Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Điện tử cơ bản): Phần 2 CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng

Tiếp nối phần 1, phần 2 của Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Điện tử cơ bản) trình bày transistor hiệu ứng trườngfet, mạch khuếch đại thuật toán, thysistor, linh kiện quang. Mời các bạn cùng tham khảo phần 2 của giáo trình.

Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET CHƯƠNG TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG – FET 4.1 KHÁI NIỆM Transistor hiệu ứng trường - FET (Field Effect Transistor) dạng linh kiện bán dẫn tích cực Khác với BJT loại linh kiện điều khiển dòng điện, FET linh kiện điều khiển điện áp FET có ba chân cực cực nguồn (S-Source), cực cổng (G- Gate) cực máng (D- Drain) FET có ưu điểm bật sau đây:  FET có trở kháng vào cao  Nhiễu FET nhiều so với BJT  FET không bù điện áp dòng I = 0, linh kiện chuyển mạch tuyệt vời  FET có độ ổn định nhiệt cao  FET có tần số làm việc cao  Kích thước FET nhỏ BJT nên có nhiều ưu điểm vi mạch Tuy nhiên, nhược điểm hệ số khuếch đại điện áp FET thấp nhiều so với BJT 4.2 TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG LOẠI MỐI NỐI – JFET (JUNCTION FET) 4.2.1 Cấu tạo JFET loại linh kiện bán dẫn tích cực, có cực, có hai loại JFET kênh N JFET kênh P, cấu tạo JFET trình bày hình 4.1 Drain(D) Drain(D) kênh p kênh n Gate(G) n p n p n p Gate(G) Source(S) Source(S) (a) Cấu tạo JFET kênh N kênh P D G D G S Kênh N S Kênh P (b) Kí hiệu JFET kênh N kênh P (c) Hình dạng Hình 4.1 Cấu tạo, kí hiệu hình dạng JFET kênh N JFET kênh P 4.2.2 Nguyên lý hoạt động đặc tuyến Volt-Ampe Để JFET hoạt động ta cần phân cực hai mối nối D-S G-S Trang 97 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET 4.2.2.1 Xét trường hợp VGS = (ngắn mạch G-S), VDS>0: Hình 4.2 Mạch phân cực cho JFET kênh N với VGS = Với chiều điện áp VDD phân cực hình 4.2, điện tử di chuyển từ cực nguồn S đến cực máng D bị hút phía cực dương nguồn VDD tạo nên dòng điện ID ngược chiều với chiều chuyển động hạt dẫn Dòng điện chạy vào cực D chạy dọc theo kênh dẫn chạy khỏi cực S nên ta ln có: ID = IS (4.1) Vì mối nối P-N cực G cực D phân cực ngược nên ta có IG ≈ (4.2) Hai biểu thức (4.1) (4.2) với trường hợp phân cực hai loại JFET kênh N kênh P Cụ thể hơn, cố định VGS= (VG = VS) điện áp VDS tăng từ 0(V) đến vài (V), tương đương với điện áp phân cực ngược cho mối nối P-N tăng lên Dòng điện ID tăng xác định theo định luật Ohm với VDS Khi VDS tăng lớn bề rộng miền nghèo tăng lên, tiết diện kênh dẫn giảm dần Khi VDS đạt giá trị Vp (pinch off) vùng nghèo phình to chạm điểm tượng thắt kênh xảy hình 4.4 Trong vùng quan hệ ID VDS tuân theo định luật Ohm, kênh dẫn đóng vai trò điện trở nên gọi vùng điện trở (Ohmic) thể đoạn OA hình 4.3 điểm đánh thủng C điểm thắt kênh ID A IDSS mức bão hòa B VGS=0 điện trở kênh dẫn VDS VP Hình 4.3 Đặc tuyến ngõ JFET kênh N VGS= thay đổi VDS> Trang 98 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET Hình 4.4 Hiện tượng thắt