giải bài tập cấu kiện điện tử

77 5.2K 19
giải bài tập cấu kiện điện tử

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

giải bài tập cấu kiện điện tử

Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Lớp: Đ10VTA1 MSSV: 410160063 GIẢI BÀI TẬP CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ BÀI TẬP CHƯƠNG 1 Bài 1-31. Cho mạch điện dùng diode như hình . Xác định dòng điện I với điều kiện đặc tuyến VA của diode được tuyến tính hóa a) b) Giải: a) Ta có : E - UD = I.R Sơ đồ tương đương c) Ta có : I Sơ đồ tương đương 1 c) Bài 1-32. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. Xác định giá trị dòng điện qua diode ID và điện áp ra trên tải R. a) b) Giải: a)Sơ đồ tương đương: E – UD = ID.R  ID = Ura=ID.R=1.95mA.2,2k= 4,3 V b) Sơ đồ tương đương : E - UD = I ( R1+ R2 ) I= Ura=ID.R2-UD=1,24mA.4,7k-0,7V=5,128 V Bài 1-33. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. Xác định giá trị điện áp ra Ura . 2 a) b) Giải: a) Sơ đồ tương đương: E - UD1 – UD2 = I ( R1 + R2 )  I=  Ura = I.R2 = 4,75mA.2k = 9,5 V b) Sơ đồ tương đương: E - UD = I ( R1 + R2 )  I= = 3,27 mA  Ura = I.R2 = 3,27mA.4,7k = 15,37 V Bài 1-34. Cho mạch điện dùng diode dưới. Xác định giá trị điện áp ra Ura và dòng điện qua diode ID. a) như hình b) Giải: a) Sơ đồ tương đương: E - UD = I ( R1 + R2 )  E = U D + I ( R1 + R 2 ) = 0,7V + 10mA.( 2,2k + = 34,7 V 1,2k ) Ura = I.R2 =10mA.1,2k = 12 V b) Sơ đồ tương đương: E – E2 – UD = I.R 3 I= = 3,57 mA Ura = UD – E2 = 0,7V + 5V = 5,7 V Bài 1-35. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. Xác định giá trị các điện áp Ura1, Ura2. a) b) Giải: a) Sơ đồ tương đương: E - UD1 = I.R I= = 2,34 mA Ura1 = I.R + UD1 = 2,34mA. 4,7K + 0,7V = 11,7 V URA2 = UD2 = 0,3 V b) Sơ đồ tương đương: E - UD1 – UD2 = I. ( R1 + I= R2 ) = 2,44 mA Ura1 = I.R1 + UD1 + UD2 = 2,44mA. 1,2k + 0,3V + 0,7V = 3,93 V Ura2 = I.R2 = 2,44mA. 3,3k = 8,05 V Bài 1-36. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. Xác định giá trị điện áp ra Ura và dòng điện qua diode ID. 4 a) b) Giải: a) Sơ đồ tương đương: E - UD = I.R  I= Ura = I.R = 19,3 V dòng điện qua diode : ID1 = ID2 =I/2 b) Sơ đồ tương đương : E1 – E2 – UD = I.R I= = 8,77 mA Ura = I.R = 8,77mA. 2,2k = 19,3 V Bài 1-37. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. Xác định giá trị điện áp ra và dòng điện I. 5 a) b) Giải: a) Sơ đồ tương đương: Vì D1 và D2 khác loại nên khi được cấp điện áp phân cực diode D2 (Ge) luôn thông ở ngưỡng 0,3V, còn diode D1 sẽ luôn khóa do ngưỡng thông tối thiểu của diode loại Si là 0,7V. Ta có E – UD2 = I.R  I= = 9,7 mA Điện áp ra trên tải R : Ura = I.R = 9,7mA.1k =9,7 V b) Sơ đồ tương đương: E1 – E2 – UD1 – UD2 = I.R 6  I= = 0,98 mA Điện áp ra trên tải R : Ura = I.R + E2 = 0,98mA.4,7k + 12V = 16.6 V Bài 1-38. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. Xác định giá trị các điện áp Ura1, Ura2 và dòng điện I Giải: Sơ đồ tương đương: Dòng điện qua điện trở R2: IR2 = = =0,85 mA Ta có : E – UD1 – UR1 = 0  UR1 = 20 – 0,7 = 19,3 V Dòng điện chạy qua mạch : I= = =19,3 mA Dòng điện ra Ur1 = IR2.R2 =0,85mA.0,47k =0,4 V 7 Dòng điệ ra UR2 = UD2 =0,3 V Bài 1-39. Cho mạch điện dùng diode như hình vẽ. Xác định giá trị điện áp và dòng điện qua diode ID. Giải: Dòng điện trong mạch: I= = Dòng điện qua diode: ID1=ID2 = = 3,3 mA = 1,32 mA Ura = ( 1,32mA + 1.32mA ).2k= 5,28 V Điện áp ra: Bài 1-40. Cho mạch điện dùng diode như hình ( Cổng OR logic âm ). Xác định giá trị điện áp ra Ura Giải: Sơ đồ tương đương: Điện áp ra: Ura = E – UD = 5V – 0,7V = 4,3 V  Ira = Ura/R = = 4,3 mA 8 Bài 1-41. Cho mạch điện dùng diode như hình. ( Cổng logic AND âm). Xác định giá trị điện áp Ura . Giải: Sơ đồ tương đương: Điện áp ra chính là điện áp thông cho diode D2 Và bằng UD2. Vậy ta có Ura = UD2 = 0,7 V 9 Bài 1-42. Cho mạch điện dùng diode như hình. Xác định giá trị điện áp ra Ura. Giải: Sơ đồ tương đương: Diode phân cực ngược, hở mạch Do đó Ura = 0 V Bài 1-43. Chi mạch điện dùng diode như hình. Xác định giá trị điện áp Ura . Giải: Sơ đồ tương đương: Điện áp ra ra : 10 Ura = E – Ud1 = 5V – 0,7V = 4,3 V Bài 1-44. Cho mạch điện dùng diode như hình. Vẽ dạng điện áp ra trên tải Rt và dòng điện IR. Bài 1-45. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới. a) Xác định điện áp ra 1 chiều Udc trên tải b) Xác định giá trị điện áp ngược đặt lên các diode 11 Giải: a) Diode hoạt động ở chế độ phân cực ngược, hở mạch, do đó Udc = 0 V b) Giá trị điện áp ngược đặt lên các diode Bài 1-46. Cho mạch điện dùng diode như hình dưới a) Vẽ dạng điện áp ra trên tải b) Xác định giá trị điện áp ra 1 chiều Udc Giải: a) 12 UT1 = ( UVm – 0,7V )/2 UT2 = (- UVm + 0,7V )/2 Bài 1-47. Cho mạch điện dùng diode như hình. Vẽ dạng điện áp ra trên tải Rt và xác định giá trị điện áp một chiều trên tải Rt(Udc). 