33333333333333333333333333333332222222222222222222222222222222222222222222222gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff444444444444444444444444444444444444446666666666666666666666666666666666655555555555555555555555533333333333333333333333333333333333322222222222222222222222222211111111111111111111111111111
NGUYỄN THANH TRÀ - THÁI VĨNH HIỂN 250 BÀI TẬP KV THUỘT ĐIỈN TỬ NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM Chưởng ĐIỐT 1.1 TÓM TẮT PHẦN LÝ THUYẾT Hiệu ứng chỉnh lưu điốt bán dẫn tính dẫn điện không đối xứng Khi điốt phân cực thuận, điện trở tiếp giáp thường bé Khi điốt phân cực ngược điện trở tiếp giáp thưcmg lớn Khi điện áp ngược đặt vào đủ lớn điốt bị đánh thủng tính chỉnh lưu Trên thực tế tồn hai phưofng thức đánh thủng điốt bán dẫn Phưcíng thức thứ gọi đánh thủng tạm thời (zener) Phương thức thứ hai gọi đánh thủng nhiệt hay đánh thủng thác lũ Người ta sử dụng phương thức đánh thủng tạm thời để làm điốt ổn áp Phương trình xác định dòng điện Id chảy qua điốt viết sau: ~^DS đây: - enu ( 1- 1) = — , nhiệt; q - k = 1,38.10"^^ — , số Boltzman; K - q = 1,6.10 '’c , điện tích electron; - n = đối vói Ge n = Si; - T nhiệt độ mơi trường tính theo độ K Từ phương trình (1-1) người ta xây dựng đặc tuyến Volt-Ampe = f(Uj3) cho điốt dùng đé iính tốn thơng số có liên quan mạch điện dùng điốt úhg dụng quan trọng điốt là: a) Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành chiều nhờ sơ đồ sử dụng loại điốt khác (điốt có điều khiển điốt không điều khiển) b) Hạn chế biên độ điện áp giá trị ngưỡng cho trước c) Ổn định giá trị điện áp chiều ngưỡng xác lập Uz nhờ đánh thủng tạm thời (zener) Mơ hình gần để mơ tả điốt mạch điện xem như: a) Là nguồn điện áp lý tưởng có nội trở khơng điốt chuyển từ trạng thái khoá sang mở mức điện áp U^K = Up b) Là nguồn dòng lý tưởng có nội trở lớn điốt chuyển từ trạng thái mở sang khoá mức điện áp = oV c) chế độ xoay chiều tần số tín hiệu đủ thấp, điốt tưcmg đương điện trở xoay chiều xác định theo biểu thức (1-2) : ( 1-2 ) Còn khi' tần số tín hiệu đủ cao, cần ý tới giá trị điện dung ký sinh điốt Cd, mắc song song với điện trở xoay chiều r^ 1.2 BÀJ TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài tập 1-1 Xác định giá trị nhiệt (U-r) điốt bán dẫn điều kiện nhiệt độ môi trường 20°c Bài giải Từ biểu thức dùng để xác định nhiệt u ,= i ĩ q Trong đó: - k = 1,38.10'^^ — , số Boltzman; K - q = , điện tích electron; - T nhiệt độ mơi trường tính theo độ K Tĩiay đại lượng tưcíng ứng vào biểu thức ta có: U, = ^ = ^ M , n V ^ q 1,6.10"'’ Bài tập 1-2 Xác định điện trở chiều Rj3 điốt chỉnh lưu với đặc tuyến V-A cho hình 1-1 giá trị dòng điện điện áp sau: = 2mA Uo = -10V Bài giải a) Trên đặc tuyến V-A điốt cho Iß = 2mA ta có: Ud = 0,5V nên: u 0,5 = 250Q K = — = -3 Id 2.10 b) Tương tự U q = -lOV Ta có Id = l|iA nên; 10 R„ Hinh 1-1 = 10MQ tập 1-3 Xác định điện trở xoay chiều tuyến V-A cho hình 1-2 điốt chỉnh lưu với đặc a) Với Id = 2mA b) Với Id = 25mA Bài giải a) Với Ij) = 2mA, kẻ tiếp tuyến điểm cắt với đặc tuyến V-A hình 1-2 'a có giá trị Ij3 Up tương ứng để xác định AUß AIp sau: ỉ„ = 4niA; U^ = 0,76V Ip = OrnA; ưp = 0,65V AIp = 4m A - OmA = 4m A ẩ In(mA) AI 30 25 20 A U d = ,7 V - ,6 V = ,1 V 10 Vậy: AI, u (v; -► " AI„ 4.10-’ 0,2 0,4 0,60,7 0,8 Hinh 1-2 1,0 b) Với Id = 25mA Các bước tương tự câu a) ta xác định đại lượng tương ứng đây: Id = 30mA; ƯD = 0,8V Id = 20mA; U d = 0,78V AIjj = 30 - 20 = lOmA Aưd = 0,8 - 0,78 = 0,02V V â y , = ^ =^ =2 « AI„ 10.10'' ) Bài tập 1-4 Cho đặc tuyến V-A điốt hình 1-2 Xác định điện trở chiều hai giá trị dòng điện a) Ij5 = 2mA b) Iq = 25mA so sánh chúng với giá trị điện trở xoay chiều tập 1-3 Bài giải