kênh dẫn Khi VDS tăng vượt qua giá trị VP, điện áp phân cực ngược tăng nên điểm thắt lan rộng phía cực S Bề rộng vùng ngèo giảm lực hút hạt dẫn từ nguồn VDD tăng tạo nên vùng đặc biệt có dòng ID khơng đổi gọi vùng thắt kênh hay vùng bão hòa, tương đương với đoạn AB hình 4.3 Do nói điện áp VDS> VP JFET có đặc tính nguồn dòng ID = IDSS có giá trị khơng phụ thuộc vào VDS, giá trị điện áp VDS phụ thuộc vào tải Nếu VDS tiếp tục lớn mối nối P-N JFET bị đánh thủng, dòng điện ID tăng vọt thể đoạn BC hình 4.3 Kí hiệu IDSS dòng điện cực máng (ID) cực đại trường hợp ngắn mạch G-S VDS>VP Kí hiệu Vp (pinch off voltage) điện áp bắt đầu xảy tượng thắt kênh, gọi điện áp thắt kênh hay điện áp nghẽn kênh 4.2.2.2 Xét trường hợp VGS < 0, VDS > 0: Khi phân cực VGS âm điện áp phân cực ngược mối nối P-N JFET tăng so với trường hợp VGS= Vì tượng thắt kênh xảy sớm VDS= Vp + VGS, thay VDS= VP phân cực VGS= 0, điện trở kênh dẫn tăng nên giá trị dòng ID bão hòa giảm dần tượng đánh thủng xảy sớm Nếu tiếp tục giảm VGS âm dần dòng ID bão hòa giảm dần Khi VGS= -Vp dòng máng ID giảm xuống lúc vùng nghèo mở rộng hồn tồn chốn hết chỗ kênh dẫn Đặc tuyến truyền đạt đặc tuyến ngõ JFET trình bày hình 4.5 ID (mA) ID (mA) IDSS VGS = A VGS1 < A1 VGS2 < B B1 VGS3 < VGS4 < VGS5 < VGS6 < VP a Đặc tuyến truyền đạt VDS b Đặc tuyến ngõ Hình 4.5 Đặc tuyến Vơn-Ampe JFET Trang 99 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET 4.2.2.3 Vùng thắt kênh – Vùng bão hòa: Ta thấy rằng, vùng bão hòa giá trị dòng điện ID không phụ thuộc vào VDS mà phụ thuộc vào VGS theo phương trình Shockley Hay nói cách khác ID bị điều khiển VGS  V  I D  I DSS   GS  (4.3) VP   Như vậy, phương trình (4.3) cho thấy mối liên hệ ID VGS không tuyến tính, tạo đường cong tăng theo hàm mũ tăng giá trị VGS Tương tự, đặc tuyến truyền đạt JFET kênh P ngược lại với JFET kênh N 4.2.3 Phân cực cho JFET 4.2.3.1 Mạch phân cực cố định (fixed bias): Mạch phân cực cố định sử dụng JFET kênh N hình 4.6 Trong tụ C1 tụ C2 tụ liên lạc tín hiệu vào tín hiệu Giống mạch phân cực dùng BJT, tụ có chức ngăn dòng DC từ nguồn chiều VDD chạy nguồn tín hiệu Vi (tụ C1), ngăn dòng DC từ nguồn chiều VDD chạy tải (tụ C2), phân tích chế độ DC các tụ điện xem hở mạch RD Vo D Vi G C2 C1 RG S (1) VDD (2) VGG Hình 4.6 Mạch phân cực cố định cho JFET Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng (1) qua hai cực G-S ta được: VGG  I G RG  VGS  Do đặc điểm JFET: IG  VGS  VGG (4.4) Do VGG điện áp cung cấp cố định nên điện áp VGS có giá trị cố định mạch gọi mạch phân cực cố định Từ giá trị VGS tìm (4.4), vào phương trình Shockley ta tìm dòng ID: 2  V   V  I D  I DSS 1  GS   I DSS 1  GG  (4.5) VP  VP    Tiếp theo, áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng (2) qua hai cực D-S ta tính VDS viết phương trình đường tải DC (DCLL): VDD  I D RD  VDS  VDS  VDD  I D RD (4.6) Vậy điểm Q xác định Q(VDSQ, ICQ) Ngồi từ (4.6) ta có: V ID   VDS  DD (4.7) RD RD Phương trình (4.7) phương trình đường tải DC (DCLL) mạch biểu diễn hình 4.7 