Giáo trình linh kiện điện tử và ứng dụng dùng cho các trường đào tạo hệ trung học chuyên nghiệp nguyễn viết nguyên (XB năm 2007)

TS NGUYỄN VIẾT NGUYÊN GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN Tử VA dNQ DỢNQ Sách d ù n g cho trường đào tạo hệ T ru n g học chuyên n g h iệp (Tái lần thứ năm ) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO ĐỤC 11 - 2007/CXB/296 - 2119/GD Mã số : 7K553T7 - DAI Lòi giới thiệu Việc tổ chức biên soạn xuất sô'giáo trình phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Điện - Điện tử, Cơ khí - Động lực trường THCN - DN cố gắng lớn Vụ Trung học chuyên nghiệp - Dạy nghề Nhà xuất Giáo dục nhằm bước thống nội dung dạy học ỏ trường THCN tồn quốc Nội dung giáo trình xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa Đề cương giáo trình Vụ Trung học chuyên nghiệp - Dạy nghề tham khảo ý kiến s ố trường : Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội, Trường TH Việt - Hung, Trường TH Công nghiệp II, Trường TH Công nghiệp III v.v nhận nhiều ý kiến thiết thực, giúp cho tác giả biên soạn phù hợp Giáo trình nhà giáo có nhiều kinh nghiệm giảng dạy trường Đại học, Cao đẳng, THCN biên soạn Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mỏ, nghĩa là, đề cập nội dung bản, cối yếu đê tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trựờng tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo THCN Tuy tác giả có nhiều cơ' gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Vụ Trung học chuyên nghiệp Dạy nghề đề nghị trường sử dụng giáo trình xuất lần đ ể bổ sung cho nguồn giáo trình thiếu nay, nhằm phục vụ cho việc dạy học trường đạt chất lượng cao Các giáo trình bổ ích đổi với đội ngủ kĩ thuật viên, công nhân kĩ thuật đ ể nâng cao kiến thức tay nghề cho Hy vọng nhận góp ý trường bạn đọc đ ể giáo trình biên soạn tiếp lần tái sau có chất lượng tốt Mọi góp ý xin gửi NXB Giáo dục - 81 Trần Hưng Đạo - Hà Nội VỤTHCN-DN Mỏ đầu Giáo trìn h linh k iện đ iện tử ứng d ụ n g biên soạn theo đề cương vụ THCN - DN, Bộ Giáo dục & Đào tạo xây dựng thông qua Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu Các kiến thức tồn giáo trình có mơĩ liên hệ ỉơgíc chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình củng phần nội dung chuyên ngành đào tạo người dạy, người học cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan đôĩ với ngành học đê việc sử dụng giáo trinh có hiệu Khi biên soạn giáo trình, cô gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến mơn học phù hợp với đối tượng sử dụng cô gẳng gắn nội dung lí thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sơng đế giáo trình có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng 60 tiết, gồm chương: Chương Các linh kiện điện tử thụ động ; Chương Chất bán dẫn điện điôt bán dẫn ; Chương Tranzito lưỡng cực (BJT) ; Chương Các cấu kiện bán dẫn khác ; Chương vi điện tử Trong trinh sử dụng, tùy theo yêu cầu cụ th ể có th ể điều chinh sơ tiết chương Trong giáo trình, chúng tịi khơng đề nội dung thực tập chương, trang thiết bị phục vụ cho thực tập trường khơng đồng Vì vậy, vào trang thiết bị có trường khả nặng to chức cho học sinh thực tập xí nghiệp bên ngồi mà trường xây dựng thời lượng nội dung thực tập cụ th ể -T h