13 Giải: a) Bài 1-48. Cho mạch điện dùng diode như hình. Vẽ dạng điện áp ra trên tải. 14 a) b) c) Giải: b) Đây là mạch chỉnh lưu nửa chu kì, dạng điện áp ra trên tải R với điện áp vào như trên : UD=0,7V c) Bài 1- 49. Cho mạch điện như hình dưới 15 a) Xác định các giá trị Ut, It, Iz, Và IR với Rt = 180 Ω b) Xác định khoảng biến đổi Rt sao cho mạch vẫn luôn ở trạng thái ổn áp Ut = Uz. Giải: a) Ta có: Ut = Uz = 10V It = Ut/Rt =10V/180V =5,5 mA IR = Uv/( Rs + Rt ) = 20V/( 220 +180 ) =50 mA Izmax = Pzmax/Uz = 400mW/10V= 40 mA b) Is = ( 20V – 10V )/220 = 45,45 mA Itmin= 5,5 mA => Rtmax = 10V/5,5mA = 1.8k Itmax = 45,45 mA => Rtmin = 10V/45,45mA =220 Để mạch luôn ở trạng thái ổn áp thì: 220 < Rt < 1.8k Bài 1-50. Cho mạch điện dùng diode như hình. Xác định khoảng biến đổi của điện áp vào để điện áp ra trên tải luôn ổn định Ut = Uz = 8 V. Giải: Ut = Uz = 8 V Izmax = Pzmax/UZ = 400mW/8V = 50 mA Chọn Izmin= Izmax = 5 mA It = Ut/Rt = 8V/0,22k = 36,36 mA 16 Khoảng biến đổi điện áp vào để điện áp ra trên tải luôn ổn định: Uvmin Uv Uvmax Uz + Rs.( Izmin + It ) Uv 8V + 91( 5mA + 36,36mA ) 11,76V UV Uz + Rs.( Izmax + It ) Uv 8V + 91( 50mA + 36,36mA ) 16,86V Bài 1-51. Cho mạch điện dùng diode như hình. Xác định giá trị điện áp ra một chiều trên tải Udc với trị hiệu dụng điện áp xoay chiều như trên thứ cấp của biến áp bằng 129V = U2. Giải: Bài 1-52. Cho mạch điện như hình. Biết Un= 10 V, Rn = 20 k Ω, R1=20k Ω, Rt =5k Ω Giả thiết diode là lí tưởng Khi thông điện trở thuận Rth = 0 Ω Khi tắt điện trở ngược Rng = Ω Hãy xác định điện áp trên Rt. Giải: Diode trong mạch là lí tưởng Rm= = 145Ω 17 Im = 10V/145 = 69 mA Ut = 69mA.125 = 8,6 V 18 Bài 1-53. Cho mạch điện chỉnh lưu nửa chu kig như hình. Nếu biết Un= Umsin t, giả thiết diode lí tưởng. Hãy xác định biểu thức điện áp trên R. Bài 1-54. Cho mạch điện dùng diode zenner như hình. Biết Uz=8,2V, dòng Iz=1A, Rt=10Ω. Tính điện trở bù Rs để đảm bảo Ura = Uz =8,2 V khi điện áp U thay đổi 10% quanh giá trị 12V Giải: 10,8V UV 13,2V It = Ura/Rt = 8,2V/10=820 mA Ismax = 820 mA Rs = Uvmax/Ismax = 13,2V/820mA = 16 Ω Bài 1-55. Đề và sơ đồ lặp lại bài 1-54 -Xác định điện áp trên Rs -Xác định dòng qua diode zenner Dz -Xác định công suất tiêu tán trên Dz. Giải: Ismin = ( 13,2V – 8,2V )/16 = 312,5 mA  Izmax = 820mA – 312,5mA = 507,5 mA Công suất tiêu tán trên Dz : 19 Pzmax = Uz.Izmax = 8,2V.507,5mA = 4161,5 mW Bài 1-56. Cho mạch điện như hình. Nếu biến áp một chiều là 12V, điện áp trên LED là 2V, dòng qua LED là 20mA. a) Hãy xác định điện trở hạn chế Rs b) Nếu mắc song song 10 LED thay đổi cho một LED trong sơ đồ. Hãy xác định điện trở Rs cần thiết. Giải: a) URs = 12V – 2V = 10 V  Điện trở hạn dòng Rs: Rs = 10V/20mA = 500 Ω b) Khi mắc 10 LED song song thay 1 LED trong sơ đồ ILED=10.20mA = 200 mA  Rs = 10V/200mA = 50 Ω CHƯƠNG 2: TRANSISTO LƯỠNG CỰC VÀ TRANSISTOR TRƯỜNG Bài tập 2-1. Một transistor N-P-N mắc theo sơ đồ BC có dòng điện Iv = IE = 50mA; dòng điện IC = 45 mA. a) Xác định hệ số khuếch đại dòng điện một chiều α. b) Nếu mắc transistor theo sơ đồ emitơ chung (EC). Tìm hệ số β. Bài giải 20 a) Hệ số khuếch đại dòng một chiều α I C 49 = = 0,98 α= I E 50 b) Hệ số β tính theo α β= α 0,98 = = 49 1 − α 1 − 0,98 Bài tập 2-2. Một transistor có dòng tĩnh emitơ IE = 1,602 A; dòng tĩnh bazo IB = 0,016 mA; bỏ qua dòng điện ngược. a) Xác định dòng tĩnh colectơ IC. b) Tính hệ số khuếch đại β, α. Bài giải Tính dòng tĩnh colectơ IC IC = IE – IB = 1,602 – 0,016 = 1,586 mA Hệ số khuếch đại α = IC I E – I B 1,586 = = = 0,99 IE IE 1, 602 Hệ số khuếch đại β = IC I E – I B 1, 602 − 0, 016 = = = 99,125 IB IB 0, 016 Cũng có thể xác định β theo công thức: β= α 0,99 = = 99 1 − α 1 − 0,99 Bài tập 2-3. Biết đặc tuyến vào và đặc tuyến ra của transistor mắc theo sơ đồ emitơ chung EC như hình 2-10. a) Hệ số khuếch đại β tại điểm làm việc A. b) Điện trở vào Rv = rBE. c) Hệ số khuếch đại α nếu mắc theo sơ đồ bazo chung BC. d) Nếu tín hiệu vào B thay đổi, xác định hế số khuếch đại dòng xoay chiều. I 21 Bài giải a) Hệ số khuếch đại tĩnh tại điểm A. ICO 20.10−3 β= = = 100 I BO 0, 2.10−3 ∆U BE 0, 70 − 0,5 0, 65 = = = 3, 25 −3 ∆I B (0,3 − 0,1).10 0, 2.10−3 c) Nếu mắc theo sơ đồ bazơ chung BC hệ số khuếch đại tĩnh α được xác định β 100 α= = = 0,989 1 + β 100 + 1 b) Điện trở vào RV = rbe = d) Khi dòng điện vào IB thay đổi từ 0,1mA đến 0,3mA, tìm biến thiên dòng điện IC tương ứng trên đặc tuyến ra, tính được hệ số khuếch đại β xoay chiều. ∆I (28,5 − 9,8)10−3 β= C = = 93,5 ∆I B (0,3 − 0,1)10 −3 Bài tập 2-4. Cho mạch khuếch đại dùng transistor như hình 2-11 Biết: RC = 5 kΩ Β = 50 Điện trở vào Rv = rBE = 1 kΩ Điện áp vào Uv = UBE = 0,1V a) Xác định dòng điện vào và dòng điện ra. b) Tính hệ số khuếch đại điện áp của transistor. Bài giải a) Dòng điện vào IV = IB = UV 0,1 = = 10−4 = 0,1mA 3 RV 1.10 Dòng điện ra: +E RC Ura Ira = IC = βIB = 50.0,1 = 5mA Điện áp ra: 22 UBEO + UV hình 2.11 Ura = Ira.Rra = ICRC = 5.10-3.5.103 = 25 V b) Hệ số khuếch đại điện áp KU = U ra 25 = = 250 UV 0,1 Bài tập 2-5. Đặc tuyến vào và ra của transistor có dạng như hình 2-12. a) Hãy xác định hỗ dẫn của transistor tại điểm làm việc O. b) Nếu biết điện áp UBE thay đổi 0,2 mV, điện trở RC = 4kΩ. Hãy xác định điện áp ra. c) Tính hệ số khuếch đại điện áp. Bài giải a) Hỗ dẫn của transistor được xác định bằng phương pháp đồ thị S= S= I C2 − I C1 U BE2 − U BE1 = ∆I C mA , ∆U BE V (4, 2 − 3, 0)10−3 1, 2.10 −3 mA = = 12 0, 7 − 0, 6 0,1 V b) Nếu ∆ UBE = 0,2 V thì dòng IC biến thiên ∆IC = ∆ UBE . S= 0,2.12 = 2,4 mA Điện áp ra Ura = ∆IC.RC = 2,4.10-3.4.10-3 = 9,6 V c) Hệ số khuếch đại điện áp 23 KU = U ra 9, 6 = = 48 UV 0, 2 Bài tập 2-6. Transistor lưỡng cực có đặc tuyến vào và ra mắc theo sơ đồ EC như hình 2-13. Căn cứ vào đặc tuyến hãy xác định gần đúng các thông số sau: a) Điện trở vào tĩnh tại điểm O. b) Điện trở vào động. c) Hệ số khuếch đại dòng điện một chiều β. d) Hệ số khuếch đại dòng xoay chiều. Bài giải a) Điện trở vào tĩnh RV = rBE = U BEO 0, 6 = = 4k Ω I BO 150.10−6 b) Điện trở vào động RVđ RVd = c) ∆U BE U BE2 − U BE1 0, 68 − 0,52 = = = 1, 6k Ω ∆I B I B2 − I B2 (200 − 100).10 −6 Hệ số khuếch đại dòng một chiều β 24 β= d) I CO 25.10−3 = = 166 I BO 150.10−6 Hệ số khuếch đại dòng xoay chiều β. β= ∆I C ∆I B ∆I B = I B2 − I B1 = (200 − 100)10−6 = 100.10−6 Tìm ∆I C tương ứng trên đặc tuyến ra I C2 = 30 mA; I C1 = 15 mA ∆I C = (30 − 15).10 −3. β= (30 − 15)10−3 = 150 (200 − 100)10−6 Bài tập 2-7. Cho mạch điện như hình 2-14 . Nếu biết dòng ICO = 5mA; hệ số β = 100; UCEQ = 5V; thiên áp UEBO = 0,6 V; E = 10V. a) Vẽ các dòng điện một chiều chạy trong mạch. b) Tính điện trở RC. c) Điện áp UC so với đất. +E Bài giải R1 a) Dòng điện một chiều chạy trong mạch như chỉ dẫn trong hình U 2-14. IE = I C + IB RC Ura V b) Điện trở tạo thiên áp R1 được xác định. E − U BEO E − U BEO 10 − 0, 6 9, 4 R1 = = = = = 188k Ω −5 I CO 5 I BO 5.10 −3 10 100 β c) Tính điện trở RC U E − U CEO 10 − 5 RC = RC = = = 1k Ω I CO I CO 5.10−3 d) Điện áp UC so với điểm mass chính là điện áp UCEO U C = U CEO = 5V 25 hình 2.14 Bài tập 2-8. Cho mạch điện như hình 2-14. Nếu biết R1 = 220kΩ; RC = 2kΩ; β = 50; UBEO= 0.5 V. Hãy xác định các thông số tĩnh dòng IB, IC, IE, điện áp UCEO. Bài giải a) Xác định dòng IBO E − U BEO 10 − 0,5 9,5 = = = 43, 2µ A 3 R1 220.10 220.103 I BO = b) Dòng ICO = βIB = 50.34,2 µA = 1,7 mA. c) Dòng IEO = ICO + IBO = 1,7 +0,0342 = 1,7342 mA d) Điện áp UCEO UCEO = E – ICO.RC = 10 – 1,7.10-3.2.103 = 6,6 V Bài tập 2-9. Mạch điện như bài 2-7 nhưng mắc thêm điện trở RE ở emito và biết sụt áp trên điện trở này là 1 V. a) Xác định trị số R1, RC,RE. b) Xác định điện áp UC, UB so với điểm mass của máy. Bài giải a) Xác định RE URE = IEO.RE = 1V RE = Suy ra: 1 I EO = 1 I CO + I CO β = 1 5.10−3 + 5 10−3 100 = 198Ω Điện trở R1 R1 = U R1 I BO = E − U BEO − U R1 I BO = 10 − 0, 6 − 1 = 168k Ω 5.10−5 = 10 − 0, 6 − 1 = 168k Ω 5.10−3 Điện trở RC ICO.RC = E – UCEO - U RE Suy ra: b) Điện áp RC = E − U CEO − U RE I CO UC = E – ICO.RC = 10 – 5.10-3.800 = 6 V hay UC = UCEO + U RE = 5+1 = 6 V Điện áp UB = UBEO + U RE = 0,6 +1= 1,6 V 26 Bài tập 2-10. Cho mạch điện như hình 2-15. Biết R1 = 300kΩ; RE = 2,7 kΩ ; β = 100; UBEO = 0,5 +E V; E = 12V. a) Xác định các tham số tĩnh. b) Nếu mắc Rt = 2,7 kΩ hãy tính điện trở tải xoay chiều. R1 Uv Ura RE Bài giải Rt a) Trước hết ta xác định dòng tĩnh bazơ IBO E = IBOR1 + UBEO + IEORE = IBOR1 + UBEO + (1+β)IBORE Suy ra: I BO = E − U BEO 12 − 0,5 = = 20µ A 3 R1 + (1 + β ) RE 300.10 + (1 + 100).2, 7.103 - Dòng tĩnh ICO = 100IBO = 100.20µA = 2mA - Dòng tĩnh IEO = ICO + IBO = 2+0,02 = 2.020 mA. - Điện áp trên cực E, cực C và B so với điểm mass: UE = IEO.RE = 2,02.10-3.2,7.103 = 5,45 V - Điện áp UC = E = 12 V - Điện áp UB = UE + UBEO = 5,45 + 0,5 = 5,95 V b) Nếu mắc R1 = 2,7 kΩ thì điện trở tải xoay chiều ở mạch emitơ   R = RE // Rt = RE .Rt 2, 7.2, 7 = = 1,35k Ω RE + Rt 2, 7 + 2, 7 Bài tập 2-11. Cho mạch khuếch đại dùng transistor lưỡng cực như hình 2-16 a. Biết 27 hình 2.15 R1 +E RC E= 10V; U R U RC = t R2 RE 5 kΩ; hình 2.16 a RE = 0,2RC R1 = 85 kΩ; R2 = 15 kΩ; UCEO = 4V; ICO ≈ IEO; β = 50. ra V ; a) Hãy xác định các tham số làm việc tĩnh của transistor. b) Điểm làm việc tĩnh O và dựng đường tải một chiều. Bài giải a) Có thể coi IEO = ICO ICO( RE + RC) = E - UCEO Suy ra: I CO = I CO = E − U CEO E − U CEO = RC + RE RC + 0, 2 RC 10 − 4 = 10−3 A = 1mA 3 (5 + 1).10 - Dòng tĩnh bazơ IBO: I BO = I CO 1 = = 0, 02mA = 20µ A β 50 - Thiên áp U BEO = I P .R2 − U BE = = E R − I .R ( R1 + R2 ) 2 EO E 10.15.103 − 10−3.103 = 0,5 V 3 ( 15 + 85 ) .10 b) Tọa độ điểm làm việc tĩnh O: ICO = 1mA; UCEO = 4V. Để dựng đường tải một chiều cần xác định một điểm nữa. Từ biểu thưc phương trình đường tải một chiều. U ra = E − I C .RC 28 Cho IC = 0 → Ura = E = 10V ( điểm A trên trục hoành ) nối qua điểm A và O, ta được đường tải một chiều R= ( hình 2-16b). Bài tập 2-12. Như bài 2-11 nhưng nếu mắc với đầu ra điện trở tải Rt = 5 kΩ. Hãy xác định điện trở tải xoay chiều và dựng đường tải xoay chiều. Bài giải - Điện trở tải xoay chiều R - . R - = RC // Rt = RC .Rt 5.5 = = 2,5k Ω RC + Rt 5 + 5 - Để dựng đường tải xoay chiều R – cần xác định một điểm trên trục hoành hay trên trục tung rồi nối với điểm làm việc tĩnh O. Từ điểm UCEO cộng thêm một đoạn tương ứng với điện áp bằng ICOR - . ICOR - = 10-3.2,5.103 = 2,5 V ta được điểm A’ trên trục hoành ( hình 2-16b). Nối điểm A’ với điểm O và kéo dài sẽ được đường tải xoay chiều. Cũng có thể dựng đường tải xoay chiều bằng cách xác định điểm B’ trên trục tung ứng với dòng Imax = E 10 = = 4mA , rồi nối điểm B’ và O. R− 2,5.103 Imax = E 10 = = 4mA R− 2,5.103 Bài tập 2-13. Cho mạch điện như hình 2-16a. Nếu E = 10V; UCEO = 4V; RE = 0,1RC ; ICO = 20mA; UBEO = 0,7 