1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Giáo trình: Điện tử căn bản Phan Văn Nghĩa

177 48 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • Chương I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM

    • I.1 SỰ GẦN ĐÚNG

    • I.2 NGUỒN THẾ

    • I.3 NGUỒN DÒNG

    • I.4 ĐỊNH LÝ THEVENIN

    • I.5 ĐỊNH LÝ NORTON

  • Chương II. DIODE BN DẪN V MẠCH DIODE

    • II.1 CÁC LOẠI CHẤT BÁN DẪN

    • II.2 TIẾP XÚC PN

    • II.3 DIODE BÁN DẪN CÓ PHÂN CỰC

    • II.4 DIODE LÝ TƯỞNG

    • II.5 GẦN ĐÚNG BẬC 2 CỦA DIODE

    • II.6 NẮN ĐIỆN NỬA CHU KY

    • II.7 BIẾN THẾ

    • II.8 NẮN CẢ CHU KỲ

    • II.9 NẮN CẦU

    • II.10 CÁC BỘ LỌC

    • II.11 DIODE ZENER

    • II.12 ỔN ÁP ZENER CÓ TẢI

    • II.13 GẦN ĐÚNG BẬC 2 CỦA DIODE ZENER

    • II.14 CÁC THIẾT BỊ OPTOELECTRONICS

  • Chương III. TRANSISTOR

    • III.1 CẤU TẠO VÀ CÁC DÒNG ĐIỆN TRONG TRANSISTOR

    • III.2 NỐI EMITTER CHUNG

    • III.3 ĐẶC TUYẾN BASE

    • III.4 ĐẶC TUYẾN COLLECTOR

    • III.5 CÁC GẦN ĐÚNG CHO TRANSISTOR

    • III.6 SỰ THAY ĐỔI CỦA HỆ SỐ KHUYẾCH ĐẠI DÒNG ĐIỆN

    • III.7 ĐƯỜNG TẢI (LOAD LINE)