i lượng thực tập tối thiểu nói chung khơng thời lượng học lí thuyết mơn Giáo trình biên soạn cho đối tượng học sinh THCN, Công nhân lành nghề bậc ¡ củng tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh uiên Cao đăng kĩ thuật K ĩ thuật viên làm việc sở kinh tê nhiều lĩnh vực khác Mặc dù c ố gắng chắn không tránh khỏi hết khiếm khuyết Rất mong nhận ý kiến đóng góp người sử dụng đ ể lần tái sau hồn chỉnh Mọi góp ý xin gửi Nhà XBGD —81 Trần Hưng Đạo, Hà Nội TÁC GIẢ Chương I CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG Để có kiến thức chung nhóm linh kiện điện tử thụ động điện trở, tụ điện hay cuộn dây sử dụng cách rộng rãi mạch điện thiết bị điện tử; chương đề cập tới số tính chất quan trọng loại linh kiện Tuy nhiên số tiết học có hạn khối lượng lớn linh kiện tích cục trọng tâm chương trình nên ta dừng lại nhữnịg điểm sở chung chúng 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG Trạng thái điện phần tử thể qua hai thông số trạng thái điện áp u đầu dòng điện i chảy qua nó, phần tử tự tạo thơng số gọi nguồn điện áp hay nguồn dòng điện Đối lập lại, phần tử khổng tự tạo điện áp hay dịng điện cần phải ni từ nguồn sức điện động từ Mối quan hệ tương hỗ thông số trạng thái u i phần tử gọi trở kháng thể quan hệ hàm số đó: i = f(u) Ở ta chọn điện áp u đầu phần tử xét biến số dịng điện i chảy qua hàm số cùa u Tồn hai nhóm quan hệ hàm f quan hộ tuyến tính (được mơ tả phương trình đại số bậc hay phương trình vi tích phân tuyến tính) phần tử tương ứng gọi phần tử tuyến tính, quan hệ hàm f quan hệ phi tuyến tính (trạng thái mơ tả phương trình đại số bậc cao hay phương trình vi tích phân phi tuyến tính) phần tử gọi phần tử phi tuyến Điện trở, tụ điện cuộn dây điếu kiện làm việc thông thường phần tử thuộc nhóm quan hệ tuyến tính Tính chất quan trọng áp dụng nguyên lý xếp chồng (nguyên lý chổng chất) lên nó, nghĩa tác động tổng cộng tổng tác động riêng lẻ lên phần tử, đáp ứng tổng cộng nhận I tổng đáp ứng riêng lẻ Nếu biểu diễn quan hệ i = f(u) đồ thị gọi đặc tuyến von-ampe phần tử đồ thị có dạng bậc theo quan hệ ( 1.1) i = ỈCị U i = k2 hay ( 1) du ' d ĩ i = k3 judt giá trị k j, k2, k3 số Nếu đặt kl = (là điện dẫn phần tử) ta có biểu thức định luật Ồm cho điện trở có giá trị R i = ^-.u ( 1.2) Cịn có k2 = c (gọi điện dung tụ điện) ta có quan hệ i= c £ dt (1.3) có k3 = -Ị- (L điện cảm cuộn dây) ta có quan hệ: i = Y* Judt (1.4) Các hệ thức (1.2), (1.3) (1.4) phương trình mơ tả trạng thái phần tử điện trở, tụ điện cuộn dây 1.2 CÁC TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ĐIỆN TRỞ Để đạt giá trị dống điện mong muốn điểm đồ mạch diện hay giá trị điện áp mong muốn điểm cửa mạch người ta dùng điện trở có giá trị thích hợp, cần ý chúng có tác dụng giống mạch diện chiều mạch điện xoay chiều tửc chế độ làm việc điện trở khơng phụ thuộc vào tần số tín hiệu tác động lên nố Khi sử dụng ỉ diện trở, tham số cần quan tâm là: giá trị điện trờ tính ơm (G) hay kiỉơ-õm (kO ) ; Sai số hay dung sai mức thay đổi tương đối giá trị thực so với giá trị đanh định sản xuất ghi tính theo phần trăm (%); Công suất tối đa cho phép tính wat (W); tham số đặc điểm cấu tạo loại vật liệu dùng để chế tạo điện trở 1.2.1 Giá trị điện trở Các điện trở thực