: Sht = K ht K K S - βS Độ ổn định: Như hồi tiếp dương không dùng mạch khuếch đại tín hiệu mà sử dụng mạch tạo dao động tự kích Câu 11 Méo tín hiệu khuếch đại ? Có loại méo tín hiệu nguyên nhân nhưu hậu méo tín hiệu - Khái niệm: Méo tín hiệu tham số đánh giá tính khơng trung thực khuếch đại, có nghĩa tín hiệu đầu khơng thật giống tín hiệu đầu vào - Phân loại: loại phi tuyến tần số 10 Tuấn Méo phi tuyến méo đường đặc tuyến biên độ khơng tuyến tính Ngun nhân transistor phần tử phi tuyến Hậu :làm cho hình dạng tín hiệu khơng giống hình dạng tín hiệu vào Méo tần số suy giảm tần số hệ số khuếch đại không đồng giải tần số công tác Nguyên nhân phần tử LC phụ thuộc vào tần số Hậu giải thông Δf khuếch đại thu hẹp vào Câu 12 Vẽ sơ đồ khối cấu trúc vi mạch khuếch đại thuật tốn, nêu có giải thích đặc tính vi mạch khuếch đại thuật toán - Sơ đồ khối: UP (+) KĐ vi sai UN(-) KĐ ghép trực tiếp Tầng KĐ Mắc OC Ura - Khuếch đại vi sai :là khuếch đại mà tín hiệu khơng tỷ lệ với trị tuyệt đối tín hiệu vào mà tỷ lệ với hiệu tín hiệu vào Khuếch đại vi sai sử dụng để khuếch đại tín hiệu có tần số giới hạn nhỏ ( tới vài Hz) - Tầng khuếch đại mắc OC có điện trở vào lớn điện trở nhỏ - Đặc điểm : { + Theo cấu trúc đầu vào tầng khuếch đại vi sai Ud = UP – UN =0 tầng dùng tầng khuếch đại trực tiếp Hệ số khuếch đại điện áp vô lớn + Tầng đầu vào dùng tầng khuếch đại vi sai nên khơng có dòng đầu vào trở kháng vào vô + Tầng đầu dùng tầng khuếch đại mắc collector chung nên trở kháng nhỏ 11 Tuấn Câu 13 Vẽ mạch chứng minh ứng dụng vi mạch KĐTT làm KĐ đảo - Mạch điện: - Dựa vào đặc điểm vi mạch KĐTT: { U U vào IRht = R1 R ht Từ (1) IR1 = Từ (2) IR1 = IRht U U vào = R1 R ht Hệ số khuếch đại điện áp khuếch đại đảo là: KU = U R = - ht U vào R1 - Kết luận: Câu 14 Vẽ mạch chứng minh ứng dụng vi mạch KĐTT làm KĐ không đảo - Mạch điện 12 Tuấn - Chứng minh: Dựa vào đặc điểm vi mạch KĐTT: { Từ (1) Từ (2) Uvào = Uht = Hệ số khuếch đại điện áp khuếch đại không đảo là: K = = Kết luận: Câu 15 Vẽ mạch chứng minh ứng dụng vi mạch KĐTT làm vi phân đảo - Mạch điện: - Chứng minh: Dựa vào đặc điểm vi mạch KĐTT: { 13 Tuấn Từ (1) Từ (2) IC = IR Hệ số truyền đạt vi phân là: - Kết luận: Từ vi mạch khuếch đại thuật tốn ta tạo vi phân điện áp tỷ lệ với vi phân điện áp đầu vào Câu 16 Vẽ mạch chứng minh ứng dụng vi mạch KĐTT làm tích phân đảo - Mạch điện: - Chứng minh: Dựa vào đặc điểm vi mạch KĐTT: { 14 Tuấn Từ (1) Từ (2) IC = IR Hệ số truyền đạt vi phân là: - Kết luận: Từ vi mạch khuếch đại thuật tốn ta tạo tích phân điện áp tỷ lệ với tích phân điện áp đầu vào Câu 17 Vẽ mạch chứng minh ứng dụng vi mạch KĐTT làm cộng đảo - Vẽ mạch: - Chứng minh: Ta có : 15 Tuấn Do khuếch đại làm việc vùng tuyến tính nên thỏa mãn nguyên lý xếp chồng: ∑ [ ] Nếu chọn: ∑ - Kết luận: Từ vi mạch thuật toán ta tạo cộng tín hiệu Câu 18 Vẽ mạch chứng minh ứng dụng vi mạch KĐTT làm trừ tín hiệu - Mạch điện: 𝑈𝑣 - Chứng minh: Ta có: Bộ khuếch đại đảo: Bộ khuếch đại không đảo: ( =( ) ) 16 Tuấn Chọn: Rht = R1 R2 = R3 { - Kết luận: Từ vi mạch tuyến tính ta tạo trừ tín hiệu Câu 19 Trình bày ngun lý tạo dao động điều hòa tự kích - Ngun lý chung mạch tạo dao động tự kích : sử dụng khuếch đại có hồi tiếp sau: Hình 3.1 Ngun lý dao động tự kích Bao gồm khâu: khuếch đại hồi tiếp: + Khâu khuếch đại có hệ số khuếch đại k độ di pha φk + Khâu hồi tiếp có hệ số truyền đạt β độ di pha φβ - Điều kiện pha - điều kiện cần: phải có hồi tiếp dương φk + φβ = n2π (Trong n số ngun ) Tín hiệu hồi tiếp trùng pha với tín hiệu vào nên điều kiện pha phải có hồi tiếp dương - Điều kiện biên độ - điều kiện đủ : biên độ điện áp hồi tiếp lớn biên độ điện áp ( Uht ≥ Uvào) chia làm phần: + Trong trình độ : Uht > Uvào + Trong trình xác lập : Uht = Uvào 17 Tuấn Ta có: k = U U U U U U U β = ht ta có ht ht x x ht k. U vao U vao U U vao U U vao U cụ thể điều kiện biên độ là: k.