V, từ đặc tuyến vào của transistor ứng với UBEO = 0,7 V, tìm được IBO = 0,2 mA. a) Xác định trị số các điện trở RC, RE, R1, R2 để đảm bảo được các thông số trên. b) Xây dựng đường tải một chiều. Bài giải 29 a) Xác định trị số các điện trở Từ biều thức: E = ICORC + UCEO + IEORE ≈ ICO(RC + RE) + UCEO ( ở đây có thể coi ICO ≈ IEO để đơn giản cho việc tính toán). RC + RE = Suy ra E − U CEO 10 − 4 = = 300k Ω I CO 20.10−3 RC + RE = RC + 0,1RC = 1,1RC = 300Ω RC = 300 = 272, 7Ω 1,1 RE = 0,1RC = 27, 2Ω - Điện trở R2 được xác định theo biểu thức: I P R2 = U BEO + I EO .RE R2 = Suy ra U BEO + I EO .RE IP ( ở đây chọn dòng phân áp IP = 5IBO ) R2 = U BEO + I EO .RE 0, 7 + 20.10−3.27, 27 = = 1, 245k Ω 5I BO 5.0, 2.10−3 - Điện trở R1 được xác định từ biểu thức: R1 ( I P + I BO ) = E − I P R2 = E − U BEO − I EO RE Suy ra R1 = E − U BEO − I EO RE 10 − 0, 7 − 0,545 = = 7,3k Ω 5 I BO + I BO 6.0, 2.10−3 b) Để xây dựng đường tải một chiều, ngoài điểm làm việc tĩnh O đã biết O( 20 mA, 4 V) cần xác định một điểm nữa. Từ phương trình UCE = E – IC(RC + RE) nếu cho UCE = 0 thì I Cmax = E 10 = = 0, 0333 A = 33,3mA RC + RE 300 30 ta được điểm B trên trục tung, nối B với O và kéo dài sẽ được đường tải một chiều (hình-17) Bài tập 2-14. Biết đặc tuyến truyền đạt và đặc tuyến ra của một J-FET kênh N như hình 2-18. a) Xác định trên đồ thị dòng bão hòa IDSS và điện áp khóa UGSK. b) Tính dòng ID ứng với các giá trị UGS = 0V; UGS = -2V; UGS = -4V và UGS = - 6V. Bài giải a) Từ đặc tuyến truyền đạt ID = f(UDS) hình 2-18a,dòng bão hòa IDSS tương ứng với UGS = 0, IDSS = 15 mA. Điện áp khóa UGSK ứng với ID = 0, trên đồ thị xác định được UGKS = -8V. b) Dòng ID phụ thuộc vào điện áp UGS và được xác định bởi biểu thức: 2  U  I D = I DSS 1 − GS ÷  U GSK  U GS = 0 → I D = I DSS = 15mA 2 U GS  −2  = −2V → I D = 15 1 − ÷ = 8, 437 mA.  −8  U GS  −4  = −4V → I D = 15 1 − ÷ = 3, 75mA.  −8  2 2  −6  U GS = −6V → I D = 15 1 − ÷ = 0,9375mA.  −8  31 Bài tập 2-15. Cho mạch điện dùng J-FET kênh N như hình 2-19. Đặc tuyến của J-FET như hình 2-14. Biết E = 15V; điểm làm việc tĩnh được chon ứng với RD = 1kΩ. a) Xác định trị số RS. b) Xác định thiên áp UGSO. c) Điện áp trên cực máng UD. Bài giải a) Điện trở RS được xác định theo biểu thức: −U GDK 8 RS = = = 266Ω 2 I DSS 2.15.10−3 b) RD UV U GSO = RS I D = 266.7,5.10 −3 ≈ 2V Thiên áp ( ở đây I D = c) +E U.ra RG RS I DSS 15 = = 7,5mA ) 2 2 hình 2.19 Điện áp UD U D = E − I D RD = 15 − 7,5.10 −3.103 = 7,5V Bài tập 2-16. Cho mạch tạo thiên áp cho J-FET kênh N bằng phương pháp phân áp như hình 220. Biết: E = 15V; R1 = 600kΩ; R2 = 150kΩ ; RD = 1,5kΩ; RS = 1kΩ; IDO = 5mA. a) Xác định UGS. b) Dòng điện cực máng ID. c) Điện áp trên cực máng UD. Bài giải a) Điện UGS U GS E 15.150.103 = .R2 − I S .RS = − 5.10−3.103 = −2V 3 R1 + R2 (600 + 150).10 Điện áp trên cực của UG = E 15 .R2 = 150 = 3V R1 + R2 600 + 150 Điện áp trên cực nguồn U S = U G − U GS = 3 − ( −2) = 5V hay R1 RD hình 2.20 U S = I S .RS = I D .RS = 5.10 −3.103 = 5V R2 RS b) Xác định lại dòng cực máng ID 32 +E ID = IS = US 5 = 3 = 5.10−3 A = 5mA RS 10 c) Điện áp trên cực máng UD UD = E - IDRD = 15 – 5.10-3.1,5.103 = 7,5 V Điện áp U DS = U D − U S = 7,5 − 5 = 2,5 V Bài tập 2-17. Cho mạch điện dùng MOSFET kênh đặt sẵn như hình 2-21a và đặc tuyến truyền đạt như hình 2-21b. Biết E = 12V; RG = 200 kΩ; USO = 3,5 V. a) Hãy xác định trị số điện trở R1 để tạo thiên áp yêu cầu UGSO = -2 V. b) Xác định dòng điện IDO. R1 RD +E Bài giải Ura UV a) R2 RS hình 2.21 UGSO = UG – USO →UG = UGSO + USO = -2 +3,5 = 1,5 V Vì dòng IG = 0 nên có thể viết UG = Suy ra R1 = E.RG − RG UG Thay số: R1 = 12.200 − 200 = 1400k Ω = 1, 4 M Ω 1,5 E .RG R1 + RG b) Dòng IDO = 5mA ứng với UGSO = -2V ( xác định trên đồ thị 2-21b). Bài tập 2-18. Như bài 2-17. Nếu chọn điểm làm việc ứng với UGSO = -2V,dòng IDO=5mA; điện trở RD = 1,2 kΩ. a) Hãy xác định điện áp UD. b) Tính điện trở RS. c) Khi điện áp vào thay đổi trong khoảng -2V ± 0,5 V, hãy xác định biên độ điện áp ra và hệ số khuếch đại K0. 33 Bài giải a) Điện áp: UD = E – IDORD = 12 – 5.10-3.1,2.103 = 6 V b) Điện trở RS. U S = I S .RS = I DO RS → RS = US 3,5 = = 700Ω I DO 5.10−3 d) Khi điện áp vào UGS thay đổi trong phạm vi – 2V ± 0,5V, xác định trên đồ thị 2-2b dòng ID thay đổi từ 2,5mA đến 6,25mA, như vậy biến thiên dòng ID từ đỉnh-đỉnh ∆ID = 6,25 – 2,5 = 3,75mA Điện áp ra ( đỉnh – đỉnh) sẽ biến thiên Ura = ∆IDRD = 3,75.10-3.1,2.10-3 = 4,5 V Hệ số khuếch đại điện áp KU = U ra 4,5 = = 4,5 UV 1 Bài tập 2-19. Một MOSFET kênh đặt sẵn có đặc tuyến truyền đạt như hình 2-22. a) Căn cứ vào đặc tuyến xác định hỗ dẫn tại vùng nghèo UGS = -2V và tại vùng UGS = +3 V. b) Cho nhận xét. Bài giải a) Tại vùng nghèo, theo đồ thị UGS = -2V → ID = 1,2 mA UGS = -1V → ID = 2,5 mA ∆UGS = 1V ∆ID = 2,5 mA -12 mA = 1,3 mA Hỗ dẫn g m = ∆I D mA = 1,3 hay 1,3mS (milisimen) ∆U GS V Tại vùng giàu UGS = +3 V → ID = 10mA 34 UGS = +4 V → ID = 15mA Hỗ dẫn g m = ∆I D 15 − 10 mA = =5 hay 5mS ∆U GS 4−3 V b) Nhận xét : Ở vùng giàu hỗ dẫn của MOSFET lớn hơn vùng nghèo. Bài tập 2-20. Cho mạch điện dùng J-FET kênh N như hình 2-23. Biết RG = 1,5 MΩ; RS = 300 Ω; RD = 2,2 kΩ; Rt = 15 kΩ; E = 15V. a) b) c) d) Xác định điện trở tải xoay chiều R. Hỗ dẫn động tại UGS = -2 . Tính hệ số khuếch đại Ku. Tính điện áp ra Ura nếu UV = 0,5V. Bài giải a) Điện trở tải xoay chiều R – R .R 2, 2.103.15.103 R− = D t = = 1,92k Ω RD + Rt ( 2, 2 + 15) 103 U +E RD Ura V Rt b) Hỗ dẫn tại gốc: g mo 2I 2.15 mA = DSS = =5 hay 5mS −U GSK 6 V RG RS hình 2.23 Hỗ dẫn tại điểm UGS = -2V.  