TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ Bộ môn: Kỹ thuật điện tử NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC PHẦN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ (3 TÍN CHỈ) DÙNG CHO ĐÀO TẠO BẬC ĐẠI HỌC THEO HỌC CHẾ TÍN CHỈ CÁC NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ, ĐỘNG LỰC, MÔI TRƯỜNG, SPKT CƠ KHÍ THÁI NGUYÊN - 8/2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ Bộ môn: Kỹ thuật điện tử CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Thái Nguyên, ngày 20 tháng 8 năm 2007 NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Sử dụng cho hệ đại học theo các chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí, động lực, môi trường, SPKT cơ khí. 1. NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN: Sinh viên nắm được cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số linh kiện điện tử và một số ứng dụng của chúng trong các mạch điện tử. Nắm được nguyên lý cơ bản về khuếch đại, bộ nguồn một chiều, chế độ khoá của các linh kiện điện tử trong chế độ xung, các phương tạo và biến đổi dạng xung. Đại cương về đại số lôgíc, các phương pháp biểu diễn hàm lôgíc và phương pháp tối giản hoá hàm lôgíc, các cổng lôgíc cơbản, các trigơ số, các mạch lôgíc dãy, các mạch lôgíc tổ hợp,… 2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ Thi kết thúc học phần: thi viết với thời lượng 90 phút, chấm điểm theo thang điểm 10. 3. NGUYÊN TẮC TỔ HỢP ĐỀ THI Mỗi đề thi có 3 câu hỏi Mỗi đề thi được tổ hợp từ 1 câu hỏi lý thuyết (Phần: 4.1) và 2 câu hỏi bài tập (Phần: 4.2; 4.3). 4. NGÂN HÀNG CÂU HỎI 4.1. CÂU HỎI LOẠI 1 (3 ĐIỂM) 1. Trình bày về chất bán dẫn tạp loại n và chất bán dẫn tạp loại p ? 2. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tuyến V-A của điốt bán dẫn? 3. Tại sao nói điốt bán dẫn có tính chất chỉnh lưu? Cho 1 ví dụ minh họa? 4. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của Tranzitor Bipolar (BJT). 5. Hãy nêu 3 kiểu mắc BJT và phân biệt các thành phần dòng điện, điện áp cổng vào và cổng ra trong mỗi kiểu mắc? 6. Phân cực một chiều cho BJT nhằm mục đích gì? Hãy trình bày các phương pháp phân cực một chiều cho BJT?. 7. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tuyến V-A của Thyristo? 8. Tại sao nói Thyristo là van bán dẫn có điều khiển? cho một ví dụ minh hoạ? 9. Sơ đồ khối của bộ nguồn một chiều? Nêu chức năng nhiệm vụ của từng khối?. Phương pháp lọc bằng tụ điện và lọc bằng cuộn dây 10. Chế độ khoá của Tranzitor? 11. Chế độ khoá của Khuếch đại thuật toán? 12. Đa hài tự kích dùng Tranzito?. 13. Đa hài tự kích dùng khuếch đại thuật toán?. 14. Mạch tạo điện áp biến đổi đường thẳng dùng Tranzito có khâu ổn dòng? 15. Mạch tạo điện áp biến đổi đường thẳng dùng KĐTT? 4.2. CÂU HỎI BÀI TẬP LOẠI 1 (3 ĐIỂM) 1. Cho mạch điện như hình 1 với các tham số sau: Điốt là các van lý tưởng. Biết E 1 = +2V, E 2 = -3V. u 1 (t) có dạng là 1 xung tam giác đối xứng qua gốc 0 với biên độ ±U 1m = ±5V, chu kỳ T 1 = 20ms. Giả thiết R = 1kΩ; R t = 20kΩ >>R. a) Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ khi có điện áp u 1 (t) tác động trong 1 chu kỳ b) Vẽ dạng u 2 (t) theo tác động u 1 (t) đã cho c) Tính các tham số của điện áp u 2 (t) ở cả hai bán kỳ dương và âm: biên độ, độ rộng sườn trước, sườn sau, độ rộng đỉnh 2. Cho mạch điện như hình 2, giả thiết các van D 1 , D 2 là lý