tế nhà sản xuất chế tạo có giá trị theo thang thể bảng 1.1 Bảng 1.1 THANG CÁC GIÁ TRỊ SẢN XUẤT THỰC CỦA ĐIỆN TRỞ MÍ2 < 10Í2 Q 0,33 10 100 0,27 0,5 12 1,2 120 0,33 15 1,5 150 0,39 1,5 18 1,8 180 0,47 22 2,2 220 0,68 kíi 0,56 27 2,7 3,3 33 3,3 0,82 3,9 39 3,9 1,0 47 4,7 1,2 4,7 56 5,6 1,5 68 ,8 ’ 1,8 5,6 82 8,2 2,2 100 10,0 2,7 6,5 120 12,0 3,3 150 15,0 3,9 180 18,0 4,7 220 22,0 5,6 270 27,0 6,5 330 33,0 8,2 390 39,0 10,0 470 47,0 12,0 560 56,0 15,0 680 68,0 18,0 820 82,0 22,0 Khi tính tốn lý thuyết để thiết kế mạch điện, giá trị điện trở nhận thường khác với tháng giá trị trên, lúc cần chọn giá trị bảng gần với giá trị tính Quy lu ậ t m àu dung sai Người ta thường dừng phương pháp đánh dấu giá trị điện trở vòng mầu khác thân nố theo thứ tự quy luật màu bảng 1.2 Bảng 1.2 QUY ƯỚC MÀU VÀ CÁCH ĐỌC GIÁ TRỊ ĐIỆN TRỞ THEO MÀU QUY ƯỚC Màu Số thứ SỐ thứ hai Các số đặt sau hai cha số Đen 0 Khống có Nâu 1 Đỏ 2 0 Cam 3 0 Vàng 4 0 0 Xanh 5 0 0 Xanh da trời 6 0 0 0 Tím 7 0 0 0 Xám 8 Trắng 9 0 0 0 0 0 0 0 0 Ví dụ thân điện trở cổ vạch màu đỏ, tím, cam giá trị tương ứng theo bảng màu 27.103Q = 27 kQ Một số dạng điện trở cũ đọc theo màu thân, đầu châm thân lúc đố đọc theo quy luật màu trôn theo thứ tự thân - đầu - chấm Vòng thứ biểu thị sai số (dung sai) điện trở với màu quy ước: Vòng ngân nhũ (bạc) dung sai 10% Vòng kim nhũ (vàng) dung sai 5% Vòng đỏ dung sai 2% Vòng nấu dung sai 1% Hiện người ta sử dụng quy định đánh số trực tiếp thân điện trở tính theo CI kèm theo chữ biểu thị bội số Q (R = 10°Q, K = 103n M = 106Q), chữ thứ hai tiếp sau chữ sổ thứ Dung sai Hình 1.1 thứ biểu thị dung sai: M = 20%; K = 10%; J = 5%; H = 2,5%; G = 2% F = 1%, ví dụ tnân điện trở ta nhận dòng ký hiệu: 8K2J tương ứng với điện trở có giá trị kilô-ôm 200 ôm với dung sai 5% 1.2.2 Các đặc điểm cấu tạo điện trỏ Các loại điện trở có giá trị cố định thường gặp cho hình 1-2 (gần tương đương với hình dạng kích thước thực chúng) Nếu phân chia theo cấu tạo, có loại điện trở là: • Điện trở than ép dạng chế tạo từ bột than trộn với chất liên kết nung nóng hóa thể rắn bảo vệ lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn, công suất cỡ -^w đến 1W với giá trị 10fi đến 22 Mfì • Điện trở than có độ ổn định cao loại phổ biến có cơng suất danh đinh từ ^ r W đến vài w * 20 • Điện trở màng kim loại chế tạo theo cách kết lắng màng Ni - Cr thân gốm có xẻ rãnh xoắn sau phủ lớp sơn, loại có độ ổn định cao loại than giá thành cao vài lần • Điện trở oxit kim loại: kết lắng màng oxit thiếc Si02, chống nhiệt chống ẩm tốt, cơng suất danh định 1/2W • Điện trở dây quấn thưòng dùng yêu cầu giá trị điện trở thấp hay yêu cầu dòng điện cao, cồng suất 1W đến 25w Giá trị điện trở cịn phụ thuộc nhiệt độ làm việc trị số bị thay đổi có dịng chảy qua tượng biến đổi lượng điện thành lượng nhiệt thân điện trở Điện trở than có hệ số nhiệt độ âm, nghĩa giá trị điện trở giảm nhiệt độ tăng với hệ số - 100%o đến 500%o/°c Trong phần lớn Iòại điện trở khác (loại màng kim loại, oxit kim loại ) hệ số dương Ngoài giá trị điện trở thay đổi theo thời gian hay điều kiện đặc biệt theo tần số tín hiệu xoay chiều tác động lên nó.3 Điện trở biến đổi thường gọi chiết áp với cấu tạo loại nêu có dạng cung 270° nối với cần chạy