K tdien tu c 1 2

Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng TàuKhoa Điện – Điện Tử

BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Biên soạn: Phạm Văn Tâm

[email protected]

[email protected]

CHƯƠNG 1: ỨNG DỤNG CỦA DIODE

1.1. Diode chỉnh lưu:Ký hiệu:

Đặc tuyến V-A:

gV

VBR

-IS VD

ID

+ đối với D làm bằng Si+ đối với D làm bằng Ge

0.7V Vg =0.3V Vg =

A K


Phân cực thuận:

)1(exp -=T

DSD V

VII

h

mVq

KTVT 26==Với: ở nhiệt độ thường 270C

:Hằng số phụ thuộc vào vật liệu21 ££h

VT: Hiệu điện thế nhiệt

VD: Hiệu điện thế ở 2 đầu diode

K: hằng số Boltzman

T: nhiệt độ Kelvin

q = 1.6x10-19C: điện tích

IS: dòng điện bão hòa

Phân cực nghịch:

ID = 0


1.2. Mô hình tương đương gần đúng của Diode

+ -VD

+ Diode lý tưởng:

Khi E 0 : D dẫn :VD = 0

Khi E < 0: D ngắt: hở mạch

VD+ -³

+ Diode thường:

D ly tuong

+ -VD

gV

gV

gV

Khi E : D dẫn :VD = Vγ

Khi E < : D ngắt: hở mạch

³D ly tuong

+ -VD

gV


1.3. Ứng dụng của Diode

a. Diode trong mạch điện 1 chiều

VD1: Cho mạch như hình vẽ:

Biết E = 5V,R = 220, Diode được làm bằng Si. Tìm VR và ID

Giải

AD K2 ta có:

-E + 0.7 + VR = 0 → VR = 4.3V

ID = IR = VR/R = 0.02A

VD2: Lặp lại VD1 nhưng đảo chiều diode


b. Diode trong mạch điện xoay chiều – mạch chỉnh lưu

b.1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ

Cho mạch như hình vẽ biết Vi = Vmsinωt, Diode được làm bằng Si

+ Vẽ dạng sóng vào ra

+ Tính điện áp trung bình ngõ ra

+ Tính dòng trung bình qua tải

+ Tính điện áp hiệu dụng ngõ ra

+ Điện áp ngược cực đại trên 2 đầu Diode

D

RLAC 220V Vi

+

-Vo

a

b




Dạng sóng vào ra:

Điện áp trung bình ngõ ra được tính theo công thức:

0.7mDC

VV

p-

=

ò=T

DC dttvT

V0

)(1

Vmv (V)

tw0 p p2

vi

vo 0.7

Vm – 0.7Vm

v (V)

tw0 p p2

vi

vo

TH Diode lý tưởng TH Diode thường




Dòng trung bình ngõ ra:

L

DCDC R

VI =

Điện áp hiệu dụng ngõ ra được tính theo công thức:

ò=T

hd dttvT

V0

2 )(1

0.72

mhd

VV

-=

Điện áp ngược cực đại trên 2 đầu Diode:

Vngmax = Vm

Các công thức đối với Diode lý tưởng giống như Diode thườngnhưng bỏ số 0.7


b.2 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ với biến thế có điểm giữa:Cho mạch như hình vẽ biết Vi = Vmsinωt, Diode được làm bằng Si






D1

D2

0

Vi

Va

AC 220V

Vb

Vi

Vo

+

-RL


b.2 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ với biến thế có điểm giữa:

+ Dạng sóng vào ra

+ Điện áp trung bình ngõ ra2( 0.7)m

DC

VV

p-

=

+ Điện áp hiệu dụng ngõ ra

0.7

2m

hd

VV

-=

+ Điện áp ngược cực đại

VngmaxD1 = VngmaxD2 = 2Vm – 0.7

0.7

Vm - 0.7Vm

V (V)

tw0 p p2

vi

vo

VmV (V)

tw0 p p2

vi

vo



b.3 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng cầu Diode:Cho mạch như hình vẽ biết Vi = Vmsinωt, Diode được làm bằng Si






