Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 1 - Lưu Đức Trung cung cấp cho học viên các kiến thức về giới thiệu điện tử học; phân loại tín hiệu: tín hiệu số - tương tự; định luật Kirchhoff; chia dòng và điện áp; các mạch tương đương Thévenin và Norton;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Giới thiệu mơn học MƠN MẠCH ĐIỆN TỬ Số trình: 4 ~ 60 giờ Lý thuyết: 45 giờ lớp lớn, bao gồm 1 bài kiểm tra q trình (giữa kỳ). Bài tập: 15 giờ các lớp nhỏ Tính điểm: Thi cuối kỳ: 70%, Điểm q trình: 30% Điểm q trình: Thi giữa kỳ: 10%, chun cần: 20% Hình thức thi: Thi giữa kỳ: thi viết – bài tập Thi cuối kỳ: thi viết – bài tập Mục đích mơn học: Mơn học cung cấp các kiến thức cơ sở về điện tử học, các định luật điện tử học, linh kiện điốt, tranzitor, các mạch khuếch đại dùng tranzitor, cách nối tầng các mạch khuếch đại. Ngồi phần lý thuyết, mơn học cịn có phần bài tập Bài giảng: https://sites.google.com/site/luuductrung1977/machdhientu Giáo trình: Bản dịch Thiết kế kỹ thuật điện tử Tham khảo: Kỹ thuật điện tử Đỗ Xuân Thụ, Lý thuyết mạch – Hồ Anh Túy Phạm Minh Hà, Kỹ thuật mạch điện tử, NXB Khoa học kỹ thuật, 2002 Automotive Electronics Handbook, của Ronald K. Jurgen, nhà xuất bản McGraw Hill Power Electronics, của Mohan, Undeland, Robbins, nhà xuất bản: Wiley Microelectronic Circuits, của Sedra, Smith Các sách Kỹ thuật điện tử khác ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Bài 1: Giới thiệu (3 tiết + 1 tiết BT) 1.1 Giới thiệu điện tử học 1.2 Phân loại tín hiệu: Tín hiệu số tương tự 1.3 Định luật Kirchhoff 1.4 Chia dịng và điện áp 1.5 Các mạch tương đương Thévenin và Norton Bài 2: Điện tử trạng thái rắn (3 tiết LT + 1 tiết BT) 2.1 Vật liệu điện tử trạng thái rắn 2.2 Mơ hình liên kết hóa trị 2.3 Dịng điện dịch và sự dịch chuyển trong chất bán dẫn 2.4 Pha tạp chất trong chất bán dẫn Bài 3: Điốt trạng thái rắn và các mạch điốt (6 tiết LT + 2 tiết BT) 3.1 Lớp tiếp giáp pn 3.2 Đặc tuyến iv 3.3 Mơ hình tốn học cho điốt 3.4 Phân cực điốt: thuậnngược 3.5 Điốt phân cực ngược 3.6 Điện dung lớp tiếp giáp pn 3.7 Điốt cản schottky 3.8 Phân tích mạch điốt 3.9 Các mạch chỉnh lưu điốt 3.10 Các điốt quang, phát quang, pin mặt trời Bài 4: Tranzito lưỡng cực (6 tiết LT + 2 tiết BT) 4.1 Cấu trúc vật lý 4.2 Mơ hình truyền dẫn cho npnpnp 4.3 Các vùng hoạt động 4.4 Đặc tuyến truyền đạt iv 4.5 Đơn giản hóa mơ hình truyền đạt 4.6 Hiệu ứng và điện áp Early 4.7 Phân cực thực tế Bài 5: Tranzito trường (6 tiết LT + 2 tiết BT) 5.1 Đặc điểm của tụ MOS 5.2 MOSFET 5.3 JFET Bài 6: Các hệ thống tương tự (3 tiết LT + 1 tiết BT) 6.1 Ví dụ về hệ điện tử tương tự 6.2 Các vấn đề khuếch đại: Hệ số khuếch đại điện áp, dịng, cơng suất, thang decibel 6.3 Các mơ hình hai cổng Bài 7: Khuếch đại thuật tốn và ứng dụng (6 tiết LT + 2 tiết BT) 7.1 Khuếch đại vi sai 7.2 Khuếch đại thuật tốn lý tưởng 7.3 Phân tích khuếch đại thuật tốn lý tưởng 7.4 Bộ khuếch đại thuật tốn khơng lý tưởng 7.5 Đáp ứng tần số và dải tần 7.6 Mơ hình tín hiệu nhỏ Bài 8: Các khuếch đại một tranzito (6 tiết LT + 2 tiết BT) 8.1 Phân loại khuếch đại 8.2 Các khuếch đại đảo – emitter chung và cực nguồn chung 8.3 Các mạch lặp khuếch đại collector chung và cực máng chung 8.4 Các khuếch đại khơng đảo – Base chung và cực cửa chung 8.5 Tụ đi vịng và ghép Bài 9: Các khuếch đại nhiều tầng (3 tiết LT + 1 tiết BT) 