U g m = g mo 1 − GS  U GSK  mA  −2   = 5mS 1 −  = 3,33 V  −6   c) Tính hệ số khuếch đại KU = g m R− = 3,33.10 −3.1, 92.103 = 6,393. d) Xác định điện áp ra U ra = KU .UV = 6,393.0,5 = 3,196 V Bài tập 2-21. Một MOSFET kênh đặt sẵn có dòng bão hòa IDSS = 15 mA, điện áp khóa UGSK = 15mA, điện áp khóa UGKS = - 6 V. Hãy xác định dòng ID ứng với các giá trị UGS sau: UGS = 0V; UGS = 2,0 V; UGS = -2,0 V. Bài giải 35 - Khi UGS = 0 → ID = IDSS = 15 mA. - Khi 2 U GS = +2V → I D = I DSS 2  U GS  2 −3  1 −  = 15.10 1 −  = 26, 66mA  −6   U GSK  2  −2  - Khi UGS = -2 V→ ID = 15.10-3 1 −  = 6, 6mA  −6  Bài tập 2-22. Một MOSFET kênh N cảm ứng có đặc tuyến truyền đạt và mạch điện như hình 224. a) Hãy xác định bằng phương pháp đồ thị hỗ dẫn gm tịa điểm làm việc O(8V, 7,5V). b) Tính trị số RD. c) Tính điện áp ra nếu điện áp vào biến thiên 1V. +15 V Rg Rd Ura Uv hinh 2.24 b Bài giải a) Xác định hỗ dẫn gm. gm = b) Điện trở RD RD = ∆I D 7,5mA − 5mA 2,5.10−3 mA = = = 2,5 hay 2,5mS ∆U GS 8V − 7V 1 V E − U DS 15 − 8 = = 933Ω chọn RD = 1kΩ I DO 7,5.10−3 ( ở đây UDS = UGS = 8 V vì IG = 0 ). c) Xác định Ura nếu UV = 1 V. Ura = KU. UV = gm.RD..UV = 2,5.10-3 .10-3.1,0 = 2,5 V 36 Bài tập 2-23. Cho mạch điện dùng J-FET kênh N như hình 2-25. Biết: E = 12;RG =1MΩ; UGSO = 1,2 V. Điện áp trên RS, RRS = 0,2E = 2,4 V. Hỗ dẫn gm = 5 mA . Điện trở cực máng nguồn rds = V 200kΩ. RD = 0,1rds = 0,1.200kΩ = 20kΩ. a) Tính điện trở R1. b) Tính hệ số khuếch đại KU. R1 RD Ura Bài giải UV a) Tính R1 UGSO = URS - URG = ID RS - E Suy ra R1 = RG R1 + RG   E.RG E − RG = RG  − 1÷ U RS − U GSO  U RS − U GSO   12  = 106  − 1÷ = 9 M Ω .  2, 4 − 1, 2  b) Hệ số khuếch đại KU. KU = gm.RD = 5.10-3.20.103 = 100 BÀI TẬP CHƯƠNG 3 Bài 3.1 cho tầng khuếch đại BJT như trên hình 3_1 a) b) c) d) e) +E xác định re xác định trở kháng của tầng Rv xác định trở kháng của tầng Rra ( với ro=∞) xác định hệ số khuếch đại điện áp Ku (với ro=∞) xác định hệ số khuéch đại dòng điện Ki ( với ro=∞) 37 RG RS hình 2.25 Rc 3k Rb 470k ECO 12V  Ira IV C2 10uF C1 10uF Ura T Β = 100 UV   RV ro = 50kΩ Rra Bài giải: Chọn Transistor T loại Si và thiên áp UBEO= 0.7 V a) Dòng tĩnh IBO sẽ là : IBO = (ECC – UBO) / RB = (12V – 0.7V) / 470KΩ = 24.04µA Dòng tĩnh IEO sẽ là: IEO = (1+β)IBO = (1+100)24,04.10-6A = 2,428mA Điện trở re được xác định re = UT / IEO = 26.10-3 / 2,428.10-3 = 10,71Ω b) Trở kháng vào được tính : RV = RB // rVT Trong đó rVT trở kháng vào của transistor rvt = βre = 100.10,71 = 1,071kΩ RV = 470 // 1,071 = 1,069kΩ c) Trở kháng ra của tầng được tính: Rra = RC // ro = RC // ∞ = RC = 3kΩ d) Hệ số khuếch đại điện áp của tầng : KU = -RC / re = -3.103 / 10,71 = -280,11 e) Vì RB > 10rVT = 10β.re (470kΩ > 10,71kΩ) nên Ki ≈ β = 100 38 Bài tập 3-4: Tính toán lặp lại cho bài tập trên hình 3-2. Với r0=50k R3 168k R1 56k C2 VM1 Ura C1 10u Ira Iv R2 8.2k R4 C3 20u Rv hình 3-2 Bài giải: Chọn transistor T loại Si với thiên áp UBEO=0,7V 1. a. Ta có: Kết quả là: b.Ta có: 39 Và c. d. e. +EDD RE 2k Ω + RG + - C2 - UV C1 Bài tập 3-6 40 Hãy xác định : re , RV , Rra , KU , K i Bài Giải a) Điện trở re được tính như sau : Từ : I BO = Ecc − U BEO = 35,89 µ A RB + (1 + β ) RE 41 I EO = (1 + β ) I BO = 4,34mA Và re = UT = 5,99Ω I EO b) Vì điện trở RE sẽ bị ngắn mạch đối với thành phần xoay chiều của tín hiệu qua tụ Ce nên : RV = RB / / rVT Nên : c) mà rVT = β .re RV = RB / / β .re = 470k Ω / /120.599Ω = 717, 7Ω Rra = RC = 2, 2k Ω RC −2, 2.103 = = −367, 28 d) KU = − re 5,99 e) K i = β RB 120.470.103 = = 119,82 RB + rVT 470.103 + 718,8 Bài3.8 42 +Ecc 12V Rb 220kΩ β = 100 Uv C1 r0 = 25kΩ T C2 Re a) b) c) d) e) Ura 3,3kΩ re? RV? Rra? KU? Ki? Bài làm Mạch tương đương: /// hic a) Từ: hic.vcc 1/hoc Nên: b) Vì r0 re= = = 23.5(Ω) Ta có: re= => Dòng tĩnh = (1+β) Có = => = = = = 1.106 (mA) là: => = + = = 12.15µA = 12.15.106 + 0.7 ≈ 12.15.106(V) 52 68kΩ R3 R1 Mạch tương đương 2,2 kΩ C2 C3 R4 12 kΩ R2 5πF 1.2 kΩ 10πF Trở kháng vào của tầng được xác định theo biểu thức: Rb = R1 \\ R2 = 10,2 kΩ Rv = Rb \\ h11e = 10,2 kΩ \\ 2,75 kΩ = 2,17 kΩ Trở kháng ra của tầng được xác định theo biểu thức: Rra = \\ Rc =r0 \\ Rc = 40 kΩ \\ 2,2 kΩ =2,09 kΩ ở đây = r0 = 40 kΩ Hệ số khuếch đại điện áp của tầng sẽ là: Ku = - =- = - 136,5 Hệ số khuếch đại dòng điện sẽ là: Ki = = h21e = 180 re = r0 = 40 kΩ 53 R3 (Rc) 5 πF hoe C1 Rb = R1\\R2 hie Bài 3.44: Cho tầng khuếch đại dùng J-FET như trên hình dưới. Hãy xác định Rv; Rra; Ku với IDSS = 10mA; Up = -4V; rd = 40kΩ. EDD 18V RD 1,8kΩ C1 UV C2 RV RG 1MΩ Rra 1,5V Bài Giải: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ AC: + + Dgs _ + Zin = Rv = = RG = 1MΩ + Zout = Rra = rd // R D = 40kΩ / /1,8kΩ = 1,7kΩ 54 VGS = VG – VS = 1,5V gm = gm = + Ku = = ) = 3,125.10-3 = - gm.rd // RD = 3,125.10-3.1,7.103= 5,3125 Bài 3.47: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ AC 55 Đây là mạch CS Tổng trở vào: Rv = = 9.7MΩ Tổng trở ra: Rra = =1.96kΩ Ta có VGS = VG – VS = =17.63V Gm = (1 - )= -0.04 Av== =78.4V Ura = Uv.Av=1.568V Bài 3.55: Ta có: iout =gm.vgs + vo − v s − i 0 .R D − i o .R S = gm.vgs + rd rd vì vgs = vi - io.RS 56 nên i0 = gm .