tưởng (R thuận <<R 1 , R 2 <<R ngược , R 1 << R 2 , điện áp trên điốt mở bằng 0) Biết E 1 = +3V, E 2 = -2V. u 1 (t) là 1 điện áp tam giác đối xứng qua gốc 0 với biên độ ±U 1m = ±6V, chu kỳ T 1 = 30ms. a) Phân tích nguyên lý hoạt động của sơ đồ khi có điện áp u 1 (t) tác động trong 1 chu kỳ b) Vẽ dạng u 2 (t) theo tác động u 1 (t) đã cho. c) Tính các tham số của điện áp u 2 (t) ở cả hai bán kỳ dương và âm: biên độ, độ rộng sườn trước, sườn sau, độ rộng đỉnh 3. Cho tầng khuếch đại điện áp tần số thấp mắc theo sơ đồ EC như hình 3 Biết: E = +12V, R 1 = 22kΩ, R 2 = 4,7kΩ, R 3 = 2,7kΩ, R 4 = 1kΩ, R t = 3,9 kΩ, β = 100, U BE = 0,6V a) Xác định các giá trị dòng điện, điện áp 1 chiều trên các cực của tranzito b) Xác định giá trị điện trở tải 1 chiều và điện trở tải xoay chiều của tầng khuếch đại c) Vẽ đường tải 1 chiều và xác định vị trí điểm làm việc tĩnh P 4. Cho tầng khuếch đại điện áp tần số thấp mắc theo sơ đồ CC như hình 4, biết. R 4 R 1 E + R t R 2 R 3 U V U R B C E C 1 C 2 C 3 Hình 3 R B R E C 2 U V E C + _ U R R t C 1 B C E Hình 4 D 1 D 2 R u 1 (t) u 2 (t) E 1 E 2 + _ _ + Hình 1 D 1 u 1 (t) u 2 (t) E 1 E 2 + _ _ + Hình 2 R 1 R 2 D 2 E = +12V, R B = 300kΩ, R E = 2,7kΩ, R t = 2,7 kΩ, β = 100, U BE = 0,7V a) Xác định các giá trị dòng điện, điện áp 1 chiều trên các cực của tranzito b) Xác định giá trị điện trở tải 1 chiều và điện trở tải xoay chiều của tầng khuếch đại c) Vẽ đường tải 1 chiều và xác định vị trí điểm làm việc tĩnh P 5. Cho mạch khuếch đại như hình 5, biết các tham số của mạch: ± E = ± 15V, điện áp ra bão hoà của IC là ± U ramax = ± 12V, R 1 = 1,5kΩ, R 2 = 6,8kΩ, VR = 150kΩ, U V = 15mV a) Thiết lập công thức tính V R U U K = ? b) Tính dải điện áp U ra khi VR thay đổi? Mạch làm việc ổn định hơn khi VR = 0 hay khi VR = 150kΩ ? c) Xác định khoảng giá trị của VR gây méo cho tín hiệu ra. 6. Cho mạch khuếch đại như hình 6, biết các tham số của mạch: ± E = ± 12V, điện áp ra bão hoà của IC là ± U ramax = ± 9V, điện áp vào U vào = 150mV, R 1 =3kΩ, R 2 = 6,8kΩ, VR = 150kΩ. a) Thiết lập công thức tính V ra U U K = ? b) Xác định dải U ramin ÷ U ramax khi VR = 0÷150kΩ? Mạch làm việc ổn định hơn khi VR = 0 hay VR = 150kΩ ? Vì sao? c) Xác định khoảng giá trị của VR để IC làm việc không bị bão hoà?. 7. Cho mạch khuếch đại như hình 7, biết các tham số của mạch: ± E = ± 12V, điện áp ra bão hoà của IC là ± U ramax = ± 9V, R 1 =3kΩ, R 2 = 6,8kΩ, R 3 = 1kΩ, R 4 = 20kΩ, VR = 150kΩ. a) Thiết lập biểu thức quan hệ U ra theo U V1 và U V2 ? b) Khi U V1 = 15mV, U V2 = 20mV, xác định dải U ramin ÷ U ramax khi VR = 0÷150kΩ? c) Mạch làm việc ổn định hơn khi VR = 0 hay VR = 150kΩ ? Vì sao? d) Xác định khoảng giá trị của VR để IC làm việc không bị bão hoà?. U V R 1 R 2 VR _ + +E -E U R Hình 5 Hình 6 U ra _ + +E -E R 2 VR R 1 U V U V1 U V2 R 1 R 2 R 4 VR _ + +E -E R 3 U ra Hình 7 U 2 U 3 R R _ + +E -E U ra Hình 8 R U 1 C 8. Mạch điện hình 8 có tên là bộ tích phân có đảo dấu. Biết lúc t = 0 điện áp tại lối ra là U ra0 = 0,5V, IC là lý tưởng; C = 4,7µF; R=10kΩ a) Xác định biểu thức tính U ra theo U 1 ,U 2 ,U 3 và các tham số của mạch? b) Cho U 1 ,U 2 ,U 3 là các xung điện áp có biên độ +5V xuất hiện trong các khoảng thời gian 0≤ t≤ t 1 = 5ms, xác định biên độ của điện áp ra lúc t 1 : U ra (t 1 ) c) Nếu giảm giá trị tụ C đi 10 lần C ’ = 0,47µF có có hiện tượng gì xảy ra đối với U ra (t)? 