quay nhờ trục giữa, chạy tiếp xúc động với vành điện trở nhờ giá trị tính từ dầu tới điểm chạy biến đổi quay trục chạy Phổ biến loại cấu tạo than dây quấn, loại than có cơng suất danh định thấp (1/4W đến 1/2 W), loại dây quấn có cơng suất danh định cao • Nếu quy ước gọi tồn hình 5.63a cấu trúc A, hình 5.64 cho ta cặp Aj A2 làm việc chế độ đẩy kéo: Aj hoạt động c = 1, A2 nghỉ, A2 hoạt động c = A] nghỉ (điều đạt nhờ cổng đảo Gọ) Ta nhận FF có quan hệ chủ (Aj) tớ (A2) hay gọi MSFF Hình 5.64 MSFF số Cấu trúc cách ly thao tác ô nhớ bít nhị phân dùng FF: có lệnh ghi (C = 1) A2 nghỉ (khơng đọc) cịn có lệnh đọc c = (C = 1) A Ị nghỉ (khơng ghi) • Nếu thực vịng hồi tiếp R = Q s = Q ; thay s ta có thêm cổng J, thay R có cổng K ta JKFF gọi Trigơ số vạn với bảng trạng thái hình 5.65b ứng với cấu trúc 5.65a theo bảng trạng thái 5.65b Jn * Kn : Qn+1 = Jn tức lối trạng thái tương lai n + có giá trị J (n) cịn Jn = Kn = FF lật sau nhịp c = hay cấu trúc thực việc đếm (chia đôi) số xung c hệ đếm số 2, nối liên tiếp nhiều JKFF cách thích hợp, ta nhận đếm dãy xung c với số đếm theo ý muốn (xem [3], [4]) Hình 5.65 a) Cấu tạo JKFF số ; b) Bảng trạng thái JKFF • Nhóm IC số thực việc chọn kênh (chọn n đường) hay tách kênh ; thực phép cộng, phép so sánh (số học nhị phân) • Các ghi liệu ( dãy ký tự nhị phân) ô nhớ bán dẫn nhiều phần tử IC số phức tạp xây dựng từ cấu trúc nêu để cập tới giáo trình kỹ thuật số.và giáo trình liên quan khác 235 • Một vài ký hiệu chức tương ứng nhóm vi mạch số thường gặp (loại FF): SN7473, chứa 2JKFF vỏ 14 chân SN7474, ỊIC4013 chứa 2DFF vỏ 14 chân SN7476, pC4027 chứa 2JKFF 16 chân thêm đầu vào điều khiển trực tiếp SN7490, P.C4017 đếm thập phân (chia 10) pC4518 chứa đếm 10 vỏ SN74143 đếm 16 (chia 16) MC 4520 chứa đếm 16 vỏ • Một vài loại IC số khác : 74HC151 dồn kênh (MUX) chọn 74147 mã hóa chuyển số thập phân thành số nhị phân 7485 so sánh đồng thời bit nhị phân 74HC283 cộng song song bít nhị phân (có nhớ) 7446/7447 giải mã nhị thập phân thành LED vạch 7474 ghi bit dùng DFF I 4027/74LS76 ghi bit dùng 2JKFF 2764 nhớ ghi đọc EPROM 64 Kilobit nhớ xóa tia tím MN6164 nhớ ghi/đọc DRAM 65 Kbit CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP Cáu hỏi ôn tập a) Cấu kiện vi điện tử ? Ký hiệu quy ước vi điện tử (IC) tuyến tính trình bày cấu tạo khối IC tuyến tính? b) Hãy nêu cách sử dụng IC tuyến tính: sử dụng đầu vào, ý nghĩa đầu; sử dụng nguồn chiều ni IC Các tính chất quan trọng IC tuyến tính ? Hãy giải thích đồ thị quan hệ điện áp đầu đầu vào đồ thị quan hệ hàm truyền đạt điện áp với tần sơ' tín hiệu vào (qua đưa nhận xét quan trọng tính chất IC) a) Bản chất tượng hồi tiếp? Khi ta có hồi tiếp âm? Có hồi tiếp dương? Hồi tiếp điện áp hay hồi tiếp dịng điện ? 236 b) Tính chất IC tuyến tính thay đổi thực vịng hổi ũếp bên ngồi cho ? Cho ví dụ minh họa tính chất nêu Hãy chứng minh hồi tiếp âm làm giảm hệ số khuếch dại điện áp nhung làm tăng độ ổn định giá trị hệ số Hãy chứng minh hệ thức xác định hệ số khuếch đại điện áp sử dụng IC tuyến tính kết hợp với mạch hồi tiếp âm : a) Gồm điện trở mạch (bộ khuếch đại đảo khuếch đại không đảo) Khi cần hệ sô' khuếch đại hay -1 phải làm ? b) Gồm điện trở tụ điện mạch hồi tiếp (mạch vi phân mạch tích