Trang 100 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET Hình 4.7 Đường tải DC mạch phân cực cố định cho JFET Việc xác định điểm làm việc tĩnh Q JFET thực cách khác, cụ thể hình 4.8 minh họa việc xác định điểm làm việc tĩnh Q phương pháp đồ thị ID(mA) ID(mA) 10 đường đặc tính linh kiện VDD/RD IDSS đường thẳng VGS=-VGG Q VGS = -1(V) VGS = -2(V) Q VGS = -VGG(V) 0 VDD(V) VGS(V) VDSQ(V) VGSQ=-VGG -4 VGS = 0(V) -2 -8 Vp -6 10 VDS(V) Hình 4.8 Tìm điểm làm việc tĩnh Q phương pháp đồ thị Bước 1: Viết phương trình phân cực dựa vào vòng (1): VGG  I G RG  VGS VGS  VGG Ta có: Đây phương trình có dạng x= const Trên đặc tuyến truyền đạt ta vẽ đường thẳng Giao điểm phương trình phân cực với đặc tuyến truyền đạt cho ta giá trị IDQ Bước 2: Từ phương trình DCLL (4.7b) Vẽ đường tải DCLL đồ thị đặc tuyến ngõ giao điểm DCLL với đặc tuyến ngõ JFET cho ta giá trị VDSQ cần tìm hình 4.8 Qua phân tích mạch phân cực ta thấy IG= nên rõ ràng điện trở RG khơng có tác dụng tín hiệu DC Tuy nhiên RG có tác dụng quan trọng mạch khuếch đại, vấn đề đề cập chi tiết việc phân tích mạch khuếch đại dùng JFET Ví dụ 4.1 Cho mạch điện hình 4.9 Tìm thơng số : Trang 101 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET a VGSQ b IDQ c VDS d VD e VG f VS Hình 4.9 Giải ví dụ dùng phương pháp đại số: VGSQ  VGG  2V a c  V   2V  I D  I DSS 1  GS   10mA 1    5.625mA VP   8V   VDS  VDD  I D RD  16V  (5.625mA)(2k )  4.75V d VD  VDS  4.75V e VG  VGS  2V b VS  0V f Giải ví dụ phương pháp đồ thị: Đường cong Shockley đường thẳng VGS = -2 V vẽ hình 4.10 Một điều khó khăn đọc xác giá trị tĩnh dòng cực máng theo đồ thị, giá trị sau tìm đươc 5,6mA hình 4.10 chấp nhận Hình 4.10 a Vì vậy, VGSQ  VGG  2V b I DQ  5.6mA c VDS  VDD  I D RD  16V  (5.6mA)(2k )  4.8V d VD  VDS  4.8V Trang 102 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET e VG  VGS  2V VS  0V f Kết khẳng định thực tế dù sử dụng phương pháp đại số phương pháp đồ thì kết thu gần giống Ví dụ 4.2: Tìm điểm làm việc tĩnh Q(ID, VDS) mạch phân cực cho JFET sau: + 16V ID 2,2k G Vi Vo D IDSS = 8mA VP =  4V VDS 1M S 3V Hình 4.11 0 Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng qua mối nối G-S với IG= ID= IS ta được: VGS  I G 1M   3V  3V Thế VGS vào phương trình Shockley:  V   3  I D  I DSS 1  GS   1    0.5mA  4   VP  Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng qua hai cực D-S với ID= IS ta được: VDS  VDD  I D RD  16V  (0.5mA)(2.2k )  14.9V Vậy, điểm làm việc tĩnh Q(0.5mA;14.9V) 4.2.3.2 Mạch tự phân cực: Mạch tự phân cực cho JFET trình bày hình 4.12 Mạch khơng sử dụng nguồn VGG ID RD Vo D Vi G C1 C2 S RG (1) (2) VDD RS Hình 4.12 Mạch tự phân cực cho JFET Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng qua hai cực G-S (vòng 1) hình 4.12 ta được: IG RG  VGS  I S RS  Trang 103 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET Do đặc tính JFET: IG  Và ID  IS VGS   I D RS (4.8) Chú ý: Trong trường hợp điện áp VGS hàm biến thiên theo dòng điện ID nên giá trị không cố định với mạch phân cực