Đang tải... (xem toàn văn)
MOÄT SOÁ BAØI TAÄP MAÃU CHO QUYEÅN. “Giaùo trình maïch ñieän töû I”[r]
(1)MỘT SỐ BÀI TẬP MẪU CHO QUYỂN
“Giáo trình mạch điện tử I”
Chương I: DIODE BÁN DẪN. I Diode bán dẫn thông thường:
1) Vẽ dạng sóng chỉnh lưu : (Bài 1-1 trang 29)
Cơng thức tổng qt tính VL: L
L i
D S
L R
R R
V V V
+ − =
VD = 0,7V (Si) vaø VD = 0,2V (Ge)
a- Vẽ VL(t) với VS(t) dạng sóng vng có biên độ 10 1V
Kết với giả thiết: Ri = 1Ω, RL = 9Ω, VD = 0,7V
Vì Diode chỉnh lưu dẫn điện theo chiều nên:
∗ Trong T >
, Diode daãn → iD ≠ → iL≠ → VL ≠
V 37 , 9
7 , 10
VL1 + = −
= vaø 0,27V
9
7 ,
VL2 + = −
= ∗ Trong T
2 <
, Diode taét → iD = → iL = → VL =
b- Vẽ VL(t) với VS(t) dạng sóng sin có biên độ 10 1V.
iL iD
RL Ri
VL V+s
-+VD
10
-10
0 -
-+ +
VS
2 t(ms)
-1
0 1 -
-+ +
VS
2 t(ms)
8,37
0
VL1
2 t(ms)
0,27
0
VL2
2 t(ms)
10
-10 -
-+ +
1 t(ms)
VS
VL1
1 -1
2
4 t(ms) VS
(2)∗ Khi VS = 10sinωot nghóa VSm = 10V >> VD =0,7V ta
coù:
9 9
10 R
R R
V
V L
L i
Sm
L ≈ + ≈ + =
t sin VL1≈ ω0
(Ta giải thích theo T >
vaø T <
)
∗ Khi VS = 1sinω0tnghĩa VSm = 1V so sánh với
0,7V:
+ VS > 0,7V, Diode daãn, iD≠ 0, iL≠ 0, VL ≠
6 , t sin , 9
7 , t sin
V 0
2
L + = ω −
− ω =
Taïi sinω0t = 1, |VL2| = 0,27V
+ VS < 0,7V, Diode taét, iD = 0, iL = 0, VL =
Với dạng sóng tam giác ta có kết tương tự sóng sin
2) Bài 1-3: Để có kết rõ ràng ta cho thêm giá trị điện trở: R1 = 1KΩ, Rb = 10KΩ, RL = 9KΩ
a- Vẽ VL(t) với dạng sóng vng có biên độ 10V V.
∗ T
2 >
, Diode dẫn, RthD≈ 0, dòng iL chảy qua Ri, D, RL
nên ta có:
V 37 , 10 10 10
7 , 10 R
R R
V V
V
3
L L i
D S
L + =
− = +
− =
V 27 , 10 10 10
7 , R
R R
V V
V
3
L L i
D S
L =
+ − = +
− =
∗ T
2 <
, Diode tắt, Rng = ∞, dòng iL chảy qua Ri, Rb, RL
nên ta có
iL RL 9K Ri=1K
VL Vs
+
-+ VD
(3)V , 10 10 10 10
10 R
R R R
V
V
3
3 L L b i
S
L = + + = + + =
V 45 , 10 10 10 10
1 R
R R R
V
V
3
3 L L b i
S
L =
+ + = +
+ =
b- Vẽ VL(t) với dạng sóng sin có biên độ 10V V.
∗ Để đơn giản VSm = 10V (>>VD = 0,7V) ta bỏ qua VD
Khi đó:
+ T
2
1 > , Diode dẫn, R
thD≈ 0, dòng iL chảy qua Ri, D,
RL nên ta có:
) V ( t sin 10 10 10
t sin 10 R
R R
V
V L 3
L i
S
L + = ω
ω =
+ =
+ T
2
1 < , Diode tắt, R
ng = ∞, dòng iL chảy qua Ri, Rb,
RL nên ta có
) V ( t sin , 10 10 10 10
t sin 10 R
R R R
V
V 3
0 L
L b i
S
L = ω
+ +
ω =
+ + =
∗ Khi VS = 1sinω0t so sánh với VD ta có:
+ T
2
1 > , V
Sm≥ 0,7, Diode daãn, RthD≈ 0, dòng iL
chảy qua Ri, D, RL nên ta coù:
) V ( 63 , t sin , 10 10 10
7 , t sin R R R
7 , t sin
V 3
0 L
L i
0
L = ω −
+ − ω = +
− ω =
Taïi
2 t
0 π =
ω , sinω0t = 1, ta coù VL2m = 0,9 - 0,63 = 0,27V
+ T
2
1 > , V
Sm < 0,7, Diode taét, RngD = ∞, dòng iL
chảy qua Ri, Rb, RL nên ta có:
t sin 315 , 10 10 10 10
t sin , R
R R R
t sin ,
V 3
0 L
L b i
0
L = ω
+ +
ω =
+ +
ω =
10
-10
0 1 -
-+ +
VS
2 t(ms)
-10 -
-+ +
VS
2 t(ms)
8,37
0
VL1
2
t(ms)
0,27
0
VL2
2 t(ms)
-4,5
(4)+ T
1 < , Diode taét, R
ng = ∞, dòng iL chảy qua Ri, Rb,
RL nên ta có
t sin 45 , 10 10 10 10
t sin R
R R R
t sin
V 0
3
3
0 L