    • III.8 ĐIỂM LÀM VIỆC VÀ CÁC CHẾ ĐỘ CỦA TRANSISTOR

    • III.9 TRANSISTOR SWITCH

    • III.10 PHÂN CỰC EMITTER

    • III.11 PHOTOTRANSISTOR

  • Chương IV. PHÂN CỰC TRANSISTOR

    • IV.1 PHÂN CỰC BẰNG CẦU CHIA THẾ

    • IV.2 PHÂN TÍCH CHÍNH XÁC MẠCH VDB

    • IV.3 ĐƯỜNG TẢI VDB VÀ ĐIỂM Q

    • IV.4 PHÂN CỰC EMITTER DÙNG 2 NGUỒN NUÔI

    • IV.5 CÁC PHÂN CỰC KHÁC

    • IV.6 TRANSISTOR PNP

  • Chương V. CÁC CHẾ ĐỘ AC CỦA TRANSISTOR

    • V.1 KHUYẾCH ĐẠI PHÂN CỰC BASE

    • V.2 KHUYẾCH ĐẠI PHÂN CỰC EMITTER

    • V.3 CHẾ ĐỘ TÍN HIỆU BE

    • V.4 HỆ SỐ BETA AC VÀ ĐIỆN TRỞ AC CỦA DIODE EMITTER

    • V.5 HAI MÔ HÌNH CỦA TRANSISTOR

    • V.6 PHÂN TÍCH MỘT KHUYẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR

    • V.7 HỆ SỐ KHYUẾCH ĐẠI THẾ

    • V.8 ẢNH HƯỞNG CỦA TRỞ KHÁNG VÀO

    • V.9 KHUYẾCH ĐẠI NHIỀU TẦNG

    • V.10 KHUYẾCH ĐẠI CE CẢI TIẾN

    • V.11 PHẢN HỒI HAI TẦNG

  • Chương VI. KHUYỄCH ĐẠI CÔNG SUẤT

    • VI.1 THUẬT NGỮ BỘ KHUYẾCH ĐẠI

    • VI.2 HAI ĐƯỜNG TẢI

    • VI.3 KHUYẾCH ĐẠI HẠNG A

    • VI.4 KHUYẾCH ĐẠI HẠNG B

    • VI.5 KHUYẾCH ĐẠI HẠNG C

    • VI.6 KHUYẾCH ĐẠI CHUNG COLLECTOR

    • VI.7 TRỞ KHÁNG RA CỦA MẠCH KHUYẾCH ĐẠI

    • VI.8 NỐI DARLINGTON

    • VI.9 LẶP LẠI EMITTER ĐẨY KÉO HẠNG B

    • VI.10 PHÂN CỰC KHUYẾCH ĐẠI ĐẨY KÉO HẠNG B

  • Chương VII. CÁC HIỆU ỨNG TẦN SỐ CỦA MẠCH KHUYẾCH ĐẠI

    • VII.1 ĐÁP TUYẾN TẦN SỐ CỦA MỘT BỘ KHUYẾCH ĐẠI

    • VII.2 SỐ ĐO DECIBEL

    • VII.3 PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG

    • VII.4 GIẢN ĐỒ BODE

    • VII.5 HIỆU ỨNG MILLER

    • VII.6 PHÂN TÍCH TẦN SỐ CỦA BỘ KHUYẾCH ĐẠI

  • Chương VIII. CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN ĐẶC BIỆT

    • VIII.1 JFET (Junction FET)

    • VIII.2 PHÂN CỰC JFET

    • VIII.3 KHUYẾCH ĐẠI DÙNG JFET

    • VIII.4 MOSFET

    • VIII.5 CHUYỂN MẠCH SO

    • VIII.6 CMOS

    • VIII.7 THYRISTOR VÀ ỨNG DỤNG

  • Chương IX. KHUYẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

    • IX.1 KHUYẾCH ĐẠI VI SAI

    • IX.2 PHÂN TÍCH DC MỘT KHUYẾCH ĐẠI VI SAI

    • IX.3 PHÂN TÍCH AC MỘT KHUYẾCH ĐẠI VI SAI

    • IX.4 KHUYẾCH ĐẠI OP AMP

    • IX.5 KHUYẾCH ĐẠI ĐẢO

    • IX.6 KHUYẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO

    • IX.7 HAI ỨNG DỤNG CỦA KHUYẾCH ĐẠI OP AMP

  • Chương X. CÁC MẠCH DAO ĐỘNG

    • X.1 LÝ THUYẾT DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

    • X.2 DAO ĐỘNG CẦU WIEN

    • X.3 DAO ĐỘNG RC

    • X.4 DAO ĐỘNG COLPITTS

    • X.5 DAO ĐỘNG THẠCH ANH

  • Chương XI. NGUỒN NUÔI

    • XI.1 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA NGUỒN NUÔI

    • XI.2 CÁC ỔN ÁP MẮC SHUNT

    • XI.3 CÁC ỔN ÁP MẮC NỐI TIẾP

    • XI.4 CÁC IC ỔN ÁP TUYẾN TÍNH

    • XI.5 CÁC BỘ BIẾN ĐỔI DC - DC

    • XI.6 NGUỒN ỔN ÁP XUNG

Nội dung

Bài 1.Linh kiện điện tử cơ bản 3 1.Điện trở 3 2.Biến trở 5 3.Tụ điện 5 3.1.Phân loại 6 3.2.Tụ hoá 7 4.Diode 7 4.1.Mô tả 5 4.2.Kí hiệu các loại diode 5 5.Transistor 8 5.1.Tác dụng 9 6.Led 7 thanh 9 7.Bộ cách ly quang 11 7.1.Ứng dụng 11 7.2.Nguyên lý cấu tạo chung của bộ cách ly 11 7.3.Phân loại 11 7.4.Hình vẽ nguyên lý 11 8.Relay 13 8.1.Phân loại 13 8.2.Điều khiển đóng mở relay 13 B Bài thực hành số 1 14 1.Công cụ 14 2.Hướng dẫn sử dụng panel 14 Bài 2:Các IC tích hợp chuyên dụng 16 2.1.Mạch nguồn 16 2.2.Các mạch số logic 19 2.3.IC lập trình được 19 Bài 3:Thiết kế mạch nguyên lý bằng PROTEL 24 3.1.Tổng quan 25