(vi – io.RS) + − i 0 .R D − i o .R S rd g m vi v RD + RS = - o ⇒ io = 1 + g m .RS + RD rd g m .RD 6000 µs × 6,8kΩ vo R + RS = 6,8kΩ + 3,5kΩ = 1,85 Suy ra: Kv = =1 + 6000µs × 3,5kΩ + 1 + g m .RS + D vi 285,71kΩ rd với rd = 1/ gd =1 / 35 µs ≈ 285,71 k Ω Ura = UV . KV = 4mV . 1,85 = 7,4 mV Bài 3.56: Tính toán lặp lại như bài tập 3.54 trên hình 3.46 vói gd = 50µS; gm = 3000µS. 57 Giải: RV =( IIN. *Rg )/ Iin = Rg = R1//R2 = 12.88MΩ. Rra = Vout /Iout = ( rd + Rs ) // Rd = 2.56KΩ. Ku = Vout / Vin = -gm(rd // Rd ) / (1+gm*Rs) = -0.49V Bài 3-63 EDD 20V RD C2 C1 Uv Ura RG 10M RS C3 Sơ đồ mạch tương đương tín hiệu nhỏ AC 58 Uv G RG Ura D gm v GS rd v gs 40K 10M RD S Xác định RD, Ta có: gm = = 5,3mS Mặt khác: KU =- gm (RD// rd) -10 = -5,3mS(RD// rd) Nên : (RD// rd) = Vậy: = 1,875kΩ RD = 0,54kΩ Xác định RS: UGS = UG - US = -IDRS Mà: ID = = 8mA Vậy RS = 0,125kΩ Bài 3.64:Cho đại 2 tầng như Hãy xác định Với IDSS = -4,5V. bộ khuếch trên hình. điện áp Ura. 8mA, Up = 59 Bài giải: Tầng 1. ECC = ID1(R2 + R3) → UGS1 = UG1 – US1 = -ID1.R3 = - 6,95.390 = - 2,71 V KU1 = -gm.R2 = -1,41.2,2 = - 3,102 RV1 = R1 = 10 MΩ Rra1 = R2 = 2,2 kΩ Tầng 2: ECC = ID2(R5 + R6) → UGS2 = UG2 – US2 = -ID2.R6 = - 6,95.390 = - 2,71 V 60 KU2 = -gm.R5 = - 1,41.2,2 = - 3,102 RV2 = R4 = 10 MΩ Rra2 = R5 = 2,2 kΩ Hệ số khuếch đại toàn mạch: KU = KU1.KU2 = 3,102.3,102 = 9,622 →Ura = KU.UV Bài 3.65 & 3.66: Cho bộ khuếch đại 2 tầng ở hình dưới. Xác định hệ số khuếch đại K u, Rv, Rra với IDSS =6mA, UP = -3V, β = 150. Bài giải: Tầng 2: Ta có: EB = IB.RB + UBE + IE.R7 61 RV2 = RB // re = 31,32 Ω Rra2 = R6 = 2,7 kΩ Tầng 1. ECC = ID(R2 + R3) → UGS = UG – US = -ID.R3 = -4,69.330 = - 1,55 V KU1 = -gm.(R2 // RV2) = -0,86.(1,8k // 31,32) = - 0,027 RV1 = R1 = 10 MΩ Rra1 = R2 = 1,8 kΩ Trở kháng vào của bộ khuếch đại: RV = RV1 = 10 MΩ Trở kháng ra của bộ khuếch đại: Rra = Rra2 = 2,7 kΩ Hệ số khuếch đại điện áp: KU = KU1.KU2 = (-0,027).(70,24) =1,896 62 Bài3-70: Cho mạch điện dùng JFET như trên hình 3-57. Hãy xác định dòng diện I với IDSS = 6mA; UP = -3V EDD 18V RD 2kΩ Bài giải Ta có: Khi ID = 0 ta co Up = -3V (1) Vì đây là JFET kênh N nên ta giải phương trình (1) ta lấy nghiệm UGS = -3V Vậy 63 Bài 3.71 I R3 1.8k R2 4.3k R1 4.3k T +Eee -18V Ta có: UB=R1.(-EEE)/(R1+R2)=4,3kΩ.(-18)/(4,3kΩ+4,3kΩ)= -9V UE=UB-UBE= -9-0,7= -9,7 V I=IE=(UE-EEE)/RE= [-9,7-(-18)]/1,8kΩ= 4,61 (mA) BÀI TẬP CHƯƠNG 5 Bài 5.1: Cho mạch KĐTT như hình vẽ. R1 = 10kΩ, RN = 500kΩ, Rp = 10kΩ, E = 12V. Viết biểu thức Ura & Tính Ura nếu Uv = 0,2V và cho nhận xét. Bài giải: a) U ra = − RN .U N R1 b) U ra = − RN 500 .U N = − .0, 2 = −10V R1 10 64 Điện áp ra -10V lớn hơn E = -12 V nên tín hiệu ra nằm trong vùng tuyến tính, không bị méo. Bài 5.2: Hãy tính toán và thiết kế mạch khuếch đại thuật toán với các yêu cầu sau: a) Điện áp ra ngược pha với điện áp vào. b) Nếu UV=0,5V thì Ura=15V. Điện trở vào RV=20kΩ Bài giải: a) Vì điện áp ra ngược pha với điện áp vào nên đây là mạch khuếch đại đảo có sơ đồ như hình vẽ: Hệ số khuếch đại: K =− U ra −15 = = −30 Uv 0,5 K= − RN = 30 R1 Mặtkhác suyra RN = 30R1 Vì R1 chính là điện trở vào R1 = Rv = 20kΩ Suy ra RN = 20kΩ.30=600kΩ Bài 5.3: Cho mạch như hình vẽ. Biết R1=20kΩ, RN=780kΩ, R2=20kΩ, E=15V a) Viết biểu thức xác định Ura 65 b) Tính Ura nếu biết Uv=0,3V Bài giải: a) Vì điện trở vào cửa p rất lớn nên có thể coi không có dòng qua R2 nên điện áp UV=UP R R U ra = (1 + N )U P = (1 + N )UV R1 R1 780 U ra = (1 + ).0, 3 = 12V a) 20 Ura = 12V < E = 15V tín hiệu ko bị méo Bài 5.5: Cho mạch như hình vẽ: Đây là mạch gì ?viết biểu thức tính Ura Bài giải: a) Đây là mạch trừ, thực hiện thuật toán Ura=AUv2-BUv1 Để thiết lập biểu thức Ura, tiện hơn cả là giải theo phương pháp xếp chồng Nếu chỉ tác động nguồn tín hiệu Uv1, đây là mạch khuếch đại đảo 66 Ura1 =- . Uv1 - Nếu chỉ tác động Uv2, đây là mạch khuyếch đại thuận Ura2 = (1+ ) . Điện áp ra: Ura1 + Ura2 = (1+ ). .Uv2 .Uv2 - .Uv1 b) Thay số vào Ura=(1+ ). .1,0- .0,15 = 6,65V Bài 5.6: Thiết kế và tính toán mạch khuếch đại thuật toán thự hiện thuật toán sau: Y=2a-4b * Trong đó: Y là điện áp đầu ra a và b là hai điện áp vào 4 và 2 là hệ số Bài giải: Để thực hiện thuật toán trên phải dung mạch trừ. a) Xác định biểu thức điện áp ra Y= (1+ ). .a- .b ** So sánh biểu thức ** và * suy ra (1+ ) =2 67 =4 = 4. Suy ra RN =4R1 Thay = 4 vào: (1+ ) =2 --> (1+4). =2 = suy ra R2 = .Rp =1,5Rp Như vậy để thực hiện thuật toán trên phải chọn: RN =4R1 và R2 = 1,5Rp. Nếu R1 = 20kΩ thì RN =80kΩ Nếu Rp =20kΩ thì R2 = 30kΩ. Bài 5.7: Cho mạch khuếch đại thuật toán như hình vẽ a) Viết biểu thức tính hệ số khuếch đại KU b) Tính trị số Ura Bài giải: a) Ở đây có thể coi như hai tầng khuếch đại mắc kế tiếp nhau, IC1 có hệ số khuếch đại K1, tầng IC2 có tầng số khuếch đại là K2. Hệ số khuếch đại Ku được xác định: 68 Ku = Trong đó: K1=(1+ =K1K2 ) K2 = - . Suy ra: Ku = K1.K2 = (1+ ).