L b i
0
L + + = ω
ω =
+ +
ω =
2) Dạng mạch Thevenin áp dụng nguyên lý chồng chập: Bài 1-20 với Vi(t) = 10sinω0t
a- Vẽ mạch Thevenin:
Áp dụng nguyên lý xếp chồng hai nguồn điện áp VDC Vi:
∗ Khi có VDC, cịn Vi = điện áp hai
điểm A-K:
V 10 , 10
10 , r R
r V
V 3 3
i i
i DC
AK = + = + =
∗ Khi có Vi, cịn VDC = điện áp hai
điểm A-K laø:
) V ( t sin 10 , 10
10 t
sin 10 r R
R V
V 3
3
i i
i i
AK = + = ω + = ω
∗ Vậy tác động đồng thời VDC Vi sức
điện động tương đương Thevenin hai điểm A-K là:
VL +
-Vi
+ -i
D
RL 1,4K Ri=1K
VDC=5v
K A
ri=1,5K
RT id
VT
K A RL
Ri//ri iL VT
K A
10 -10
9
-
-+ +
t(ms) VS
VL1
t(ms)
1 -1
t(ms) VS
VL2
t(ms) 0,7
0,31
+ +
-
-4,5 4,5
(5)) V ( t sin r R
R V r R
r V
V
i i
i i i i
i DC
T = + + + = + ω
∗ Điện trở tương đương Thevenin điện trở tương đương phần mạch Diode hở mạch là:
Ω = +
+ = + +
= 1,4.10 2K
10 , 10
10 , 10 R
r R
r R
R
3
3
L i i
i i T
b- Vẽ đường tải DC
2 , , , , t
0
π − π − π π =
ω
∗ Taïi ω0t=0⇒VT =3V
∗ Taïi 6,46(V)
2 V
t T
0 ⇒ = + = π
= ω
∗ Taïi V 4.1 7(V)
t T
0 ⇒ = + = π
= ω
∗ Taïi 0,46(V)
2 V
t T
0 ⇒ = − =− π
− = ω
∗ Taïi V 4.1 1(V)
t T
0 ⇒ = − =− π
− = ω
Theo định luật Ohm cho toàn mạch ta có
T T D T T
D T
R V V R
1 R
V V
i= − =− +
∗ Taïi 1,15(mA)
10
3 , 10
1 i
0
t 3 3
0 = ⇒ =− + = ω
∗ Taïi 2,88(mA)
10
46 , , 10
1 i
3
t 3 3
0 ⇒ =− + = π
= ω
∗ Taïi 3,15(mA)
10
7 , 10
1 i
2
t 3 3
0 ⇒ =− + = π
= ω
∗ Taïi 0,58(mA)
10
46 , , 10
1 i
3
t 3 3
0 ⇒ =− − =− π
− = ω
iD (mA) 3,15
2,88 1,15
3 6,46
-1
VT
(6) ∞ → Ω = = C 50 h 20 h GT ib fe ; = = ? T Z ; Z ? A KL i o
V
a- Tính độ lợi vịng T (cho Vi = 0)
' L b b b b L i ' L L V i i i i V i V V T = =
= (1)
(10 //500).20 6667 h R R R R i i i V i V fe C f C f b C C L b
L =− =−
+ − = = (2) ( ) ( ) 52 , 1835 6460 462 1050 323 20 323 h h R h R // R R // R i i i i i i fe fe 21 E ie b C b C b C C b b b − = − = + + − = + + + − = = (3) ( ) ( ( )( ))( )( ) 3 b i ie fe f 11 E fe f 11 E fe f , L , L ' L b 10 88 , 10 , 41546 10 452 , 476 1050 452 452 R // r h h R // R h R // R h R V V V i − − − = − = + + − = + + + + + − = (4) hfe1ib1
20ib1 Rf(hfe1+1)
21K hie2 1050
Vi + -Zo Zi Rb1 910 RCb2 910
ib1 iC2
RE11(1+hfe1 ) 462 iC1 V’ L + -ri 1K
RC1 500
RC2 500 ib2
ii h
ie1
1050
RE21(1+hfe2)=462Ω
20ib2
Rf 1050
Rf(hfe1+1) 21K Rb1
910 ib1
RE11(1+hfe1 ) 462 ri 1K hie1 1050 V’ L
(7)Thay (2), (3), (4) vào (1) ta có:
T = (-6667).(-3,52).(-10,88.10-6)= -0,255
b- Tính AV, Zi, Zo i b b
2 b b
L i L
V V
i i i i V V V
A = = (1)
2 b
L
i V
vaø
1 b
2 b
i i
tính theo cơng thức (2), (3)
( ) ( )( )
5
3
1 fe f
11 E ie b i
1 b i i
i i i b
10 24
, 1978 10 , 476 452 1050
, 476
4 , 476
10
h R // R h R // r
R // r
r V V
1 V i
− −
= =
+ +
=
+ +
+ =
(4)
Thay (2), (3), (4) vaøo (1) ta coù: AV = (-6667)(-3,52).24.10-5 = 5,63
Zi = Rb//[hie1 + (RE11//Rf)(1 + hfe1)] = 103 //1502 ≈ 600Ω
Zo = Rf = 1000Ω
c- Tính AVf, Zif, Zof
486 , 255 ,
63 , T
A
A V
Vf =
+ = − =
( − ) = + = Ω
=Z T 600(1 0,255) 753 Zif i
Ω = +
= −
= 797
255 ,
1000 T
1 Z
Z o