phân) Hãy phân biệt cộng điện áp trừ điện áp tìm hệ thức liên hệ điện áp điện áp vào : a) Trong trường hợp cộng có đầu vào, đầu b) Trong trường hợp trừ có đầu vào ; đầu đầu vào, đầu a) Khi cần đạt tới quan hệ điện áp điện áp vào quan hộ logarit hay quan hệ hàm mũ cần sử dụng phần tử mạch hồi tiếp âm ? Chứng minh ? b) Mạch nhân anolog thực ? Hãy sử dụng mạch logarit hàm mũ nêu câu a) thực cấu trúc mạch nhân Điều kiện sử dụng thừa số nhân ? a) Mạch so sánh dùng để làm ? Hãy giải thích đặc tuyến quan hệ Ur theo Uv mạch so sánh thuận so sánh đảo b) Khi cần so sánh tín hiệu vào với mức ngưỡng (mang ý nghĩa giới hạn giới hạn dưới) có cách để thực ? Điều kiện để phối hợp với phần tử số có mức logic dương (trạng thái ứng với +5V trạng thái ứng với OV), cần cung cấp cho IC ? c) Khi ta có mạch so sánh trễ ? Đặc tuyến truyền đạt điện áp có khác so với mạch so sánh thơng thường ? Có thể vẽ mạch so sánh trễ tương đương với mạch so sánh thông thường không ? Nếu giải thích d) Hãy viết hệ thức xác định mức ngưỡng nối mạch mức ngưỡng ngắt mạch hai cấu trúc so sánh trễ Mạch so sánh trễ dùng để làm ? Cho ví dụ minh họa trình hoạt động so sánh trẽ kiểu Trigơ Smit đảo đầu vào tác động điện áp điều hòa đầu vào tác động điện áp dạng tam giác cực tính có chu kỳ T Hãy vẽ giản đồ điện áp đầu vào đầu theo thời gian minh họa trình này, (biết hệ số hồi tiếp dương 0,05) 237 Mạch đa hài tự dao động dùng để làm ? Hãy giải thích dạng sóng điện áp theo thời gian đầu vào đầu IC sử dụng so sánh trễ kiểu đảo có kết hợp với mạch hồi tiếp âm dùng mạch RC ? Chu kỳ điện áp đầu xác định hệ thức ? Muốn thay đổi chu kỳ cần thay đổi tham số mạch ? Muốn thay đổi thời gian có xung mà khơng thay đổi chu kỳ cần làm ? 10 Hãy nêu điều kiện cần đủ để tạo dao động điều hịa hình ,sin dùng mạch hồi tiếp kết hợp với IC tuyến tính Cho ví dụ minh họa viết hệ thức tính chu kỳ hàm sin tạo Khi cần thay đổi chu kỳ phải thay đổi tham số mạch ? Việc thay đổi làm đồng thời với tham số tương ứng hay làm riêng lẻ với giá trị chúng ? 11 Nguyên lý ổn định điện áp kiểu bù tuyến tính ? Yêu cầu quan trọng nguồn ổn định điện áp ? (Hãy nêu hai yêu cầu điện áp vào dòng điện tải) Hãy vẽ cấu tạo tổng quát (khối) vi điện tử ổn áp phân tích nhiệm vụ khối vẽ Cho ví dụ sử dụng IC ổn áp thực tế 12 a) Nêu luật quy tắc đại số logic b) Ba cách biểu diễn hàm logic thể ? Cách biến đổi từ biểu diẽn sang biểu diễn cần thỏa mãn điều kiộn ? Thực (cho ví dụ minh họa) 13 Hãy liệt kê cổng logic : a) Tên gọi hàm logic mà thực b) Ký hiệu q ty ước chúng mạch điện logic c) Bảng trạng thái mà thực d) Hãy vẽ đồ thị thời gian minh họa xung điện áp dương e) Hãy phân biệt cổng logic theo cấu tạo : RTL, DTL, TTL, ECL, MOS ; cho ví dụ minh họa 14 Hãy nêu vài ví dụ ứng dụng cổng logic a) Thực phép so sánh số nhị phân cấp ? b) Thực cộng số nhị phân không nhớ c) Thực cộng hai số nhị phận có nhớ d) Bút thử mức logic 15 a) Hãy vẽ cấu trúc hai Trigơ số dùng phần tử NAND dùng phần tử NOR chứa vịng hồi tiếp (loại đồng loại khơng đồng bộ) 238 Viết bảng trạng thái tương ứng chúng ? Hãy vẽ đồ thị thời gian (thể xung vng góc cực tính dương) minh họa cách giả thiết cho trước dạng Sn Rn, vẽ dạng Qn+J với yêu cầu thỏa mãn điều kiện cấm cho Rn sn b) Người