(- ) = -(1+ ) b) Tính Ura Ura = Ku.Uv = -(1+ ). .Uv = -(1+ ). .0,15 =-16,5V Nhận xét:Vì điện áp nguồn -E = -15V trong khi U ra = -16,5V, như vậy điện áp ra bị xén đỉnh, nên bị méo. Để điện áp ra tuyến tính phải giảm Uv hay giảm hệ số khuếch đại Ku. Bài 5.8: Xác định phạm vi điều chỉnh điện áp ra trong mạch như hình vẽ. Biết R1 = 10kΩ, RN = 250kΩ, RP = (0 ÷ 20)kΩ, Uv =0,2V Bài giải: - Viết biểu thức điện áp ra Ura =- .Uv Điện áp ra sẽ cực tiểu khi chiết áp Rp =0Ω Ura =- .Uv =- - .0,2 =-5V Điện áp ra sẽ cực đai khi Rp =20kΩ Ura = - .Uv =- .0,2 =-1,66V 69 Như vậy điện áp ra sẽ biến thiên trong khoảng từ -5V đến -1,66V khi điều chỉnh chiết áp Rp. Bài 5.9:Cho mạch KĐTT như hình 5-10. Biết R1 = 15kΩ, R2 =250kΩ ; R3 =20kΩ, R4 =470kΩ ; E=+9V, Uv = 25mV ; IC TT là lý tưởng R1 250k R2 250k I3 I2 I1 +E R4 250k R3 250k I4 Ura N Uv + + -E Hình 5-10 a) Viết biểu thức hệ số khuếch đại Ku. b) Tính trị số Ura và cho nhận xét. Bài giải: Dòng điện tại nút N I1= I2 +IN vì IN =0 nên I1 =I2 Trong đó Suy ra: I1 = ;I2 = = Vì N là điểm đất ảo, nên UN = Up =0 Và cuối cùng =- .Suy ra UM = - .Uv * Tại nút M: I2 +I4 –I3 =0 - + = + =0 + Thay giá trị UM từ * vào và giải ra ta được. Ura = - .R4 ( + + ).UV Hệ số khuếch đại 70 U1 OPA1013E K= =- .R4 ( + + ) Tính điện áp ra: Ura = - .470( + + ).25.10-3= 11V Điện áp ra Ura = 11V >+E = 9V. Tín hiệu ra bị xén đỉnh. Bài 5.10:Cho mạch cộng đảo như hình 5.11. Biết R1 = 20k, R2 = 25k, R3 = 30k; RN = 500k, U1 = 0,1V, U2 = 0,2V, U3 = 0,3V. a) Viết biểu thức Ura. b) Tính Ura. RN 500k U1 R1 20k +E U2 R2 25k U2 R3 30k + + -E Ura U1 OPA1013E Hình 5-11 Bài giải: a) Đây là mạch cộng với 3 điện áp vào U1 , U2 , U3 ;giải mạch theo phương pháp xếp chồng: Ura1 = - 71 .U1 Ura2 = - . U2 Ura3 = - . U3 Ura = Ura1 + Ura2 + Ura3 = -[ =- [ .U1 + .U1 + U2 + Ura = -[ .0,1 + 20.0,2 + .U2 + .U3 ] .U3] = -[25U1 + 20U2 + .U3] b) Thay số vào .0,3] = -11,5V Bài 5.11:Cho mạch điện như hình 5-12. R2 = 20k; R3 = 30k ; R4 = 250k ; R5 =10k a) Viết biểu thức hệ số khuếch đại Ku. b) Xác định trị số Ura nếu biết:Uv= = 0,5V; R1=20k Uv i R1 20k + R3 30k + + IC1 +E - +E -E + R4 250k -E R2 20k U2 OPA1013E IC2 U1 OPA1013E Ura R5 10k Hình 5-12 Bài giải: a) Hệ số khuếch đại Ku = K1.K2 trong đó K1 = 1 đây là mạch lặp điện áp Ura =Uv K2 = 1+ ( ) và Ku = (1 + ) b) Điện áp ra Ura = (1 + ). .Uv = (1+ ) .0,5 = 5,2V Bài 5.12:Cho mạch điện như hình 5-13. Biết RN = 500kΩ, R1 = 25kΩ, +E = +12V, Điện áp bão hòa +10V. Xác định điện áp vào cực đại mà điện áp ravẫn trong phạm vi tuyến tính. 72 Xác định Ura với các giá trị Ura = 0; Uv = 0,4V. RN 500k R1 25k +E Uv + + Ura -E U1 OPA1013E Bài giải: Hệ số khuếch đại: K=- =- = -20. Điện áp vào đỉnh – đỉnh Vp-p |Uvp-p| = Ubão hòa/|K| = +0,5V Ura = - .Uv = - .Uv =-20Uv Tính trị số Ura Uv Ura 0V 0V +0,4V -8V -0,4V +8V Bài 5.13:Cho mạch khuếch đại như hình 5-14 a) Viết biểu thức Ura1 và Ura2 73 b) Tính trị số Ura1 và Ura2 nếu biết:Uv = 0,5V, R1 = R2 = 20kΩ; R3 = 30kΩ; R4 = 25kΩ, Xác định Ura với các giá trị Ura = 0; Uv = 0,4V.R5 = 500kΩ; R6 = 500kΩ; R7 = 25k R5 500k R4 25k +E R2 20k + + R1 20k -E U2 OPA1013E +E - Uv + Ura1 R3 30k +E + Ura2 -E + U1 OPA1013E + -E R6 500k R7 25k U3 OPA1013E Hình 5-14 Bài giải: a) Ura1 = K1.K2.Uv; trong đó K1 là hệ số khuếch đại của IC1 K2 là hệ số khuếch đại của IC2 Ura1 = - . ( ) . Uv = + Ura1= . Uv = . Uv b) Thay số ta có: Ura2 = - .0,5 = 10V (1+ ).0,5 = -10,5V Bài 5.14:Cho mạch khuếch đai thuật toán như hình 5.15. a) Viết biểu thức Ura. b) Xác định trị số Ura nếu biết: U1 = 0,2V ; U2 = 0,3V. R6 60k R1 20k + U1 + -E U1 OPA1013E IC1 Bài giải: a) Đây là bộ khuếch đại có hai tầng IC1 và IC2 có hai điện áp vào 74 Ura1 R2 500k R1 = 20kΩ ; R2 = 500kΩ ; R3 = 25kΩ R4 = 20kΩ ; R5 = 30kΩ ; R6 = 60kΩ +E - R4 20k R5 30k U2 R3 25k +E + + -E IC2 U2 OPA1013E Hình 5-15 Ura2 Trước hết xác định điện áp Ura1 Ura1 = ( 1 + ).U1 . Đây chính là điện áp đưa vào cửa đảo của IC2. Giải mạch điện IC2: Ura = ( 1 + =-[ (1 + ).U1 .() U1. + )– . U2 . U2 ] b) Thay số vào để tính Ura . 0,3 ] = -13,2V R1 R2 3 .Uv– ).Uv .(1 + 3 2 [ )Uv (1+ b) Thay số vào để tính Ura Ura = - [ + + (1 + + 6 R4 R6 + ) ].0,1 = - 6,8V 75 + + - ) ]U 2 3 4 R5 - Cả hai điện áp này đều đưa vào đầu vào đảo của IC2 nên đây là mạch cộng đảo. Giải theo phương pháp xếp chồng: Ura = - 2 + 6 + 7 Ura2 = ( 1 + R3 4 Bài 5.15:Cho mạch điện như hình 5-16 Biết R1 = 20kΩ ; R2 = 20kΩ R3 = 600kΩ ; R4 = 30k R5 = 30k ; R6 = 50k R7 = 150k ; Uv = 0,1V a) Hãy viết biểu thức Ura = f(UV). b) Tính trị số Ura. U1 Bài giải: a) Thiết lập biểu thức Ura -Điện áp ở đầu ra IC1: Ura1 = Uv vì đây là mạch lặp điện áp. U2 -Điện áp ở đầu ra IC2: 7 + 7 ).0,2. 4 Ura = -[ (1+ 6 Ura = + Ura Bài 5.16 Điện áp đầu ra ICi Ura1 = U2 , đây là mạch lặp điện áp vào Điện áp đầu ra IC2 Ura2 = đây là mạch cộng đảo Cả hai điện áp Ura1 và Ura2 đều được đưa vào cửa đảo của IC3 , IC3 là mạch cộng đảo Giải theo phương pháp xếp chồng ta được: Ura = .U2 – ( - U1 – = - U2 + =- ( .20.10-3 + U1 + U2) U2 ) .3010-3 + ( .2010-3) = 4,5V Bài 5.18 R 2 Uv 3 4 C + 6 + 7 Ura2 Ura a) Chức năng trên là mạch vi phân, sơ đồ như hình 5-19a Ura = - RC 76 = -2.103 . 