cố định Thay giá trị điện áp VGS từ phương trình (4.8) vào phương trình Shockley được: 2  V   I R   I R  I D  I DSS 1  GS   I DSS 1  D S   I DSS 1  D S  (4.9) VP  VP   VP    Khai triển đẳng thức từ phương trình (4.9) ta phương trình bậc hai theo biến ID có dạng sau: I D2  k1I D  k2  Giải phương trình hai nghiệm ID chọn nghiệm dựa vào đặc tính JFET kênh N: - V p  VGS  Tiếp theo áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng (2) qua hai cực D-S ta tính VDS viết phương trình DCLL: VDD  I D RD  VDS  I D RS  VDS  VDD  I D  RD  RS  (4.10) Vậy điểm Q xác định Q(VDSQ, ICQ) Ngồi từ phương trình ta có: VDD ID   VDS  (4.11) RD  RS RD  RS Đây phương trình đường tải DC (DCLL) mạch biểu diễn hình 4.13 Hình 4.13 Đường tải DC mạch tự phân cực cho JFET Phương pháp vừa trình bày phương pháp toán học, sau trình bày phương pháp đồ thị để xác định dòng điện ID Bước 1: Dựa vào mạch vòng (1), phương trình (4.8) ta có phương trình đường phân cực: I D   VGS RS Đây phương trình có dạng y= ax Trên đặc tuyến truyền đạt ta vẽ đường thẳng Giao điểm phương trình phân cực với đặc tuyến truyền đạt cho ta giá trị IDQ Bước 2: Từ phương trình DCLL (4.11) Vẽ đường tải DCLL đồ thị đặc tuyến ngõ giao điểm DCLL với đặc tuyến ngõ JFET cho ta giá trị VDSQ cần tìm hình 4.14 Trang 104 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET ID(mA) ID(mA) 10 IDSS Q IDQ VGS = 0(V) VGS = -1(V) VGS = -2(V) Q VGS(V) VGS = -VGG(V) VDD(V) -4 VDSQ(V) -2 -8 Vp -6 VDD/(RD+RS) 10 VDS(V) Hình 4.14 Tìm điểm làm việc tĩnh Q mạch tự phân cực phương pháp đồ thị Ví dụ 4.3: Sử dụng phương pháp đại số phương pháp đồ thị để tìm điểm làm việc tĩnh Q(VDS, ID) mạch hình sau, biết IDSS= 4mA, Vp = -6V VDD 9V RD 2.2kΩ RG 10MΩ RS 680Ω Hình 4.15 Giải ví dụ dùng phương pháp đại số: Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng qua mối nối G-S với IG= ID= IS ta được: VGS   I D RS  0.68I D Thế VGS vào phương trình Shockley 2  V   I R   I R  I D  I DSS 1  GS   I DSS 1  D S   I DSS 1  D S  VP  VP   VP    2  0.68I D   I D  1   6   Khai triển ta phương trình bậc theo ID: 0.0513I D2  1.91I D   Giải phương trình, nghiệm ID: ID1= 35.22mA  loại ID2= 2.22mA  nhận Vậy ID= 2.22mA VGS= -0.68x2.22= -1.51V Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng qua hai cực D-S với ID= IS ta được: VDS  VDD  I D  RD  RS    2.22(2.2  0.68)  2.61V Trang 105 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET Giải ví dụ phương pháp đồ thị: ID(mA) IDSS 2.25 VGS(V) -6 -2.72 -1.5 Hình 4.16 Trên đặc tuyến truyền đạt linh kiện, vẽ đường phân cực V V I D   GS   GS (mA) RS 0.68 Đường thẳng cắt đặc tuyến linh kiện điểm Q có toạ độ khoảng ID= 2.25mA, VGS= -1.5V Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng qua hai cực DS với ID= IS ta được: VDS  VDD  I D  RD  RS    2.25(2.2  0.68)  2.52V Ví dụ 4.4: Cho mạch phân cực JFET Tìm giá trị điện VD Hình 4.17 Phương trình dòng từ điện nguồn 20V đến điện VD: 20 = ID RD + VD Do ID = 6mA, RD = 2KΩ nên: VD = 20 – 6.2 = 8V Trang 106 Chương 7: Linh kiện quang