4.3. CÂU HỎI BÀI TẬP LOẠI 2 (4 ĐIỂM) 1. Cho các mạch lôgic có cấu trúc như hình 1 a) và b) với 2 đầu vào có các biến lôgic x 1 và x 2 tác động, 1 đầu ra nhận được các hàm lôgic lần lượt là F 1 và F 2 . a) Hãy tìm biểu thức của F 1 và F 2 ở dạng đầy đủ b) Biến đổi các biểu thức đã tìm được ở câu a) về dạng tối giản theo 2 cách: dạng tổng của tích các biến và dạng tích của tổng các biến, qua đó chứng minh rằng F 1 = F 2 c) Tìm cấu trúc tương đương với cấu trúc hình 1 trong đó chỉ sử dụng 1 loại phần tử NAND (hoặc chỉ 1 loại phần tử NOR) có 2 đầu vào. 2. Một hàm lôgic 3 biến F(x 1 ,x 2 ,x 3 ) gồm có 6 số hạng, ở dạng đầy đủ có biểu thức sau: 321321321321321321321 ),,( xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxF +++++= a) Hãy thiết lập bảng trạng thái và viết bìa các nô cho hàm F b) Tìm biểu thức tối giản của F nhờ quy tắc Cácnô c) Xây dựng cấu trúc thực hiện F từ các phần tử NOR có 2 đầu vào. 3. Cho 2 mạch lôgic tổ hợp có cấu trúc trên hình 2 a) và b) với các biến đầu vào ký hiệu là x và y để tổng hợp các hàm trạng thái ra F 1 và F 2 tương ứng. a) Viết biểu thức lôgic đầy đủ của hàm F 1 và F 2 b) CMR khi tối giản F 1 và F 2 ta có F 1 = F 2 c) Tìm 1 dạng cấu trúc thứ 3 tương đương với cấu trúc hình 2 a) để thực hiện hàm F 1 chỉ từ các phần tử NAND 2 đầu vào. Tương tự tìm 1 cấu trúc chỉ gồm các phần tử NOR tương đương với hình 2 b) để thực hiện hàm F 2 F 1 x y F 2 x y Hình 2 a) b) Hình 1 a) b) F 1 x 1 x 2 F 2 x y 4. Cho 2 cấu trúc như hình 3 a) và b) dùng để thực hiện các hàm lôgic G 1 và G 2 với các biến lôgic đầu vào là A và B a) Thiết lập biểu thức lôgic của G 1 và G 2 b) Đơn giản biểu thức đã thu được và tìm mối quan hệ giữa G 1 và G 2 c) Tìm 2 cấu trúc tương đương với 2 cấu trúc trên chỉ thực hiện các hàm G 1 (hoặc G 2 ) bằng các phần tử NAND (hoặc NOR) có 2 đầu vào. 5. Thiết kế bộ đếm nhị phân thuận (song song) môđun 5 dùng trigơ J-K 6. Thiết kế bộ đếm nhị phân thuận (song song) môđun 5 dùng trigơ T 7. Thiết kế bộ đếm nhị phân thuận (song song) môđun 5 dùng trigơ R-S 8. Thiết kế bộ đếm nhị phân thuận (song song) môđun 5 dùng trigơ D 9. Xây dựng mạch giải mã nhị phân sang mã “1 từ 5” dùng các cổng lôgic NAND 2 đầu vào 10. Xây dựng mạch giải mã nhị phân sang mã “ 1 từ 5” dùng các cổng lôgic NOR 2 đầu vào 11. Xây dựng mạch giải mã nhị phân sang mã “1 từ 5” dùng ma trận điốt 12. Xây dựng mạch dồn kênh 5 đầu vào thành 1 đầu ra dùng các cổng NAND 2 đầu vào. 13. Xây dựng mạch tách kênh 1 đầu vào thành 5 đầu ra dùng các cổng NOR 2 đầu vào. THÔNG QUA BỘ MÔN TRƯỞNG BỘ MÔN THÔNG QUA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC GIÁO DỤC KHOA ĐIỆN TỬ CHỦ TỊCH ThS. Phạm Hồng Thảo TS. Nguyễn Hữu Công G 1 A B G 2 A B Hình 3 a) b) . việc của một số linh ki n điện tử và một số ứng dụng của chúng trong các mạch điện tử. Nắm được nguyên lý cơ bản về khuếch đại, bộ nguồn một chiều, chế độ khoá của các linh ki n điện tử trong. đặc tuyến V-A của điốt bán dẫn? 3. Tại sao nói điốt bán dẫn có tính chất chỉnh lưu? Cho 1 ví dụ minh họa? 4. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của Tranzitor Bipolar (BJT). 5. Hãy nêu 3 ki u. ra trong mỗi ki u mắc? 6. Phân cực một chiều cho BJT nhằm mục đích gì? Hãy trình bày các phương pháp phân cực một chiều cho BJT?. 7. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tuyến V-A của