β ≥ Câu 20 Nêu tên đặc điểm loại mạch tạo dao động điều hòa học - Dao động LC: Tần số cao thay đổi tần số cao, độ xác ổn định tần số không ổn định f= 2 LC - Dao động thạch anh: Tần số cao,không thay đổi tần số ra, độ xác ổn định cao - Tổng hợp tần số: Kết hợp dao động LC với dđ thạch anh tạo tần số cao, thay đổi tần số khung dao động LC, độ xác ổn định cao dao động thạch anh - Mạch tạo dao động điều hòa sử dụng RC: Tần số thấp, giá thành rẻ, độ xác ổn định thấp, thay đổi tần phụ thuộc vào R,C,N , f = 2RC N Câu 21 Vẽ sơ đồ khối nguồn chỉnh lưu giải thích chức khối - Sơ đồ: 18 Tuấn Hình 5.1 Sơ đồ khối nguồn chỉnh lưu - Chức khối: + + + Biến áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều từ lưới điện công nghiệp điện áp nguồn chiều cung cấp cho mạch điện tử, có tác dụng cách ly với lưới điện, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều sau biến áp điện áp chiều cần thiết cho máy Mạch lọc san có nhiệm vụ san điện áp sau chỉnh lưu đảm bảo độ phẳng điện áp chiều cung cấp cho mạch điện tử Ổn áp ổn định điện áp chiều Ở số thiết bị, mạch ổn áp chung cho nguồn cấp lấy từ nguồn chiều khác pin, ắc quy trường hợp nguồn chỉnh lưu bị cố Câu 22 Vẽ giải thích nguyên lý làm việc đặc điểm mạch chỉnh lưu pha hai nửa chu kỳ có điểm chung tính - Sơ đồ mạch điện: Đồ thị thời gian: b 19 Tuấn - Nguyên lý chỉnh lưu: Giả sử nửa chu kỳ dương, : Điốt D2 phân cực ngược nên khóa lại Điốt D1 phân cực thuận nên có dòng điện thuận chạy từ A qua D1 qua tải Rt ‘0’ Giả sử nửa chu kỳ âm , : Các điốt D1 phân cực ngược nên khóa lại Điốt D2 phân cực thuận nên có dòng điện thuận chạy từ B qua D2 qua tải Rt ‘0’ - Đặc điểm: Ưu điểm: Hiệu suất nguồn điện cao Nhược điểm: Bắt buộc phải sử dụng biến áp nên công suất thấp Câu 23 Vẽ giải thích nguyên lý làm việc đặc điểm mạch chỉnh lưu cầu pha - Sơ đồ mạch điện: D1 D2 D4 D3 Rt Đồ thị thời gian: 20 Tuấn - Nguyên lý chỉnh lưu: Giả sử nửa chu kỳ dương, : Các điốt D1,D3 phân cực ngược nên khóa lại Các điốt D2,D4 phân cực thuận nên có dòng điện thuận chạy từ A qua D2 qua tải Rt qua D4 điểm B Giả sử nửa chu kỳ âm , : Các điốt D2,D4 phân cực ngược nên khóa lại Các điốt D1,D3 phân cực thuận nên có dòng điện thuận chạy từ B qua D3 qua tải Rt qua D1 điểm A - Đặc điểm: Ưu điểm: Cấp nguồn cho tải công suất lớn, nhỏ gọn, sử dụng phổ biến Nhược điểm: cặp điốt sử dụng nửa chu kỳ Câu 24 Mạch lọc san có chức ? Có loại mạch lọc san phẳng nêu đặc điểm loại mạch lọc - Chức : San điện áp sau chỉnh lưu đảm bảo độ phẳng điện áp chiều cung cấp cho mạch điện tử - Phân loại: Lọc nguồn điện dung: Đặc điểm: Cấp nguồn cho tải công suất lớn Hệ số đập mạch: Kp CRT 21 Tuấn Lọc nguồn điện cảm: Đặc điểm: Gây tổn hao làm giảm hiệu suất nguồn chỉnh lưu Hệ số đập mạch: Kp RT 3 L - Có thể kết hợp phương pháp lọc để nâng cao chất lượng nguồn cấp chiều cho tải 22 ... đổi điện áp xoay chiều sau biến áp điện áp chiều cần thiết cho máy Mạch lọc san có nhiệm vụ san điện áp sau chỉnh lưu đảm bảo độ phẳng điện áp chiều cung cấp cho mạch điện tử Ổn áp ổn định điện. .. + + + Biến áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều từ lưới điện công nghiệp điện áp nguồn chiều cung cấp cho mạch điện tử, có tác dụng cách ly với lưới điện, đảm bảo an toàn cho người sử dụng... Eng ngược chiều với chiều hàng rào điện nên có tác dụng thu hẹp hàng rào điện , có dòng điện thuận (Ith) chảy qua tiếp giáp P-N Khi nên dòng điện thuận hàng rào điện bị biến tăng nhanh Tiếp giáp