D3

D2D1

0

RL

D4

AC 220v

a

b

+

-

voVi


b.3 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng cầu Diode:


+ Điện áp trung bình ngõ ra

2( 1.4)mDC

VV

p-

=

+ Điện áp trung bình ngõ ra

1.4

2m

hd

VV

-=

+ Điện áp ngược cực đại trên 2 đầu D

VngmaxD1,D2,D3,D4 = Vm – 0.7

1.4

Vm – 1.4Vm

v (V)

tw0 p p2

vivo

VmV (V)

tw0 p p2

vi

vo



1.4. Mạch nhân 2

a. Mạch nhân 2 bán kỳ

b. Mạch nhân 2 toàn kỳ


b. Mạch nhân 2 toàn kỳ

c. Mạch nhân 3, nhân 4

Bán kỳ dương đầu: D1 dẫn C1 nạp đến VC1 = Vm

Bán kỳ âm đầu: D2 dẫn, C5 nạp đến VC5 = 2Vm

Bán kỳ (+) kế tiếp: D3 dẫn, tụ C3 nạp đến VC3 = 2Vm

Bán kỳ (-) kế tiếp: D4 dẫn, tụ C6 nạp đến VC6 = 2Vm

2 đầu C1+C3 = 3Vm

2 đầu C5+C6 = 4Vm

CHƯƠNG 2: MẠCH PHÂN CỰC TRANSISTOR

2.1. Mạch phân cực BJT

BJT có thể hoạt động trong 3 vùng:

+ Vùng Khuếch đại hay tuyến tính

- Mối nối B – E phân cực thuận

- Mối nối B – C phân cực nghịch

+ Vùng bảo hòa

- Mối nối B – E phân cực thuận

- Mối nối B – C phân cực thuận

+ Vùng ngắt

- Mối nối B –E phân cực nghịch

Quan hệ giữa các dòng qua các cực của TST:

IE ≈ IC = β.IB



a. Phân cực kiểu định dòng

RCRB

VCC

RE

Phương pháp chung để giải mạch phân cực:

- Xét vòng BE kết hợp với điều kiện IC =β.IB ta tìm được IC,IB

- Xét vòng CE tìm VCE và vẽ đường tải tĩnh (DCLL)

Biết RB, RC, RE, β

- Tìm ICQ, VCEQ

- Vẽ đường tải tĩnh

Xét vòng BE:

ICQ = (VCC – 0.7)/(RE + RB/β) (1)

Xét vòng CE:

VCEQ = VCC – IC(RC + RE) (2)

Phương trình đường tải tĩnh DCLL(Vẽ hàmIC theo biến VCE)

Từ (2) suy ra:

IC =-VCE/(RC + RE) + VCC/(RC+RE)

Đây là đường thẳng đi qua 2 điểm A1(VCC, 0); A2(0, VCC/(RC + RE))



b. Phân cực hồi tiếp từ collector

Biết R1, R2, R3, β

- Tìm ICQ, VCEQ

- Vẽ đường tải tĩnhR3

VCC

R1R2

Tại A1: TST ngắt

Tại A2: TST dẫn bão hòa

Xét vòng BE:

ICQ = (VCC – 0.7)/(R1 + R3 + R2/β)

Xét vòng CE:

VCEQ = VCC – IC(R1 + R3)

Phương trình đường tải tĩnh DCLL: Giống mạch phân cực kiểu địnhdòng

Đường tải tĩnh



c. Phân cực kiểu phân áp

Biết RB1, RB2, RC, RE, β- Tìm ICQ, VCEQ

- Vẽ đường tải tĩnh RE

RB1

VCC

RB2

RC

RC

+-

RE

Vth

Rth

VCC

AD Định lý Thevenin:

Với: Vth = VCC.RB2/(RB1+RB2)

Rth = RB1.RB2/(RB1 + RB2)

Xét vòng BE:

ICQ = (Vth – 0.7)/(RE + Rth)

Xét vòng CE:

VCEQ = VCC – IC(RC + RE)

Phương trình đường tải tĩnh DCLL: Giống mạch phân cực kiểu định dòng


2.2. Mạch phân cực JFET

a. Mạch phân cực cố định

Phương pháp chung để giải mạch phân cực JFETXét vòng GS kết hợp với phương trình đặc tuyến truyền đạt,IG =0 ta tìmđược VGS, ID, vẽ đặc tuyến truyền đạt, đường phân cực

Xét vòng DS, ID = IS ta tìm được VD, VS, VDS . . .