Từ đặc tuyến V-A hình 1-2 ta có giá trị tưig ứng sau; a) Id = 2mA; ƯD = 0,7V Nên: so với R = ^ = - ^ = Q AL 2.10 = 27,5Q b) Id = 25mA; ƯD = 0,79V Nên: so với R ,= ^ = - ^ ^ = ,6 Q '* AL 25.10"' = Q Bài tập 1-5 Cho mạch điện dùng điốí hình l-3a đặc tuyến V-A điốt hình l-3b a) Xác định toạ độ điểm công tác tĩnh Q[Ư£)o; liX)]b) Xác định giá ừị điện áp tải Ur Bài giải a) Theo định luật Kirchoff điện áp vòng ta có: uD R u IkQ a) Hình 1-3 E - u„ - u, = hay E = Uo + ư, Đây phưcrtig trình đườna tải mội chiều củci mạch diện dùng điỏì Dựng đường tải chiều thông qua hai điểm cắl trục lung với U|) = o v trục hoành với Ip = Tại ưp = ta có E = + IpR, Nên: E ĨD=R lOV 10'o Tại I|J = la có lì = U|J + (OA).R, Up = E| -lO V Ịíi) ■ U doI với toạ độ tưcmg ứng: I[)0 = 9,25m A Upo = ,7 V b) Điện áp rơi tải R, là: = 10mA u „ =I„.R, =I„,.R, =9,25.10-M 0’ =9,25V Hoặc Ur, c ó thể tính: U r, = E - U do= 10-0,78 = 9,22V Sự khác hai kết sai số xác định theo đồ thi biểu diễn đặc tuyến V-A điốt hình 1-3 hình 1-4 Bài tập 1-6 Tính tốn lặp lại tập 1-5 với R, = 2kQ Bài giải a) Từ biểu thức: E lOV 2kQ R U^ = E = 5mA = 10V Đường tải chiều (R_) dimg hình 1-5 ta toạ độ điểm Q[Ido; U doI tưcmg ứng: Ido = 4,6mA U = 0,7V b) Điện áp rơi tải R, là: =1^ R, = I doJR, =4,6.10-' 2.10' =9,2V = E - U do=10V -0,7V =9,3V © ] Bài tập 1-7 Tính tốn lặp lại cho tập 1-5 cách tuyến tính hố đặc tuyến Volt-Ampe cho hình l-3b điốt loại Si Bài giải Với việc tuyến tính hố đặc tuyến V-A điốt ta vẽ lại đặc tuyến hình 1-6 10 Dựng đường tải chiều (R_) cho mạch tương tự câu a) tập 1-5 biểu diễn hình 1-6 Đường tải chiều đặc tuyến V-A Q với toạ độ tưoíng ứng Ido = 9,25mA U = 0,7V Hình 1-6 ( j Bài tập 1-8 Tính toán lặp lại cho tập 1-6 cách tuyến tính hố đặc tuyến V-A cho hình l-3b điốt loại Si Bài giải Với việc tuyến tính hố đặc tuyến V-A điốt ta vẽ lại đặc tuyến hình 1-7 Dựng đưòng tải chiều (R_) cho mạch tương tự câu a) tập 1-6 biểu diễn hình 1-7 Đường tải chiều (R_) cắt đặc tuyến V-A Q Với toạ độ tương ứng: Hình 1-7 Ido ~ 4,6rnA = 0,7V Bài tập 1-9 Tính tốn lặp lại cho tập 1-5 cách lý tưởng hoá đặc tuyến V-A cho hình l-3b điốt loại Si Bài giải Với việc lý tưcmg hoá đặc tuyến V-A điốt, ta có nhánh thuận đặc tuyến trùng với trục tung (Ip), nhánh ngược trùng với trục hồnh (U d) hình 1-8 11 Dựng dưòng lải chicu (R_) cho mạch tương tự Irong câu a) lập 1-5 Đường tải chiều cắt đặc tuyến V-A điểm Q với toạ độ tưcyng ứng: ỉno = iOmA U,K, = OV Đường tải chiều (R_) biểu diễn hình 1-8 Bài tập 1-10 Cho mạch điện dùng điốt loại Si hình i -9 Xác định giá trị điện áp dòng điện U q U|(, I|y Bài giải Biết để điốt loại Si làm việc bình thường ngưỡng thông nằm khoảng lừ 0.5V -r 1,25V Chọn ngưỡng ìàm việq cho điốt: U„ = 0,7V; E = 8V Điện áp rơi điện irở tải R là: U, = E - Up = -0 ,7 = 7,3V Hình 1-9 Dòng điện chảy qua điốt I|) = 1,;, (dòng qua tái R) ỉà: Id = Iu = - ' = ^ = - ^ ^ = 3.32mA " ' R ,2 ' Bài tập 1-11 Cho mạch điện dùng điốt hình 1-10 Xác định điện áp tải ư„ dòng điện Id qua điốt Dị, Dj Bài giải Chọn ngưỡng điện áp thông cho hai điốt D| D, lương ứng =0,7V dối vớiđiốtSi 12 ... ĐI T 1.1 T M T T PHẦN LÝ THUY T Hiệu ứng chỉnh lưu đi t bán dẫn t nh dẫn điện không đối xứng Khi đi t phân cực thuận, điện trở tiếp giáp thường bé Khi đi t phân cực ngược điện trở tiếp giáp thưcmg... lớn Khi điện áp ngược đ t vào đủ lớn đi t bị đánh thủng t nh chỉnh lưu Trên thực t t n hai phưofng thức đánh thủng đi t bán dẫn Phưcíng thức thứ gọi đánh thủng t m thời (zener) Phương thức thứ... Bài giải T biểu thức dùng để xác định nhi t u ,= i ĩ q Trong đó: - k = 1,38.10'^^ — , số Boltzman; K - q = , điện t ch electron; - T nhi t độ mơi trường t nh theo độ K T iay đại lượng t cíng