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Giáo trình ĐIỆN TỬ CĂN BẢN Tháng - 2005 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình ĐIỆN TỬ CĂN BẢN tài liệu học tập dành cho sinh viên Khoa Công nghệ Thông tin Điện tử trình bày cấu tạo hoạt động linh kiện điện tử mạch chúng Đây kiến thức sở để hiểu biết cấu trúc máy tính thiết bị phần cứng kỹ thuật công nghệ thông tin Nội dung chủ yếu giáo trình mô tả cấu tạo, đặc trưng linh kiện điện tử bán dẫn diode, transistor, IC mạch ứng dụng chúng Giáo trình gồm 11 chương Chương 1: Một số khái niệm Chương 2: Diode bán dẫn mạch diode Chương 3: Transistor Chương 4: Phân cực transistor Chương 5: Khuyếch đại transistor Chương 6: Khuyếch đại công suất Chương 7: Các hiệu ứng tần số mạch khuyếch đại Chương 8: Các linh kiện bán dẫn đặc biệt Chương 9: Khuyếch đại thuật toán Chương 10: Các mạch dao động Chương 11: Nguồn nuôi Nội dung giáo trình rộng mà thời gian lại hạn chế 60 tiết số vấn đề bị bỏ qua Sinh viên tham khảo thêm textbook tiếng Anh sau thư viện Khoa Công nghệ Thông tin Electronic Principles Malvino, Mc Graw-Hill, 1999 Sinh viên vào Website: www.alldatasheet.com để có thêm thông tin chi tiết số liệu kỹ thuật linh kiện Do trình độ người viết có hạn, chắn giáo trình có nhiều thiếu sót Rất mong góp ý bạn đọc Đà Lạt, tháng năm 2005 Phan Văn Nghóa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương I MỘT SỐ KHÁI NIỆM I.1 SỰ GẦN ĐÚNG Trong sống thường xuyên dùng gần hay xấp xỉ Trong kỹ thuật Chúng ta thường dùng mức gần sau: ♦ Gần lý tưởng (đôi gọi gần bậc 1) ♦ Gần bậc ♦ Gần bậc ♦ Mô tả xác 1) Gần lý tưởng Một đoạn dây AWG22 dài inch (2.54cm) có điện trở R=0.016Ω, cuộn cảm L=0.24µH tụ C=3.3pF Nếu tính tới tất ảnh hưởng RLC tính toán liên quan đến dòng nhiều thời gian phức tạp Vì nhiều trường hợp, để đơn giản, bỏ qua RLC đoạn dây dẫn Sự gần lý tưởng, mạch tương đương đơn giản thiết bị Ví dụ, gần lý tưởng đoạn dây nối vật dẫn có trở kháng Z=0 Sự gần đủ cho thiết bị điện tử thông thường Trường hợp ngoại lệ xảy tần số cao Khi phải xét đến cảm kháng dung kháng Giả sử inch dây nối có L=0.24µH C=3.3pF tần số f=10MHz cảm kháng dung kháng tương đương chúng 15.1Ω 4.82KΩ Chúng ta thường dùng gần lý tưởng dây nối tần số f1% RS) dòng tải bắt đầu thay đổi Nguồn dòng mạnh Chúng ta bỏ qua ảnh hưởng điện trở nguồn nguồn dòng lớn điện trở tải 100 lần Mọi nguồn dòng thỏa điều kiện gọi nguồn dòng mạnh Nguồn dòng mạnh thỏa điều kiện: (1-3) Rs >100RL Trong trường hợp giới hạn, điện trở tải lớn mà nguồn xem nguồn dòng mạnh (1-4) RL(max)=0.01Rs Theo (1-4) điện trở tải lớn 1/100 điện trở nguồn Hình 1-5a ký hiệu nguồn dòng lý tưởng, thiết bị tạo dòng Is với điện trở nội nguồn Rs vô Hình 1-5b gần bậc nguồn dòng Ở điện trở RS mắc song song với nguồn dòng lý tưởng IS Phần cuối chương Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt xem xét định lý Norton, biết Rs lại mắc song song với nguồn dòng IS Hình 1-5: Nguồn dòng