ta dùng Trigơ số vào mục đích ? Cấu trúc tổng qt MSFF JKFF ? Hãy viết bảng trạng thái JKFF giải thích bảng Bài tập áp dụng Bài 5.1 Cho mạch hình B5.1 với tham số R = lOkQ, R ị y = 20kQ E0 = +1V, ± u cc = ±15V, hệ số khuếch đại khơng hồi tiếp A0 = 10 dịng sai số IB- = IB+ =2.10“7A 1/ Tính hệ số hồi tiếp âm ß, giá trị biên độ điện áp u r max Ur u v(t) có biên độ 4Vpp 2/ Tính trở kháng vào, trở kháng điện áp bù cổng vào N 3/ Hãy vẽ dạng Ur(t) theo Uv(t) Uv(t) a/ Tín hiệu vng góc qua gốc có biên độ ±2V b/ Tín hiệu tam giác cân qua gốc có biên độ +10V R=10K R h.=20K R=10K Rht=20K Bài 5.2 Cho mạch hình B5.2 với tham số cho hình vẽ hệ số khuếch đại không hồi tiếp IC 2.105= A0 1/ Tính hệ số hổi tiếp ß giá trị biên độ Ur max, Ur mịn 2/ Tính trở kháng vào trở kháng ra, tính điện áp bù cổng N với IB_ = I B+ =10"7A 239 3/ Vẽ dạng Ur(t) theo Uv(t) u v(t) là: a/ Tín hiệu hình sin có biên độ 4Vpp (Vpp tính biên độ đỉnh tới đỉnh) b/ Tín hiệu vng góc có biên độ 2Vpp Bài 5.3 Cho mạch hình B5.3 1/ Hãy vẽ chu kỳ biến thiên Ur(t) u 2(t) hình sin tần số 100Hz, biên độ lVpp điện áp U ị = l,5V dc (1 chiều) Hình B5.3 (Umax =|Umin| = 14V) 2/ Nếu cho ƯJ = 2,5Vdc điện áp đo điểm B ? điều xảy với u r(t) ? Vẽ dạng U r(t) theo u 2(t) giả thiết ban đầu Bài 5.4 Với mạch hình B5.4 1/ Tìm hệ thức xác định Ur theo u lt u 2, u 3, u 2/ Cho Uj = i u dc ; u = 0,4Vdc u = 2Vdc ; u = - l,5V dc Tính Ur Tính Ur khiUj = 2Vdc ; u = iv dc u = 560mVdc u = - l,5V dc Bài 5.5 Cho mạch hình B5.5 R =10K R,=10K 1/T ính giá trị Uị 2/ Tính u r Uv = 0Vdc (a) u v = + i v dc (b) u v = - i v dc (c) 3/ Vẽ dạng Uj(t) Uv(t) hình sin 100Hz, biên độ 5Vpp Hinh BS.S 240 Bài 5.6 cho mạch hình B5.6 1/ Hăy thiết lập hệ thức tính Ur u, Rj=1K N theo Uj u dựa phương trình nút dịng N p 2/ Xác định giá trị Ur trường hợp sau: (a) Uj = i v dc (b ) ; U2 = -0,25V dc U1 = - 0,5Vdc; u = + 0,5Vdc (c) Uj = +0,3Vdc ; u = + 0,3Vdc Hinh BS.6 Bài 5.7 Cho mạch hình B5.7 1/ Xác định hệ số hồi tiếp dương 2/ Biết điện áp bão hòa +10V - 10V với Rj = lOkQ R2 = lOkQ, Cj = 0,005(iF, R3 = 4,7kíl Tính mức điện áp ngưỡng U | 3/ Tính chu kỳ sóng u r vẽ dạng Up ƯỊ u c 4/ Tính số thời gian mạch phóng nạp cho tụ C ị fr = 1000Hz R ị = R2 —lOkO Hình BS.7 Bài 5.8 Cho mạch hình B5.8 Hình B5.8 R2= 10K —C=J— 1/ Vẽ giải thích đặc tuyến Ur (Uv) mạch (a) mạch (b) 2/ Hãy vẽ dạng Ur(t) theo Uv(t) cho 3/ Nếu cho U0 = dạng đặc tuyến đồ thị r(t) thu có thay đổi ? Hãy vẽ lại cho phù hợp Bài 5.9 Cho mạch hình B5.9 1/ Hãy tính giá trị điện áp ngưỡng điện áp trễ chuyển mạch mạch (a) mạch (b) ' 2/ Hãy vẽ dạng đặc tuyến chuyển mạch Ur(Uv) tương ứng 3/ Xác định dạng điện áp lối cho Ưv(t) hình sin có biên độ cho hình vẽ Hình BS.9 Bài 5.10 Cho mạch tạo dao động hình sin dùng IC thuật tốn có tham số hình B5.10 1/ Giải thích nhiệm vụ tác dụng linh kiện sử dụng mạch 242 2/ Nêu điểu kiện chọn giá trị VRj giới hạn biên độ r max (khi VR2 vị trí max) 3/ Tính Tmin Tmax tương ứng Fmax đến Fmin dao động Ur(t) R2 thay đổi toàn thang —lOkQ Khi chọn Cị = lpF giá trị tính thav đổi ? Bài 5.11 Cho mạch tạo xung vng góc hình B5.11 1/ Vẽ dạng điện áp giải thích điểm 0, N p chọn ịUbãohòa I = 8V 2/ Cho P2 = 100kfì ; R4 = lOkQ ; R3 biến trở có giá trị max lOOkQ thay đổi R3 tham