Hình 7.13 Mạch điều khiển bóng đèn dùng quang trở Khi trời sáng, LDR có giá trị điện trở nhỏ, Q1 hoạt động, Q2 tắt, đèn LED tắt Khi trời tối, LDR có giá trị điện trở lớn, Q1 tắt, Q2 dẫn, đèn LED sáng Ví dụ 7.7: Quang điện trở sử dụng mạch báo động Hình 7.14 Mạch báo động dùng quang trở Chọn câu trả lời cho mạch báo động trên: a Khi trời sáng, SCR dẫn điện, chuông kêu b Khi trời tối, SCR dẫn điện,, chuông kêu c Khi trời tối, SCR tắt, chuông không kêu d Tất sai 7.5 QUANG DIODE (PHOTODIODE) 7.5.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Quang diode có cấu tạo bán dẫn giống diode thường đặt vỏ cách điện có mặt nhựa hay thủy tinh suốt để nhận ánh sáng bên chiếu vào mối nối PN diode, có loại dùng thấu kính hội tụ để tập trung ánh sáng Ký hiệu: Trang 179 Chương 7: Linh kiện quang Hình dạng: Hình 7.15 Hình dạng quang diode Đối với diode thông thường phân cực thuận dòng điện thuận qua diode lớn dòng hạt tải đa số di chuyển, phân cực nghịch dòng điện qua diode nhỏ dòng hạt tải thiếu số di chuyển Qua thí nghiệm cho thấy photodiode phân cực thuận hai trường hợp mối nối P-N chiếu sáng hay che tối dòng điện thuận qua diode khơng đổi Ngược lại bị phân cực nghịch, mối nối P-N chiếu sáng dòng điện nghịch tăng lên lớn nhiều lần so với bị che tối Do nguyên lý nên diode quang sử dụng trạng thái phân cực nghịch mạch điều khiển ánh sáng Photodiode có đặc tính: tuyến tính, nhiễu, dãy tần số rộng, nhẹ, có sức bền học cao 7.5.2 Ứng dụng Photodiode sử dụng nhiều mạch điều khiển Ví dụ 7.8: Mạch điều khiển bóng đèn sử dụng quang diode Hình 7.16 Mạch điều khiển bóng đèn dùng quang diode Khi trời sáng, photodiode D1 dẫn làm Q1 dẫn, đèn LED sáng Khi trời tối, photodiode D1 không dẫn làm Q1 tắt, đèn LED tắt Trang 180 Chương 7: Linh kiện quang Ví dụ 7.9: Mạch điều khiển đèn sử dụng quang diode Hình 7.17 Mạch điều khiển bóng đèn dùng quang diode Khi trời sáng, photodiode D1 dẫn làm Q1 dẫn, Q2 tắt, đèn LED tắt Khi trời tối, photodiode D1 không dẫn làm Q1 tắt, Q2 dẫn, đèn LED sáng Ví dụ 7.10: Quang diode sử dụng chế độ phân cực a Phân cực thuận b Phân cực nghịch c Quang diode hoạt động chế độ phân cực nhiên tính chất quang diode thể hoạt động chế độ phân cực nghịch d Tất sai Quang diode LED khác Chọn câu trả lời đúng: a Quang diode linh kiện thu quang, LED linh kiên phát quang b Quang diode sử dụng chế độ phân cực nghịch, LED hoạt động phân cực thuận c Dòng qua quang diode phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu vào mối nối P-N, LED phát sáng phụ thuộc vào dòng áp đầu, d Cả câu 7.6 QUANG TRANSISTOR (PHOTOTRANSISTOR) 7.6.