Bảng sau cho thấy khác nguồn dòng nguồn Đại lượng Rs RL VL IL Nguồn Nguồn dòng Rất bé > 100 Rs Hằng Phụ thuộc RL Rất lớn < 0.01Rs Phụ thuộc RL Hằng I.4 ĐỊNH LÝ THEVENIN Hình 1-6: Thế Thevenin Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định lý mệnh đề chứng minh toán học Sau xem xét số khái niệm liên quan đến định lý Thevenin, tên kỹ sư người Pháp Thế Thevenin (VTH): Trên hình 1-6, Thevenin đo đầu điện trở tải (hai đầu AB) điện trở tải (điện trở tải hở mạch) Vì Thevenin gọi hở mạch Thế Thevenin: (1-5) VTH =VOC Trở Thevenin (RTH): điện trở đo đầu điện trở tải điện trở tải hở mạch tất nguồn giảm tới Giảm nguồn tới có ý nghóa khác nguồn dòng nguồn Cụ thể sau: ♦ Đối với nguồn thế: ngắn mạch ♦ Đối với nguồn dòng: hở mạch Vậy định lý Thevenin đề cập đến gì? Theo định lý Thevenin, hộp đen chứa mạch gồm nguồn DC điện trở tuyến tính (là điện trở không thay đổi giá trị thay đổi nó) hình 1-6a thay nguồn Thevenin điện trở Thevenin tương đương hình 1-6b Khi dòng qua tải (1-6) IL=VTH/(RTH+RL) Định lý Thevenin công cụ mạnh Nó không giúp đơn giản tính toán mà giúp giải thích hoạt động mạch mà dùng phương trình Kirchhoff làm Ví dụ: Tính trở Thevenin cho mạch hình 1-7 Hình 1-7 Để tính Thevenin hở mạch điện trở tải RL Dễ dàng thấy VTH = 24V Để tính trở Thevenin cần hở mạch tải ngắn mạch nguồn 72V Khi đó: Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt RTH = + (3//6) = 6KΩ Có thể dùng Vôn kế Ohm kế để đo Thevenin trở Thevenin Độ xác phép đo phụ thuộc vào loại máy đo sử dụng Ví dụ sử dụng máy đo loại thị kim có độ nhạy 20KΩ/V thang đo 30V trở kháng vào máy đo 600KΩ Khi đo bé Thevenin chút Thường người ta dùng vôn kế có trở kháng vào vào lớn trở Thevenin 100 lần Khi sai số bé 1% Để có trở kháng vào cao, ngày người ta dùng vôn kế số (Digital Multimeter) với trở kháng vào cỡ 10MΩ I.5 ĐỊNH LÝ NORTON Trên hình 1-8a, dòng Norton IN định nghóa dòng tải điện trở tải ngắn mạch Vì dòng Norton gọi dòng ngắn mạch (1-7) IN = ISC Điện trở Norton điện trở đo hai đầu điện trở tải hở mạch điện trở tải tất nguồn giảm tới (1-8) RN = ROC Do điện trở Thevenin ROC, nên thể viết: (1-9) RTH=RN nghóa điện trở Thevenin điện trở Norton Hình 1-8: Mạch Norton Trang CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cầu chia setup điểm phân cực tónh Cuộn RF có cảm kháng cao xem hở mạch tín hiệu ac Hệ số khuyếch đại tần số thấp (10-4) rc / r’e rc trở kháng xoay chiều mạch collector Do RF có trở kháng lớn, trở kháng ac collector chủ yếu trở kháng mạch cộng hưởng Trở kháng có giá trị cực đại tần số cộng hưởng Có thể gặp mạch dao động Colpitts kiểu khác Dấu hiệu chung cầu chia tụ C1 C2 Chúng tạo phản hồi cần thiết cho dao động Hình 10-11 Hình 10-11 mạch tương đương ac dao động Colpitts Lưu ý C1 phản hồi lấy C2 Tần số cộng hưởng Mạch cộng hưởng RC dao động Colpitts có tần số cộng hưởng fr = 1/2π(LC)1/2 (10-5) C=C1C2/ (C1+C2) C1 C2 nối tiếp Hệ số phản hồi mạch β=C1/ C2 hệ số khuyếch đại bé