số xung Ura thay đổi Tính giá trị điểm p trùng với A p trùng với B Hình B 5.ll Bài 5.12 Cho mạch ổn áp hình B5.12 Xác định mức điện áp trường hợp Giải thích vai trị T hình B5.12c 0) b) c) Hinh B5.12 Bài 5.13 Cho mạch ổn áp bù hình B5.13 1/ Nêu nhiệm vụ T ’ T 2/ Tínb dịng qua Rz ( IZmin IZ[nax ) 3/ Xác định dòng điện tối đa Imax qua T mạch làm việc 243 Hình B5.J3 Mạch ổn áp bù Bài 5.14 Trả lời câu hỏi sau (phần IC số) Ba phép toán logic gì? Tại hàm biến logic lấy hai giá trị Trong hàm sau z = Zi = AB + BC + AC z = Ã B + BC + AC z = AB + Ã B C + ÃB + ABC Chứng minh đẳng thức sau: (a) A + BC + D = A.(B + Q D (b) AB + ÃB + c = (A © B)C (c) Ã.B + ÃB + AB + AB = (d) ABC + ABC + ABC + ÃBC = A © B © c (e) A © B = A © B Sơ đồ logic gì? Bạn vẽ sơ mạch logic bao gồm phần tử Fj F7 từ biểu thức hàm logic cho trước củá khơng ? Bạn viết lại biểu thức hàm logic cố tay sơ đồ logic thực từ phần tử Tối thiểu hóa hàm logic hàm với ? 244 Bai 5.15 Cho mạch hình B5.15 với ĐA Đg điôt Siỉic, điện áp rơi điôt thông 0,7V Dùng đồng hổ AV đo điện áp điểm B z (đổng hồ có nội trở 20kQ/V) 1/ Xác định giá trị đo trường hợp sau: a UA = 0,3V B hở b UA =10V Bhở c Antfi 5kQ Hình BS.1S B hở d Anối 5V B nối 5kQ e Anơ'j 2kíì B nối 5V 2/ Thiết lập hàm logic bảng trạng thái mà sơ đổ thực Bài 5.16 Cho mạch diện hình B5.16 1/ Hãy phân tích tính tốn chế độ BJT để xác định trạng thái làm việc trường hợp : a) u v = o v b) u v = +3.3V 2/ Hãy nêu chức hàm logic mà BJT thực hiện, viết bảng trạng thái hàm Hình B5.I6 Bài 5.17 Xét cổng TTL thực hàm NAND Dùng hổ vạn có nội trở 20kQ/V đo điện áp vào hở mạch 1/ Hãy xác định giá trị đo trường hợp sau đây: a) Khi đầu vào khác hở mạch b) Khi đầu vào khác nối tới +5V c) Khi có đẩu vào khác nối o v d) Khi toàn đầu vào khác nối đất e) Khi đầu vào khác nối vào điện áp 0.35V 2/ Nếu tác dụng Đ R4 mạch Nếu chuyển Đ tới vị trí bazơ T3 có ảnh hưởng tới làm việc bình thường mạch 245 Bài 5.18 Hãy viết biểu thức logic hàm có cấu trúc cho hình B5.18 C -X >T =C >— F a) Bài 5.19 Hãy phân tích vẽ dạng sóng đầu A, B mạch điện có b) oArui_ cổng CMOS sau hình B5.19 Ch ú ý F6 = X ,X + X i X2 = X j © X2 Bài 5.20 Xây dựng Hitth BS-19các mạch logic TTL thực hàm sau (từ cổng logic vào) i 246 Fj = x Ị x Ị j C 3x Ị F2 = XjX2 X3X4 F3 = X |X + X3X4 F4 = XjX2 + X3X4 F5 = XiX2.X3X4 ; M ỤC LỤC Lời ũióĩ thiệu Mớ điìu 1Ị [ị Chương CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG tiết (6 LT + IBT) I Khái niệm chung ^ 1.2 Cúc tính chat chun« cita diện trớ 1.3 Tụ diện 1.4 Điện cám cuộn dày ' ?I Câu hói ƠI1 tập hài tập 07 2.2 2.3 2.4 2.5 Càu Chương CHẤT BÁN DẨN ĐIỆN VÀ DIỖT BÁN DẪN 10 tiết (8 LT + 2BT! ! Vặt liệu hán dản diện Tiếp xúc cịng nghệ P-N Dặc tuyến von ampc cúadiơt bán dần Mõ hình gần dũng tham số cùa diịt bán dẫn Các mạch diẹn lim; dụng diên hình cùa diỏthán dần |)ôj lập 3.1 3.2 3.3 3.4 3.3 3.6 3.7 3.8 Câu Chương TRANZITO LƯỠNG c u e (B.ITì 16 tiết (121/r + 4IỈT) Cấn tạo cùa tran/ilo lường cực(BJT) Cách mắc BJT cho độ làm việc quanhộ dòng diện HJT Phàn cực cho BJT Mạch khuếch dại diện áp dùng BJT Mạch khuếch dại diện áp kiến vi sai Mạch khuếch dại còng suất Tang khuếch dại chế dộ c Một vài ứng dụng cùa BJT chế độ khố hịi hài tập 4.1 4.2 4.3 4.4 4.3 Càu Chương