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Quang transistor coi gồm diode quang transistor Ký hiệu: Quang transistor có quang diode làm nhiệm vụ cảm biến quang điện transistor làm nhiệm vụ khuếch đại Diode quang sử dụng mối nối P-N cực B C, transistor phân cực cho chân diode BE phân cực thuận, diode BC phân cực Trang 181 Chương 7: Linh kiện quang nghịch Khi diode BC phân cực nghịch chiếu sáng dòng điện rỉ ICB tăng cao bình thường nhiều lần Dòng điện rỉ ICB trở thành dòng IB transistor khuếch đại Đặc điểm quang transistor: Độ khuếch đại quang transistor từ 100 đến 1000 độ khuếch đại khơng tuyến tính theo cường độ ánh sáng chiều vào mối nối Quang transistor có tốc độ làm việc chậm tụ điện ký sinh CCB (tụ ký sinh cực C B) gây hiệu ứng Miller Quang transistor có tần số làm việc cao vài trăm Hz, tần số làm việc cực đại quang diode lên đến vài chục Mhz 7.6.2 Ứng dụng Quang transistor dùng nhiều mạch điều khiển Ví dụ 7.11: Mạch điều khiển role RY dùng quang transistor (a) (b) Hình 7.18 Mạch điều khiển role RY dùng quang transistor Mạch (a): Mạch dùng quang transistor ghép Darlington với transistor công suất để điều khiển rờ le RY Khi chiếu sáng, transistor quang dẫn làm transistor công suất dẫn cấp điện cho rờ le Mạch (b): Khi quang chiếu sáng dẫn điện, tạo sụt áp điện trở để phân cực cho cực B transisor công suất làm cho transistor dẫn cấp điện cho rờ le Hiện người ta chế tạo loại JFET quang thyristor quang Ví dụ 7.12: Quang transistor khác với transistor thơng thường: a Quang transistor có cực b Quang transistor hoạt động phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào cực B quang transistor c Cả d Cả sai Quang transistor sử dụng trường hợp nào: a Dùng mạch điều khiển quang b Khuêch đại tín hiệu với hệ số khuếch đại từ 100-1000 tùy theo cường độ ánh sáng chiếu vào c Làm việc tần số vài trăm Hz d Tất Trang 182 Chương 7: Linh kiện quang 7.7 CÁC BỘ GHÉP QUANG (OPTO – COUPLERS) 7.7.1 Cấu tạo Bộ ghép quang gồm có hai phần sơ cấp thứ cấp Phần sơ cấp diode loại GaAs phát tia hồng ngoại, phần thứ cấp transistor quang loại silic Ký hiệu: 7.7.2 Nguyên lý hoạt động Khi phân cực thuận, diode phát xạ hồng ngoại chiếu lên mặt quang transistor Như vậy, tín hiệu điện sơ cấp LED hồng ngoại (còn gọi phần phát) đổi thành tín hiệu ánh sáng Tín hiệu ánh sáng phần thứ cấp quang transistor (còn gọi phần nhận) đổi lại thành tín hiệu điện 7.7.3 Đặc trưng kỹ thuật - Bộ ghép quang dùng để cách điện hai mạch điện có điện áp cách biệt lớn Điện áp cách điện sơ cấp thứ cấp thường từ vài trăm volt đến hàng ngàn volt - Bộ ghép quang làm việc với dòng điện chiều hay tín hiệu xoay chiều có tần số cao - Điện trở cách điện sơ cấp thứ cấp có trị số lớn thường khoảng vài chục đến vài trăm MΩ dòng điện chiều - Hệ số truyền đạt dòng điện tỉ số phần trăm dòng điện thứ cấp IC với dòng điện vào sơ cấp IF Đây thông số quan trọng ghép quang thường có trị số từ vài chục phần trăm đến trăm phần trăm tùy theo ghép quang 7.7.4 Ứng dụng Bộ ghép quang sử dụng nhiều mạch điều khiển Ví dụ 7.13: Mạch ứng dụng opto transistor để điều khiển động Hình 7.19 Mạch ứng dụng opto transistor để điều khiển động Khi ngõ vào ON, LED tắt, quang transistor không hoạt động, transistor BD139 dẫn làm động chuyển động Khi ngõ vào OFF, LED sáng, quang transistor hoạt động làm transistor BD139 tắt, động ngưng chuyển động Trang 183 Chương 7: Linh kiện quang Ví dụ 7.14: Những trường hợp nên sử dụng