+

+

Biết RD, RG, VDD, VGG, điện áp thắt kênh VP, dòng máng bãohòa IDSS

- Tìm VGS, ID, VDS

- Vẽ đặc tuyến truyền đạt, đường phân cực


2.2. Mạch phân cực JFETXét vòng GS ta có:

Với IG =0

Thay vào phương trình đặc tuyến truyền đạt

2

P

GSDSSD )

VV

(1II -=

Ta tìm được ID

Xét vòng DS ta có:

Ta tìm được VDS


2.2. Mạch phân cực JFETVẽ đặc tuyến truyền đạt và đường phân cực:

2)1(P

GSDSSD V

VII -=

:Đường phân cực

:Đặc tuyến truyền đạt


b. Mạch phân cực tự cấp

Biết RD, RG,RS, VDD, điện áp thắt kênh VP, dòng máng bão hòaIDSS

- Tìm VGS, ID, VDS


Xét vòng GS ta có:

)2()1( 2

P

GSDSSD V

VII -=

Phương trình đặc tuyến truyền đạt

(1)

Từ (1) và (2) ta được PT bậc 2 theo VGS; với điều kiện:|VGS| < |VP| và VGS < 0; giải tìmđược VGS và ID

Xét vòng DS ta có:

Ta tìm được VDS


Đặc tuyến truyền đạt, đường phân cực


c. Mạch phân cực bằng cầu chia điện thế


c. Mạch phân cực bằng cầu chia điện thế

Kết hợp với pt đặc tuyến truyền đạt ta tìm được VGS, ID

Xét vòng DS ta tìm được VDS



2.3. Mạch phân cực MOSFET kênh có sẵn loại N

a. Phân cực bằng cầu chia điện thế

- Tìm VGS, ID, VDS


Kết hợp với pt đặc tuyến truyền đạt(ID = IDSS(1 – VGS/VP)2); với điềukiện:|VGS|<|VP|; giải ta tìm được VGS, ID




Nhận xét:

VGSQ > 0: Mosfet điều hành theo kiểu tăng

ID>IDSS nên ta phải thiết kế sao cho ID<IDmax


b. Phân cực bằng mạch hồi tiếp điện thế:

- Tìm VGS, ID, VDS


Biết RD, RG, VDD, điện áp thắt kênh VP, dòng máng bão hòaIDSS

Xét vòng GS ta có:

ID.RD + IG.RG + VGS = VDD

Với IG = 0

Kết hợp với phương trình đặc tuyến truyền đạt ta tìm được VGS, ID


Đặc tuyến truyền đạt, đường phân cực (tương tự mạch phân cực bằngcầu chia điện thế)

c. Phân cực kiểu tự cấp (tương tự JFET)


2.4. Mạch phân cực MOSFET kênh cảm ứng loại N

a. Phân cực bằng hồi tiếp điện thế

Biết RD, RG, VDD, điện áp ngưỡng VT, hệ số k

- Tìm VGS, ID, VDS


Ta có VRG = IG.RG =0 → VD = VG → VDS = VGS

Xét vòng DS:

Kết hợp với phương trình đặc tuyến truyền đạt(*) với điều kiện: VGS > VT; giải ta tìm được VGS, ID

2( ) (*)D GS TI K V V= -

( )

2( )( - )D on

GS on T

IK

V V=Với


ID(on), VGS(on), VT là các thông số của nhà sản xuất


VT

Nhận xét:

- Khi VGS < VT thì ID = 0

- Khi VGS > VT thì2( )D GS TI K V V= -

Q: điểm điều hành


b. Phân cực bằng cầu chia điện thế

Ta có VGS = VG – VS = VG – ID.RS

Kết hợp với phương trình đặc tuyến truyền đạtta tìm được VGS, ID



Documents

K tdien tu c 1 2