CÁC CẤU KIỆN BÁN DAN k h c 12 tiết (10LT + 2BT) Tính chất cùa JFET Các tính chất cùa MOSFET Tran/ito tiếp giáp PN (UJT) Thyristor (SCR : silicon controlled rectifier) Linh kiện quang bán dẫn hủi hài tập Chương VI ĐIỆN TỨ 15 tiét ( J2It + 3BT) 5.1 Cấu tạo lính chất cùa IC luvên linh 3.2 Mạch dùng 1C tuycn tinh có hồi tiếp ãm 3.3 Các mạch so sánh 3.4 IC ứ chế độ kết hợp cá hổi liếp ám hồi tiếp dương 3.3 Mạch dùng IC tuyến tính kết hợp với diơt 5.6 Các lính Chất chung cùa vi điệrt tir cm định điện áp 3.7 IC số Câu hỏi ôn lập tập Mục lục SI 34 35 37 41 64 70 71 77 86 104 I 12 123 I 27 131 138 131 162 170 177 1‘84 188 207 13 218 221 223 236 247 247 Chịu trách nhiệm xuất : Chủ tịch HĐQT kiêm Tổng Giám đốc NGƠ TRÂN ÁI Phó Tổng Giám đốc kiêm Tổng biên tập NGUYÊN QUÝ THAO Biên tập nội dung : NGƠ THANH BÌNH Trình bày bìa : QUANG TUẤN Sửa in : BÌNH MINH C h ế : MINH CHÂU GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VÀ ÚNG DỤNG M ã số: 7K553T7 - DAI In 2.000 bản, khổ 16x24 cm, Công ty In - Thương mại TTXVN 70/342 Khuomg Đình - Hạ Đình - Thanh Xuân - Hà Nội Số xuất bản: 11-2007/CXB/296-2119/GD In xong nộp lưu chiểu tháng 02 năm 2007 CÔNG TY CỔ PHẨN SÁCH ĐẠI HỌC - DẠY NGHẾ HEVOBCO Địa 1.25 Hàn Thuyên, Hà Nội c ; - TÌM ĐỌC GIÁO TRÌNH DÙNG CHO CÁC TRƯỜNG ĐÀO TẠO HỆ TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP CỦA NHÀ XUẤT BÁN GIÁO DỤC An toàn điện Kỹ thuật điện Máy điện Kỹ thuật lắp đặt điện Điện dân dụng công nghiệp Cung cấp điện Đo lường đại lượng điện không điện Kỹ thuật diều khiển động điện Điện tử công suất 10 Linh kiện điện tử ứng dụng 11 Điện tử dân dụng 12 Kỹ thuật số 13 Kĩ thuật mạch điện tử 14 Cơ kỹ thuật 15 An toàn lao động 16 Vẽ kĩthuật 17 Vật liệu cơng nghệ khí 18 Dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường 19 Kỹ thuật sửa chữa ôtô, máy nổ 20 Công nghệ hàn (lí thuyết ứng dụng) 21 Cơ sở kỹ thuật cắt gọt kim loại Nguyễn Đinh Thắng Đặng Vãn Đào Nguyễn Hổng Thanh Phan Đăng Khải Vũ Văn Tẩm Ngơ Hồng Quang Nguyễn Văn Hồ Vũ Quang Hồi Trần Trọng Minh Nguyễn Viết Nguyên Nguyễn Thanh Trà, Thái Vĩnh Hiển Nguyễn Viết Nguyên Đặng Văn Chuyết Đỗ Sanh Nguyễn Thế Đạt Trần Hữu Quế Hoàng Tùng Ninh Đức Tốn, Nguyễn Thị Xuân Bảy Nguyễn Tất Tiến, Đỗ Xuân Kinh Nguyễn Thúc Hà Nguyễn Tiến Lng Bạn đọc tìm mua Cơng ti sách - thiết bị trường học địa phương Cửa hàng sách Nhà xuất Giáo dục : (S7 Trần Hang Đao, 157 Giàng Vò, 25 Han 'Thaven - llà Noi 15 Nguyên Chí Thanh - TV Đà Nẩng 104 Mai Thi Lan - Quàn l - TV Hố Chí Minli V GT LINH KIEN DIENTUVA UNG DU Giá: 20.000 đ ...TS NGUYỄN VIẾT NGUYÊN GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN Tử VA dNQ DỢNQ Sách d ù n g cho trường đào tạo hệ T ru n g học chuyên n g h iệp (Tái lần thứ năm ) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO ĐỤC 11 - 2007/CXB/296... Vụ Trung học chuyên nghiệp Dạy nghề đề nghị trường sử dụng giáo trình xuất lần đ ể bổ sung cho nguồn giáo trình thiếu nay, nhằm phục vụ cho việc dạy học trường đạt chất lượng cao Các giáo trình. .. TÁC GIẢ Chương I CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG Để có kiến thức chung nhóm linh kiện điện tử thụ động điện trở, tụ điện hay cuộn dây sử dụng cách rộng rãi mạch điện thiết bị điện tử; chương đề cập