ghép quang: a Mạch điều khiển thiết bị có cơng suất lớn b Tách biệt mạch điều khiển thiết bị c Cả câu d Cả câu sai Những thông số cần quan tâm sử dụng ghép quang: a Điện áp cách điện sơ cấp thứ cấp b Tín hiệu điện sử dụng chiều xoay chiều c Điện trở cách điện sơ cấp thứ cấp d Hệ số truyền đạt dòng điện CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG Câu 1: Để LED sáng bình thường, xác định giá trị R: +5V LED R LED A 150Ω B 15Ω C 1,5kΩ D 15kΩ Câu 2: Để LED sáng bình thường, xác định giá trị R: +9V LED R LED A 350Ω B 35Ω C 3,5kΩ D 35kΩ Câu 3: Để LED sáng bình thường, xác định giá trị R: +15V R LED LED A 1,1kΩ B 110Ω C 11Ω D 11kΩ Câu 4: Để LED sáng bình thường, xác định giá trị R: +10V R LED LED A 600Ω B 60Ω C 6Ω D 6kΩ Trang 184 Chương 7: Linh kiện quang Câu 5: Nhận dạng Photodiode: D1 D2 D3 D4 A D1 B D2 C D3 D D4 Câu 6: Quang diode LED khác Chọn câu trả lời đúng: A Quang diode linh kiện thu quang, LED linh kiên phát quang B Quang diode sử dụng chế độ phân cực nghịch, LED hoạt động phân cực thuận C Dòng qua quang diode phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu vào mối nối P-N, LED phát sáng phụ thuộc vào dòng áp đầu, D Cả câu Câu 7: Quang transistor khác với transistor thơng thường: A Quang transistor có cực B Quang transistor hoạt động phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào cực B quang transistor C Cả D Cả sai Câu 8: Quang transistor sử dụng trường hợp nào: A Dùng mạch điều khiển quang B Khuêch đại tín hiệu với hệ số khuếch đại từ 100-1000 tùy theo cường độ ánh sáng chiếu vào C Làm việc tần số vài trăm Hz D Tất Câu 9: Những trường hợp nên sử dụng ghép quang: A Mạch điều khiển thiết bị có cơng suất lớn B Tách biệt mạch điều khiển thiết bị C Cả câu D Cả câu sai Câu 10: Nhận dạng linh kiện có ký hiệu sau đây: A B C D Quang diode Quang điện trở Quang transistor Opto CÂU HỎI CHƯƠNG Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động quang điện trở? Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động quang diode? Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động quang transistor? Bộ ghép quang sử dụng trường hợp nào? Hãy kể tên LED sáng, LED tắt LED bảy đoạn dùng hiển thị chữ số 0, 1, 2, , Hãy kể tên linh kiện quang điện tử học chia hai nhóm linh kiện biến đổi tín hiệu quang → điện, điện → quang Trang 185 Chương 7: Linh kiện quang Tính R thích hợp mạch sau để LED sáng bình thường (b) (c) Trang 186 PHỤ LỤC CHUẨN KÍ HIỆU LINH KIỆN Linh kiện TT Ký hiệu Mô tả vẽ Chuẩn IEC Chuẩn IEEE Điện trở - Resistor Điện trở R Resistor Biến trở hiệu chỉnh điểm tiếp xúc (bước) Resistor with adjustable contact VR Biến trở hiệu chỉnh liên tục VR Variable resistor; sheostat Nhiệt trở Thermistor; thermal resistor; temperaturesensing element Rt t o t o Nhiệt trở tuyến tính VRt Linear thermistor Nhiệt trở phi tuyến VRt Nonlinear thermistor t o Nhiệt trở với hệ số nhiệt âm VRt o -t Thermistor with Negative temperature coefficient Trang 187 Chuẩn JIC Nhiệt trở với hệ số nhiệt dương VRt o Thermistor with