Amin = C2 / C1 Trang 161 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt X.5 DAO ĐỘNG THẠCH ANH Khi độ xác độ ổn định tần số quan trọng dao động thạch anh dùng Hình 10-12 cho thấy dao động thạch anh Hình 10-12 Thạch anh (XTAL) đóng vai trò cuộn cảm lớn nối tiếp với tụ bé Do tần số cộng hưởng không ảnh hưởng transistor tụ ký sinh Đối với mạch dao động thạch anh, dùng biểu thức sau fr = 1/2π(LC)1/2 C = 1/ (1/C1+1/C2+1/ C3) β=C1 / C2 Amin = C2 / C1 Trang 162 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương XI NGUỒN NUÔI XI.1 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA NGUỒN NUÔI Chất lượng nguồn phụ thuộc vào độ ổn định tải, độ ổn định nguồn trở kháng Chúng ta xem xét đặc trưng nguồn Độ ổn định tải (Load Regulation) Hình 11-1 cho thấy nguồn với mạch nắn cầu lọc dùng tụ C Hình 11-1 Thay đổi tải RL làm thay đổi tải Nếu trở tải nhỏ làm cho độ gợn sóng tải tăng, sụt qua diode cuộn thứ cấp tăng Do giảm trở tải làm giảm tải Độ ổn định tải cho biết tải thay đổi dòng tải thay đổi Định nghóa độ ổn định tải (11-1) LOAD REGULATION= (VNL-VFL) x100%/ VFL VNL tải dòng tải Trong VFL tải dòng tải tối đa Ví dụ mạch hình 11-1 có VNL=10.6V IL=0 VFL=9.25V IL=1A Thì Load Regulation = (10.6-9.25)x100% / 9.25 = 14.6% Độ ổn định tải bé nguồn tốt Các nguồn ổn áp tốt có độ ổn định tải bé 1%, nghóa tải thay đổi 1% toàn miền dòng tải Trang 163 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Độ ổn định lưới (Line Regulation) Trên hình 11-1 nguồn vào có giá trị danh định 120V (tại Mỹ) Giá trị thực ổ cắm thay đổi từ 105V đến 125V phụ thuộc vào thời gian, địa điểm số yếu tố khác Do thứ cấp tỷ lệ trực tiếp với vào tải thay đổi lưới thay đổi Độ ổn định lưới định nghóa sau: LINE REGULATION= (VHL-VLL)x100%/ VLL (11-2) Trong VHL tải nguồn cao VLL tải nguồn thấp Ví dụ VHL=11.2V lưới 125V ,VLL=9.2V lưới 105V Độ ổn định lưới = (11.2-9.2)x100%/ 9.2 = 21.7% Cũng độ ổn định tải, độ ổn định lưới bé tốt Các nguồn ổn áp tốt có độ ổn định lưới bé 0.1% ĐIỆN TRỞ RA Điện trở Thevenin hay điện trở nguồn quy định độ ổn định tải Một nguồn có trở thấp độ ổn định tải thấp Điện trở nguồn tính theo công thức sau: RTH = (VNL-VFL)/ IFL (11-3) Chẳng hạn mạch hình 11-1, ta có VNL=10.6V IL=0 VFL=9.25V IL=1A RTH =(10.6-9.25)/1 = 1.35Ω Biểu thức tương đương cho độ ổn định tải Độ ổn định tải = RTHx100%/ RL(min) (11-4) Ví dụ, nguồn có trở 1.5Ω trở tải tối thiểu 10Ω độ ổn định tải Độ ổn định taûi = (1.5/10)x100% = 15% Trang 164 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt XI.2 CÁC ỔN ÁP MẮC SHUNT Độ ổn định lưới độ ổn định tải nguồn không ổn áp cao hầu hết ứng dụng Bằng cách sử dụng ổn áp (Voltage Regulator) nguồn tải cải thiện cách đáng kể độ ổn định lưới độ ổn định tải Một ổn áp kiểu tuyến tính dùng linh kiện vùng tuyến tính để giữ tải số Có loại ổn áp tuyến tính: Ổn áp tuyến tính mắc shunt Ổn áp tuyến tính mắc nối tiếp Trong phần xét ổn áp tuyến tính mắc shunt, loại ổn áp mà mạch