9.1 Các khuếch đại ghép xoay chiều nhiều tầng 9.2 Các khuếch đại ghép một chiều 9.3 Các khuếch đại vi sai Bài 10: Các khuếch đại nhiều tầng (3 tiết LT + 1 tiết BT) 10.1 Đáp ứng tần số khuếch đại 10.2 Khuếch đại điện áp – phản hồi nối tiếp – sơn 10.3 Khuếch đại điện trở truyền đạt – phản hồi sơn – sơn 10.4 Khuếch đại dịng – phản hồi sơn – nối tiếp 10.5 Khuếch đại điện dẫn truyền đạt – phản hồi nối tiếp – nối tiếp BÀI 1 GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu điện tử học 1.2 Phân loại tín hiệu: Tín hiệu số tương tự 1.3 Định luật Kirchhoff 1.4 Chia dịng và điện áp 1.5 Các mạch tương đương Thévenin và Norton 1.1 Giới thiệu điện tử học Các mốc sự kiện trong điện tử học Năm 1906 Sự kiện Deforest phát minh ra ống chân không ba 1925 1947 cực (đèn 3 cực) Giới thiệu ti vi Bardeen, Brattain và Shockley sáng chế 1952 tranzitor lưỡng cực Shockley giới thiệu tranzitor trường đơn cực Các mức độ tích hợp Năm 1950 1960 1966 Các mốc lịch sử Số linh kiện/ chip Các linh kiện rời rạc 1 – 2 Tích hợp cỡ nhỏ SSI 109 2010 Tích hợp cỡ khổng lồ GSI Định luật Ơm: I U R Điện áp tỉ lệ với tốc độ biến thiên của dịng điện: U Dịng điện tỉ lệ với tốc độ biến thiên của điện áp: I L dI dt dU C dt 1.2 Phân loại tín hiệu: Tín hiệu số tương tự Tín hiệu số Tín hiệu số nhị phân biến đổi theo thời gian Mức logic 1 và mức logic 0 VH và VL VH =5V và VL= 0V VH =3.3, 2.5, 1.5V và VL= 0V VH = –0.8V và VL= –2.0V VH =12V và VL= –12V Tín hiệu tương tự a) Tín hiệu tương tự liên tục, b) các phần dữ liệu lấy mẫu của tín hiệu a) 1.3 Định luật Kirchhoff Định luật Kirchhoff I (về dịng điện): Tổng các dịng điện đi vào một nút nào đó bằng tổng các dịng điện từ nút đó đi ra Nếu coi các dịng vào có dấu âm, dịng ra có dấu dương thì: a k ik (t ) (a = ±1) k k Định luật Kirchhoff II (về điện áp): tổng đại số các điện áp sụt trên các thơng số thụ động của một vịng kín bằng tổng đại số các sức điện động có trong vịng kín đó Hay là: Tổng đại số các điện áp sụt trong một vịng kín bằng khơng bk u k (t ) k (b = ±1) k 1.4 Chia dịng và điện áp Chia áp và dịng rất có ích đối với các kỹ thuật phân tích mạch mà chúng có thể thu được trực tiếp từ lý thuyết mạch cơ bản Hình 1.4.1 Bộ chia áp điện trở Chia áp Chia áp như mạch trong hình 1.4.1 trong đó các điện áp v1 và v2 được tính như sau: v1 = isR1 và v2 = isR2 (1.4.1) Áp dụng KVL cho vịng đơn vs = v1 + v2 = is(R1 + R2) và is vs R1 R2 (1.4.2) Kết hợp các phương trình (1.4.1) và (1.4.2) ta thu được cơng thức chia điện áp cơ bản sau: v1 vs R1 R1 R2 và v2 vs R2 R1 R2 (1.4.3) Với các giá trị điện trở trong hình 1.4.1 thì v1 v2 10V 8k 8k 10V 8k 2k 2k 2k 8.00V 2.00V và (1.4.4) Chia dịng Chia dịng cũng rất có ích. Hãy tính các dịng i1 i2 trong hình 1.4.2. Dùng KCL tại nút đơn Hình 1.4.2 Chia dịng trong mạch đơn giản is = i1 + i2 trong đó i1 vS và i2 R1 vS R2 (1.4.5) và tính vS ta được vS iS 1 R1 R2 R1 R2 iS R1 R2 i S ( R1 || R2 ) (1.4.6) trong đó ký hiệu R1||R2 biểu diễn sự kết hợp của các điện trở R1 và R2. Kết hợp các phương trình (1.4.5) và (1.4.6) ta có các cơng thức chia dịng sau: i1 is R1 R1 R2 và i2 is R2 R1 (1.4.7) R2 Với các giá trị trong hình 1.4.2, ta tính được i1 5mA 3k 2k 3k 3.00mA và i2 5mA 2k 2k 3k 2.00mA 1.5 Các mạch tương đương Thévenin và Norton a) mạch 2 cửa và các mạch tương đương b) Thévenin và c) Norton của nó ... Tích hợp cỡ nhỏ SSI