Positive temperature coefficient +t Quang trở Rp Photoconductive; Photoresistive Tụ điện - Capacitor Tụ điện không phân cực 10 C Unpolarized Capacitor Tụ điện có phân cực 11 C Polarized capacitor Biến dung 12 C Variable capacitor Antenna Ăng-ten 13 Antenna Trang 188 Ăng-ten Dipol 14 Dipole antenna Nguồn chiều – DC source Nguồn áp chiều 12 Vdc Direct-Current Source, one cell battery Nguồn áp chiều dạng nối tiếp 13 Vdc Multi cell Battery Nguồn áp xoay chiều 14 Vac Altenating-Current Source Đất 15 Ground Đất vỏ máy 16 Chassis Điện áp (đất) tham chiếu 17 Ground common connection Cuộn dây-Inductor Cuộn dây (thông thường) 18 Inductor Trang 189 Cuộn dây lõi từ 19 L Magnetic-core inductor Cuộn dây hiệu chỉnh bước 20 L Adjustable inductor Cuộn dây hiệu chỉnh liên tục 21 L Continuously Adjustable inductor Máy biến áp 22 Transformer Máy biến áp lõi từ khơng bão hồ 23 Nonsaturating Magneticcore transformer Biến áp tự ngẫu pha 23 One phase Autotransformer Linh kiện bán dẫn Diode 24 D Diode Diode biến dung, variac 25 Capacitive diode; Varactor Trang 190 Diode cảm quang 26 D Photosensitive Diode Diode phát quang (LED) 27 Photoemissive Diode; Light Emitter Diode D Diode Zener 28 Voltage regulator diode; Zener Dz Diode đường hầm 29 Tunnel diode Thyristor 30 SCR Thyristor Triac 31 Bidirectional triode thyristor; Triac NPN Transistor 32 NPN Transistor PNP Transistor 33 PNP Transistor UJT Loại N 34 Unijunction transistor with N-type UJT Loại P 35 Unijunction transistor with P-type Trang 191 JFET kênh N 36 JFET channel N JFET kênh P 37 JFET channel P MOSFET kênh N liên tục 38 MOSFET channel N, depletion type MOSFET kênh P liên tục 39 MOSFET channel P, depletion type MOSFET kênh N gián đoạn 40 MOSFET channel N, enhancement type MOSFET kênh P gián đoạn 41 MOSFET channel P, enhancement type IGBT 42 Insulated Gate Bipolar Transistor Trang 192 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ môn ĐTVT, Bài giảng Kỹ thuật điện tử, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng, 2017 [2] Bộ môn ĐTVT, Bài giảng Thực tập Kỹ thuật điện tử, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng, 2017 [3] GS.TS Lê Tiến Thường, Mạch điện tử 1, Đại học Bách Khoa TP HCM, 2012 [4] PGS.TS Trần Thu Hà, Điện tử bản, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2010 [5] Robert L Boylestad, and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, McGrawHill, 2012 Trang 193 ... ta phương trình bậc theo ID: 0.0513I D2  1.91I D   Giải phương trình, nghiệm ID: ID1= 35 .22 mA  loại ID2= 2. 22mA  nhận Vậy ID= 2. 22mA VGS= -0.68x2 .22 = -1.51V Áp dụng định luật Kirchhoff cho... VDD  I D  RD  RS    2. 22( 2 .2  0.68)  2. 61V Trang 105 Chương 4: Transistor hiệu ứng trường - FET Giải ví dụ phương pháp đồ thị: ID(mA) IDSS 2. 25 VGS(V) -6 -2. 72 -1.5 Hình 4.16 Trên đặc... Shockley hình 4 .23 Hình 4 .23 Phương trình mạch điện định nghĩa sau: R2 VGG  VDD  1.82V R1  R2 VGS  VGG  I D RS  1.82V  I D (1.5k ) Khi I D  0mA, VGS  1.82V Khi VGS  0V , I D  1 .21 mA Kết