ổn áp mắc song song với tải ỔN ÁP ZENER Ổn áp mắc shunt đơn giản mạch diode Zener hình 11-2 Hình 11-2 Trong mạch diode Zener hoạt động vùng đánh thủng Khi dòng tải thay đổi, dòng qua Zener tăng giảm cách tương ứng để giữ cho tải không đổi Trên hình 11-2, dòng qua RS IS=(Vin-Vout)/ RS Thế tải Vout = VZ Khi vào không đổi, dòng vào gần không đổi dòng tải thay đổi Dòng taûi IL = IS - I Z Trang 165 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dòng tải có giá trị tối đa dòng vào dòng qua Zener Khi dòng tải lớn, mạch hình 11-2 có độ ổn định tải thay đổi dòng qua điện trở Zener làm thay đổi đáng kể Một cách để cải thiện độ ổn định tải dòng tải lớn thêm transistor hình 11-3 Hình 11-3 Với mạch Vout = VZ + VBE (11-5) Nếu tăng, phản hồi base transistor tăng làm cho sụt qua RS tăng Kết qủa lại giảm THẾ RA CAO HƠN Hình 11-4 cho thấy mạch ổn áp cao sử dụng Zener đánh thủng thấp Hình 11-4 Trang 166 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mạch dùng phản hồi âm Mọi thay đổi lối phản hồi base transistor Thế base transistor cho công thức VB = R1Vout / (R1+R2) Do Vout = (R1+R2)VB/R1 Trên hình 11-4, cực base VB= VZ+VBE Vậy Vout = (R1+R2) (VZ+VBE )/ R1 (11-6) Một cách để loại trừ ảnh hưởng VBE vào thay transistor OP AMP Với OP AMP có hệ số khuyếch đại lớn, cho Vout = (R1+R2)VZ/ R1 (11-7) BẢO VỆ NGẮN MẠCH Ưu điểm mạch ổn áp mắc shunt tự bảo vệ ngắn mạch Khi ngắn mạch dòng qua RS tối đa Vin / RS Hiệu suất ổn áp Hiệu suất η= (Pout / Pin)x100% (11-8) Trang 167 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt XI.3 CÁC ỔN ÁP MẮC NỐI TIẾP Nhược điểm ổn áp mắc shunt hiệu suất thấp Để nâng cao hiệu suất người ta dùng ổn áp nối tiếp ổn áp xung Ổn áp xung cho hiệu suất cao từ 75% đến 95% Nhưng ổn áp xung lại tạo nhiễu tần số cao RFI (radio frequency interference) Mặc khác ổn áp xung phức tạp Các ổn áp mắc nối tiếp thích hợp cho ứng dụng cần công suất bé 10W thiết kế đơn giản, hiệu suất từ 50 đến 70% Trong ổn áp loại transistor hoạt động miền tác động Ổn áp nối tiếp đơn giản mạch lặp lại zener hình 11-5 Hình 11-5 Thế mạch ổn áp Vout = VZ + VBE (11-9) Nếu vào dòng tải thay đổi, zener emitter base thay đổi chút Trong ổn áp mắc nối tiếp dòng tải xấp xỉ dòng vào dòng qua Zener bé Transistor mạch gọi transistor thông dẫn dòng tải chảy qua Hiệu suất mạch lớn mạch mắc shunt thay điện trở transistor Dòng vào ổn áp nối tiếp thay đổi theo dòng tải số ổn áp mắc shunt ỔN ÁP HAI TRANSISTOR Hình 11-6 cho thấy mạch ổn áp dùng transistor Trang 168 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 11-6 Nếu tăng vào tăng dòng tải giảm phản hồi Q1 tăng làm tăng dòng qua Q1 làm giảm base Q2 Kết qủa lối giảm Thế mạch cho Vout = (R1+R2)(VZ+VBE)/ R1 (11-10) Dòng qua transistor Q2 IC=IL+ I2 Trong I2 dòng chảy qua cầu phân R1 R2 Thường I2 bé so với IL IC=IL Công suất tiêu tán PD = (Vin – Vout)IL (11-12) Hiệu suất η=(Vout / Vin )x100% (11-13) ỔN ÁP CẢI TIẾN Hình 11-7 cho thấy ổn áp