0,4710-6 = -2.0,47.10-3.2.1000 = - 1,88 b) Dạng điện áp ra 2V 1,88 c) Bài 5.20 t C R2 2 N 3 + 6 + 7 Uv1 1 Uv2 4 R1 Uraa a) Xác định biểu thức Ura Phương trình dòng điện tại nút N C Suy ra + +C = -( + Ura= - =0 ) dt b) Tính Ura , ở đây R1= R2 =R=100kΩ, nên có thể viết : c) Ura = - dt Ura= 1(V) 77 [...]... dạng điện áp ra trên tải b) Xác định giá trị điện áp ra 1 chiều Udc Giải: a) 12 UT1 = ( UVm – 0,7V )/2 UT2 = (- UVm + 0,7V )/2 Bài 1-47 Cho mạch điện dùng diode như hình Vẽ dạng điện áp ra trên tải Rt và xác định giá trị điện áp một chiều trên tải Rt(Udc) 13 Giải: a) Bài 1-48 Cho mạch điện dùng diode như hình Vẽ dạng điện áp ra trên tải 14 a) b) c) Giải: b) Đây là mạch chỉnh lưu nửa chu kì, dạng điện. .. – 0,7V = 4,3 V Bài 1-44 Cho mạch điện dùng diode như hình Vẽ dạng điện áp ra trên tải Rt và dòng điện IR Bài 1-45 Cho mạch điện dùng diode như hình dưới a) Xác định điện áp ra 1 chiều Udc trên tải b) Xác định giá trị điện áp ngược đặt lên các diode 11 Giải: a) Diode hoạt động ở chế độ phân cực ngược, hở mạch, do đó Udc = 0 V b) Giá trị điện áp ngược đặt lên các diode Bài 1-46 Cho mạch điện dùng diode... = -2V ( xác định trên đồ thị 2-21b) Bài tập 2-18 Như bài 2-17 Nếu chọn điểm làm việc ứng với UGSO = -2V,dòng IDO=5mA; điện trở RD = 1,2 kΩ a) Hãy xác định điện áp UD b) Tính điện trở RS c) Khi điện áp vào thay đổi trong khoảng -2V ± 0,5 V, hãy xác định biên độ điện áp ra và hệ số khuếch đại K0 33 Bài giải a) Điện áp: UD = E – IDORD = 12 – 5.10-3.1,2.103 = 6 V b) Điện trở RS U S = I S RS = I DO RS →... +0,0342 = 1,7342 mA d) Điện áp UCEO UCEO = E – ICO.RC = 10 – 1,7.10-3.2.103 = 6,6 V Bài tập 2-9 Mạch điện như bài 2-7 nhưng mắc thêm điện trở RE ở emito và biết sụt áp trên điện trở này là 1 V a) Xác định trị số R1, RC,RE b) Xác định điện áp UC, UB so với điểm mass của máy Bài giải a) Xác định RE URE = IEO.RE = 1V RE = Suy ra: 1 I EO = 1 I CO + I CO β = 1 5.10−3 + 5 10−3 100 = 198Ω Điện trở R1 R1 = U R1... ) 16,86V Bài 1-51 Cho mạch điện dùng diode như hình Xác định giá trị điện áp ra một chiều trên tải Udc với trị hiệu dụng điện áp xoay chiều như trên thứ cấp của biến áp bằng 129V = U2 Giải: Bài 1-52 Cho mạch điện như hình Biết Un= 10 V, Rn = 20 k Ω, R1=20k Ω, Rt =5k Ω Giả thiết diode là lí tưởng Khi thông điện trở thuận Rth = 0 Ω Khi tắt điện trở ngược Rng = Ω Hãy xác định điện áp trên Rt Giải: Diode... β= (30 − 15)10−3 = 150 (200 − 100)10−6 Bài tập 2-7 Cho mạch điện như hình 2-14 Nếu biết dòng ICO = 5mA; hệ số β = 100; UCEQ = 5V; thiên áp UEBO = 0,6 V; E = 10V a) Vẽ các dòng điện một chiều chạy trong mạch b) Tính điện trở RC c) Điện áp UC so với đất +E Bài giải R1 a) Dòng điện một chiều chạy trong mạch như chỉ dẫn trong hình U 2-14 IE = I C + IB RC Ura V b) Điện trở tạo thiên áp R1 được xác định... = 0,1V a) Xác định dòng điện vào và dòng điện ra b) Tính hệ số khuếch đại điện áp của transistor Bài giải a) Dòng điện vào IV = IB = UV 0,1 = = 10−4 = 0,1mA 3 RV 1.10 Dòng điện ra: +E RC Ura Ira = IC = βIB = 50.0,1 = 5mA Điện áp ra: 22 UBEO + UV hình 2.11 Ura = Ira.Rra = ICRC = 5.10-3.5.103 = 25 V b) Hệ số khuếch đại điện áp KU = U ra 25 = = 250 UV 0,1 Bài tập 2-5 Đặc tuyến vào và ra của transistor... đại điện áp 23 KU = U ra 9, 6 = = 48 UV 0, 2 Bài tập 2-6 Transistor lưỡng cực có đặc tuyến vào và ra mắc theo sơ đồ EC như hình 2-13 Căn cứ vào đặc tuyến hãy xác định gần đúng các thông số sau: a) Điện trở vào tĩnh tại điểm O b) Điện trở vào động c) Hệ số khuếch đại dòng điện một chiều β d) Hệ số khuếch đại dòng xoay chiều Bài giải a) Điện trở vào tĩnh RV = rBE = U BEO 0, 6 = = 4k Ω I BO 150.10−6 b) Điện. .. A = 5mA RS 10 c) Điện áp trên cực máng UD UD = E - IDRD = 15 – 5.10-3.1,5.103 = 7,5 V Điện áp U DS = U D − U S = 7,5 − 5 = 2,5 V Bài tập 2-17 Cho mạch điện dùng MOSFET kênh đặt sẵn như hình 2-21a và đặc tuyến truyền đạt như hình 2-21b Biết E = 12V; RG = 200 kΩ; USO = 3,5 V a) Hãy xác định trị số điện trở R1 để tạo thiên áp yêu cầu UGSO = -2 V b) Xác định dòng điện IDO R1 RD +E Bài giải Ura UV a) R2... 188k Ω −5 I CO 5 I BO 5.10 −3 10 100 β c) Tính điện trở RC U E − U CEO 10 − 5 RC = RC = = = 1k Ω I CO I CO 5.10−3 d) Điện áp UC so với điểm mass chính là điện áp UCEO U C = U CEO = 5V 25 hình 2.14 Bài tập 2-8 Cho mạch điện như hình 2-14 Nếu biết R1 = 220kΩ; RC = 2kΩ; β = 50; UBEO= 0.5 V Hãy xác định các thông số tĩnh dòng IB, IC, IE, điện áp UCEO Bài giải a) Xác định dòng IBO E − U BEO 10 − 0,5 9,5 ... Dòng điện Ur1 = IR2.R2 =0,85mA.0,47k =0,4 V Dòng điệ UR2 = UD2 =0,3 V Bài 1-39 Cho mạch điện dùng diode hình vẽ Xác định giá trị điện áp dòng điện qua diode ID Giải: Dòng điện mạch: I= = Dòng điện. .. đương: Điện áp ra : 10 Ura = E – Ud1 = 5V – 0,7V = 4,3 V Bài 1-44 Cho mạch điện dùng diode hình Vẽ dạng điện áp tải Rt dòng điện IR Bài 1-45 Cho mạch điện dùng diode hình a) Xác định điện áp... Giải: a) Bài 1-48 Cho mạch điện dùng diode hình Vẽ dạng điện áp tải 14 a) b) c) Giải: b) Đây mạch chỉnh lưu nửa chu kì, dạng điện áp tải R với điện áp vào : UD=0,7V c) Bài 1- 49 Cho mạch điện hình

Ngày đăng: 10/10/2015, 14:17

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Tính toán lặp lại như bài tập 3.54 trên hình 3.46 vói gd = 50µS; gm = 3000µS.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan