GIÁO TRÌNH MẠCH RC VÀ CÁC PHẦN TỬ TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG

GT ĐIỆN TỬ CƠ BẢN MẠCH RC VÀ CÁC PHẦN TỬ TÍCH TRỬ NĂNG LƯNG 8.1 Đại Cương • Ở chương trên, ta xét kết dáp ứng ngõ theo tác động ngõ vào thời gian xảy nhanh vô hạn, xét chế độ tónh • Trong thực tế, đáp ứng mạch điện tuỳ thuộc thời gian, thời gian trể thường có ý nghóa quan trọng xét đến sau • Thí dụ, xét mạch trể quan trọng thời gian biểu thò đáp ứng mạch gồm hai mạch ĐẢO (Inverter – Not) H 8.1 sau vi voB voA • H.8.1 • Đáp ứng ngõ đáp ứng lý tưởng, đáp ứng trể có dạng H 8.2 • Đáp ứng thực tế- Đáp ứng quan sát: vi voA tưởng ( mong muốn) Đáp ứng lý Đáp ưng quan sát voB Đáp ứng lý tưởng Đáp ứng quan sát Trể • Để giải thích tính chất thời gian đáp ứnh mạch, ta phải đưa thêm vào hai phần tử tụ điện cuộn cảm • Với MOSFET ta có điện dung liên cực C GS điễn tả ởH 8.3 Cực thoát D n Cực cổng D kênh n Kim Oxid loạiï p Silicon Cực nguồn S MOSFET kênh n G n CGS S Chú ý: Với BJT có hai tụ liên cực C be Cbc 8.2 Tụ điện • Tụ điện Trò số ñieän dung A C   A d  F : số điện môi tương đối A tiết diện bảng kim loại ( m2) d khoảng cách hai bảng cực(m) • Đặc tính tụ điện + Đ + i eä + n +m + o + i d q  Cv  C  F  V  i • dq dv C dt dt E  Cv Tụ điện là2linh kiện tích trử lượng, linh kiện nhớ ( memory device) 8.3 Cuộn cảm • Trò số điện cảm • L ( H – Henry) Đặc tính cuộn cảm di vL dt lõi từ dây đồng E  Li • Cuộn dây có tính tích trử lượng điện, cuộn dây linh kiện nhớ • Chú ý: Tụ điện có tính nhớ theo điện • Cuộn cảm có tính nhớ theo dòng điện 8.4 Mạch RC • Phân tích mạch RC sau ( H.8.5) • Áp dụng KVL cho: Ri  t   vC  t   vI dv  t  RC C  vc  t   vI dt R i(t) + vI(t) 10V - C vc(t) • Giả sử có: vI  t   VI • H.8.5 vC    Vo ( Vo cho trước) Giải cho: • • vCtc(t) = vCtd(t) + vCxl(t) • Nghieäm ( tự do) dvc  t   vc  t   dt dvc  t  dt  0 dt dvc  t  dt  vc  t  RC RC vctd  t   Ae pt  Ae  t  ,   RC • Nghiệm xác lập ( cưỡng bức) • Giải phương trình có vế sau: dvC  t  RC  vc  t   VI dt • Có thể thay vc(t) và giải tìm trò số A, lý luận chế độ xác lập (hay chế độ dừng) t  vô hạn hay dvc(t) / dt 0, nên cho: vcxl (t )  VI • • • Vậy nghiệm tổng cộng: vCtc  t   vCtd  t   vCxl  t  Xác đònh A:  Ae t   VI vC    Vo A  VI  Vo � A  Vo  VI Thay vào lại vc(t) được: vC  t   VI   Vo  VI  e t    Vi  V fđiện:  Vi e Xác đònh trò sốdòng dv  t  dt  Vo  VI  et  C trở R: Điện iqua  Cđiện  C t  R � Vo  VI vR  t   Ri  t   R �  � R   Vo  VI  e t  �t  e  � � • Đáp ứng điện hai đầu tụ: • vC  t   VI   Vo  VI  e t  • • vc(t) VI Vo • RC t • Nếu vc(0)=0, phương trình cho: vC  t   VI    VI  e t  •  VI   e t   VI t  V e  I e t  RC R vR  t   Ri  t   VI e t  i t  C 10 Sơ đồ trạng thái mạch đếm lên - xuống bit 01 00 10 11 59 Mạch đếm vòng (Ring counter) Init Q3 Q2 Q1 Q0 PR S Q3 CLK CLR S Q2 CLR S Q1 CLR S Q0 CLK CLK CLK R Q3 R Q R Q R Q Clock input 60 • IC đếm thường gặp 7490 MS1 Q3 11 MS2 MR1 Q2 MR2 Q1 14 CP0 CP1 Q0 12 • Đếm 10 74LS92 MR1 Q3 MR2 Q2 14 CP0 Q1 11 CP1 Q0 12 Đếm 12 74LS93 MR1 Q3 11 MR2 Q2 14 CP0 Q1 CP1 Q0 12 Đếm 16 61 3.Mạch ghi dịch song song – bit (Fourbit parallel register) Q0 “Load” input b0 Q1 Q2 Q3 D Q0 D Q1 D Q2 D Q3 CLK CLK CLK CLK b1 b2 b3 62 Mạch ghi dịch 4-bit (Four-bit shift register) Q0 Serial input b1 Q1 Q2 Q3 D Q0 D Q1 D Q2 D Q3 CLK CLK CLK CLK Serial output Clock input 63 • IC Ghi dịch thơng dụng 74164 Dsa Q7 13 Dsb Q6 12 Q5 11 CP Q4 10 Q3 MR Q2 Q1 Q0 vào song song-ra nối tiếp 74194 11 CP D3 D2 10 S1 D1 S0 D0 DSR DSL MR Q3 12 Q2 13 Q1 14 Q0 15 Phổ dụng 64 Sơ đồ RAM dùng MOS 65 • IC RAM 1K RAM A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 CS WE IO7 IO6 IO5 IO4 IO3 IO2 IO1 IO0 4505 12 A5 11 A4 A3 DIN 13 A2 A1 DOUT 10 A0 ST CE1 CE2 R/W 66 DRAM ( Dynamic RAM-Dynamic MOS cell) • Khác với SRAM ( Static RAM) gồm tế bào nhớ FlipFlop MOS • DRAM tế bào nhớ tụ MOS , nạp đầy mức cao, xã hết mức thấp Word line D C T 67 7.Cấu trúc hệ thống nhận điều khiển Sensor signals Other computers and instrumentation systems Signal interface User Software Communication links Microcomputer Signal interface To displays To actuators 68 CấuRowtrúc bên • Sơ đồ DRAM decoders DRAM Row clock Address demultiplexer Column clock Memory array Ai Data out Data in Ao Sense Amp Write signal WE Write timing write signals Memory array RAS,CAS clock generator CAS RAS columnColumn clock decoder Row clock signal 69 Cách đọc tên ghi IC • Mã số IC (2) loại linh kiện 14 13 uA 741 C N F 95 16 (1) Tên hãng (7) Chử tắt tên hãng (4) loại vỏ (3) Dãi nhiệt độ (6)Tuần lễ năm (5)Năm sản xuất 70 • Giải thích từ ngữ: (1) Tên hãng: uA – FND hãng Failchild; AD - Analog Devices; CA , CD – RCA; TL,TIL,SN Texas Intruments; LM-National Semiconductor Corp MC, MOC - Motorola ICM – Intersil BB – BurrBrown NE, SE Signetics 71 (2) Chức linh kiện: OP.amp: LM741; 52 741; 72 741; CA 3741; TL062/082/084 ; MC 1741; IC số: 7474; 7476 FlipFlop 74LS00, CD 4011 Cổng NAND 7447; 4511 Giải mã (3) Dải nhiệt độ: C ( commercial -thương mại): từ đến 75 oC I ( Industrial -công nghiệp) : từ -25 đến + 80 oC M ( Militaty -quân đội) : từ - 55 đến + 125oC 72 (4) Loại vỏ: D plastic dual-in-line package ( DIL, DIP) FH, FK ceramic chip carrier FN plastic chip carrier J, JD, JG ceramic dual-in-line LP, LU plastic plug-in N, P plastic dual-in-line U , W ceramic flat 73 ...  VI e t  VI • ta có đáp ứng theo h RC t • Do , ta tác động vào mạch RC chuổi xung, đáp ứng ngõ ra: • vC(t) • t 11 8.5 Mạch RL • Tương tự phân tích mạch RC, ta có: di vI  iL R  L 0 dt di... Li • Cuộn dây có tính tích trử lượng điện, cuộn dây linh kiện nhớ • Chú ý: Tụ điện có tính nhớ theo điện • Cuộn cảm có tính nhớ theo dòng điện 8.4 Mạch RC • Phân tích mạch RC sau ( H.8.5) • Áp...  dt  vc  t  RC RC vctd  t   Ae pt  Ae  t  ,   RC • Nghiệm xác lập ( cưỡng bức) • Giải phương trình có veá sau: dvC  t  RC  vc  t   VI dt • Có thể thay vc(t) và giải tìm trò