nối tiếp cải tiến nhờ sử dụng OP AMP Thế Trang 169 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vout = (R1+R2)VZ/ R1 (11-14) Hình 11-7 XI.4 CÁC IC ỔN ÁP TUYẾN TÍNH Có nhiều ổn áp tuyến tính tích hợp IC Tất chúng ổn áp nối tiếp Thông thường IC có chân: Chân điện áp vào chưa ổn áp, chân điện áp ổn áp chân GND Các ổn áp chân có vỏ nhựa vỏ kim loại ngày phổ biến rẻ tiền dễ dùng Các ổn áp IC chân cho điện áp dương âm cố định từ đến 24V với dòng tải đến 1A Một số ổn áp cho phép điều chỉnh điện áp lối từ đến 40V Đối với IC ổn áp, nhà máy định nghóa lại hệ số ổn định nguồn tải sau: Độ ổn định nguồn = ∆Vout toàn miền dòng tải Độ ổn định tải = ∆Vout toàn miền vào Bảng 11-1 cho thấy số IC ổn áp điển hình thông số chúng Lưu ý: drop out sụt qua IC ổn áp bé mà ổn áp hoạt động Nói cách khác vào tối thiểu ổn áp IC phải danh định cộng với drop out Ví dụ với LM7805 vào tối thiểu 8V Trang 170 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Number Vout (V) Imax (A) LM7805 LM7806 LM7808 LM7812 LM7815 LM7818 LM7811 LM78L05 LM78L12 LM2931 LM7905 LM7912 LM7915 LM317 LM337 LM338 12 15 18 11 12 to 11 -5 -12 -15 1.2 to 37 -1.2 to –37 1.2 to 32 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.1 0.1 0.1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 XI.5 Load Reg (mV) 10 12 12 12 12 12 12 20 30 14 10 12 12 0.3% 0.3% 0.3% Line Reg 4 15 18 18 30 4 0.02%/V 0.01%/V 0.02%/V Drop out (V) 2 2 2 1.7 1.7 0.3 2 2 2.7 CÁC BỘ BIẾN ĐỔI DC - DC Đôi cần biến đổi DC thành DC khác Ví dụ biến đổi từ 5V thành 12V Các biến đổi DC-DC hiệu chúng sử dụng transistor chế độ công tắc Trong phần phân tích biến đổi DC-DC không ổn áp Phần sau phân tích biến đổi DCDC ổn áp sử dụng biến điệu độ rộng xung hay gọi ổn áp xung (Switching Regulators) Một biến đổi DC-DC (xem hình 11-8) gồm tạo xung vuông nuôi DC cần biến đổi Sóng vuông (có giá trị đỉnh đỉnh giá trị nguồn DC vào) kích thích cuộn sơ cấp biến áp Tại thứ cấp biến áp nhận xung vuông có biên độ lớn bé sóng vuông điều khiển Qua mạch nắn lọc nhận DC cần thiết Trang 171 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 11-8 Tần số hoạt động biến đổi (sóng vuông) khoảng 10 KHz đến 100KHz Hình 11-9 mạch biến đổi DC-DC không ổn áp, sử dụng transistor Hình 11-9 Trang 172 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bộ tạo sóng vuông dùng OP AMP hoạt động tần số 20KHz Q1 mạch tách pha để tạo tín hiệu ngược pha kích thích cặp transitor đẩy kéo Q2 Q3 Bộ biến đổi DC-DC không ổn áp cần phải lối vào ổn định (lối ổn áp chẳng hạn) XI.6 NGUỒN ỔN ÁP XUNG Ổn áp xung thuộc loại biến đổi DC-DC sử dụng mạch ổn áp bên Người ta thường dùng biến điệu độ rộng xung (Pulse Width Modulation PWM) để điều khiển thời gian on/off transistor Bằng cách thay đổi độ rộng xung ổn định điện áp lối dòng tải nguồn thay đổi Trong ổn áp nối tiếp, transistor thông dẫn luôn dẫn công suất tiêu tán lớn hiệu suất thấp Để giảm công suất tiêu tán nâng cao hiệu suất, xung vuông điều khiển transistor thông dẫn chuyển chế độ bão hoà ngưng dẫn Khi transistor ngưng dẫn công suất tiêu tán Khi transistor bão hoà công suất tiêu tán thấp sụt qua transistor bão hoà bé Do ổn áp xung đạt hiệu suất đến 95% Vì hiệu suất cao kích thước bé nên ổn áp xung dùng nhiều thiết bị điện tử hệ Có nhiều cấu hình cho ổn áp xung tuỳ theo dãi công suất yêu cầu chất lượng Hình 11-10 ổn áp xung thông thường Hình 11-10 Trang 173 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Switch transitor lưỡng cực FET công suất Bộ biến điệu độ rộng xung dao động sóng vuông có tần số cố định (từ 10 KHz đến 100KHz) độ xốp (tỷ số thời gian xung mức cao thời gian xung mức thấp) thay đổi Mạch so sánh dùng OP AMP Ban đầu power on, mạch Khi phản hồi lối vào – OP AMP Thế OP AMP lớn làm cho độ xốp xung cực đại Tại phần dương xung điều khiển, SW đóng Lúc diode bị phân cực ngược dòng vào chảy qua cuộn L Dòng tạo từ trường xung quanh cuộn L Năng lượng từ trường cho W=0.5 LI2 Dòng điện nạp cho tụ C chảy qua tải Khi xung điều khiển có mức thấp, SW hở Lúc dòng qua cuộn giảm làm từ trường qua cuộn L giảm làm xuất tự cảm ngược chiều Thế tự cảm phân cực thuận diode trì dòng qua cuộn ban đầu Dòng chảy qua tải với hướng SW đóng Nói cách khác SW hở cuộn cảm đóng vai trò nguồn tiếp tục cung cấp dòng qua tải cuộn trả hết lượng cho mạch SW đóng lại Quá trình tiếp tục tải có dòng DC Giá trị trung bình Vout = D Vin (11-15) Trong D độ xốp xung Bằng cách kiểm soát D làm cho Vout không thay đổi Vì OP AMP có hệ số khuyếch đại lớn ngắn mạch ảo lối vào nên VFB= VREF Do Vout = (R1+R2)VREF/ R1 (11-16) Các nguồn ổn áp kiểu xung hệ sử dụng khuyếch đại đẩy kéo biến áp xung cách ly sơ cấp thứ cấp nguồn Trong trường hợp phải thực nối quang học (dùng phototransitor) để phản hồi lối Trang 174 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt lối vào Bộ nguồn TV, máy tính, hình máy in ổn áp xung có công suất từ vài chục đến vài trăm W Thế vào ac nắn lọc trực tiếp để tạo nguồn dc chưa ổn áp Nguồn dc chưa ổn áp sau lại biến đổi DC-DC kiểu xung nhằm tạo điện thấp ổn định cho mạch điện tử Tuỳ theo ứng dụng, điện áp dc lối nguồn kiểu xung 3.3V, 5V, 12V số điện aùp dc khaùc ……………………………………… Trang 175 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... Trong hình 1-8 a, hộp đen chứa mạch gồm nguồn DC điện trở tuyến tính Định lý Norton phát biểu rằng, thay mạch hình 1-8 a mạch hình 1-8 b Dưới dạng biểu thức: VL=IN(RN//RL) ( 1-1 0) Theo ( 1-1 0) tải dòng... vào mạch hình 2-2 3b Khi Thevenin tải RL là: VTH = Vs (RL/RS+RL) ( 2-1 6) Thế Thevenin phải lớn Vz, không đánh thủng không xảy Trên mạch hình 2-2 3, dòng qua Rs bằng: IS= (Vs-Vz)/Rs ( 2-1 7) Thế tải... Collector - CC) • Nối B chung (Common Base - CB) Hình 3-4 : Nối CE Trang 37 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trong hình 3-4 , phần chung emitter nối với phần đất (Ground - GND)

Ngày đăng: 25/08/2020, 18:06

TỪ KHÓA LIÊN QUAN