GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ (ĐIỆN TỬ CƠ BẢN)

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

(ĐIỆN TỬ CƠ BẢN)

(GIÁO TRÌNH DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG CHUYÊN NGHIỆP CÁC

NGÀNH CNKT: CƠ ĐIỆN TỬ, NHIỆT (CƠ ĐIỆN LẠNH), ĐIỆN-ĐIỆN

TỬ, ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG, TỰ ĐỘNG HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN

HỆ CAO ĐẲNG NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐHKK, ĐIỆN TỬ

CÔNG NGHIỆP, KỸ THUẬT SỮA CHỮA LẮP RÁP MÁY TÍNH

HỆ TRUNG CẤP: CNKT NHIỆT (ĐIỆN LẠNH))

TP. HỒ CHÍ MINH, 09 - 2018

(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Mục lục

Trang i

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG ................................................................................ 1

1.1. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN ...................................................................................... 1

1.1.1. Định luật Ohm ......................................................................................................... 1

1.1.2. Định luật phân áp .................................................................................................... 1

1.1.3. Định luật phân dòng ................................................................................................ 3

1.1.4. Biến đổi tương đương giữa nguồn dòng và nguồn áp ............................................. 3

1.2. ĐIỆN TRỞ (RESISTOR) ............................................................................................ 5

1.2.1. Khái niệm ................................................................................................................ 5

1.2.2. Ký hiệu .................................................................................................................... 5

1.2.3. Đơn vị...................................................................................................................... 5

1.2.4. Các thông số kỹ thuật .............................................................................................. 5

1.2.5. Công dụng ............................................................................................................... 6

1.2.6. Phân loại và cấu tạo ................................................................................................ 6

1.2.7. Cách biểu thị giá trị điện trở ................................................................................... 7

1.2.8. Điện trở SMD (SMD-Surface Mount Devices) ...................................................... 9

1.2.9. Biến trở.................................................................................................................. 11

1.2.10. Ghép điện trở......................................................................................................... 12

1.3. TỤ ĐIỆN (CAPACITOR) ......................................................................................... 12

1.3.1. Khái niệm .............................................................................................................. 12

1.3.2. Ký hiệu .................................................................................................................. 12

1.3.3. Đơn vị.................................................................................................................... 13

1.3.4. Thông số kỹ thuật .................................................................................................. 13

1.3.5. Công dụng ............................................................................................................. 13

1.3.6. Phân loại ................................................................................................................ 13

1.3.7. Cấu tạo .................................................................................................................. 13

1.3.8. Cách ghi giá trị điện dung ..................................................................................... 15

1.3.9. Đặc tính của tụ điện .............................................................................................. 16

1.3.10. Ghép tụ điện .......................................................................................................... 16

1.4. CUỘN CẢM (INDUCTOR) .................................................................................... 17

1.4.1. Khái niệm .............................................................................................................. 17

1.4.2. Ký hiệu .................................................................................................................. 17

1.4.3. Đơn vị.................................................................................................................... 17

1.4.4. Cách ghi giá trị độ tự cảm ..................................................................................... 18

1.4.5. Đặc tính của cuộn cảm .......................................................................................... 18

1.4.6. Phân loại và cấu tạo .............................................................................................. 18

1.4.7. Ghép cuộn dây ...................................................................................................... 18

1.4.8. Công dụng ............................................................................................................. 19

CHƯƠNG 2: CHẤT BÁN DẪN VÀ DIODE ....................................................................... 25

2.1. CHẤT BÁN DẪN ..................................................................................................... 25

2.1.1. Khái niệm .............................................................................................................. 25

2.1.2. Chất bán dẫn thuần ................................................................................................ 25

2.1.3. Chất bán dẫn pha tạp ............................................................................................. 26

2.1.4. Mối nối P-N .......................................................................................................... 28

2.2. DIODE BÁN DẪN ...................................................................................................... 28

2.2.1. Cấu tạo, ký hiệu ...................................................................................................... 28

2.2.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................. 29

2.2.3. Đặc tuyến Vôn - Ampe của Diode ........................................................................ 30

Mục lục

Trang ii

2.2.4. Điện trở của diode ................................................................................................. 31

2.2.5. Mạch điện tương đương của diode ........................................................................ 32

2.2.6. Cơ chế đánh thủng trong diode .............................................................................. 36

2.2.7. Các thông số kỹ thuật của diode ............................................................................ 37

2.3. MỘT SỐ DIODE BÁN DẪN ...................................................................................... 37

2.3.1. Diode chỉnh lưu ..................................................................................................... 37

2.3.2. Diode phát quang – LED (Light Emitting Diode) ................................................. 37

2.3.3. Diode zener ............................................................................................................ 39

2.4. ỨNG DỤNG CỦA DIODE ......................................................................................... 41

2.4.1. Chỉnh lưu ............................................................................................................... 41

2.4.2. Ứng dụng của diode zener trong mạch ổn áp ........................................................ 45

2.4.3. Mạch nguồn DC .................................................................................................... 46

2.4.4. Mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế kiểu Latour....................................................... 48

2.4.5. Mạch ghim ............................................................................................................. 48

CHƯƠNG 3: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC ....................................................................... 57

3.1. TỔNG QUAN VỀ BJT .............................................................................................. 57

3.2. CÁC TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR LƯỠNG CỰC .............. 58

3.2.1. Mạch phân cực cơ bản ........................................................................................... 58

3.2.2. Đặc tuyến Vôn – Ampe ......................................................................................... 60

3.3. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA BJT ................................................ 62

3.3.1. Hệ số khuếch đại dòng điện DC (hFE) ................................................................... 62

3.3.2. Điện áp giới hạn .................................................................................................... 63

3.3.3. Dòng điện giới hạn ................................................................................................ 63

3.3.4. Công suất giới hạn ................................................................................................. 63

3.4. PHÂN CỰC CHO BJT .............................................................................................. 64

3.4.1. Phân cực bằng hai nguồn riêng.............................................................................. 64

3.4.2. Phân cực bằng một nguồn chung (cực B, fixed bias) ............................................ 67

3.4.3. Phân cực bằng một nguồn chung có điện trở ổn định nhiệt RE ............................ 70

3.4.4. Phân cực bằng mạch chia áp.................................................................................. 73

3.4.5. Phân cực hồi tiếp từ cực C ..................................................................................... 77

3.5. BJT LÀM VIỆC TRONG CHẾ ĐỘ CHUYỂN MẠCH............................................ 79

3.6. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR ............................ 81

3.6.1. Mô hình tương đương AC của BJT ....................................................................... 81

3.6.2. Mạch khuếch đại mắc kiểu E chung (CE) ............................................................. 81

3.6.3. Mạch khuếch đại tín hiệu ngỏ mắc cực thu chung (CC) ....................................... 86

3.6.4. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc cực nền chung (CB) ....................................... 87

CHƯƠNG 4: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG - FET .............................................. 97

4.1. KHÁI NIỆM .............................................................................................................. 97

4.2. TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG LOẠI MỐI NỐI – JFET (JUNCTION

FET) .................................................................................................................................... 97

4.2.1. Cấu tạo ................................................................................................................... 97

4.2.2. Nguyên lý hoạt động và đặc tuyến Volt-Ampe ..................................................... 97

4.2.2.1. Xét trường hợp VGS = 0 (ngắn mạch G-S), VDS>0: ....................................... 98

4.2.2.2. Xét trường hợp VGS < 0, VDS > 0: .................................................................. 99

4.2.2.3. Vùng thắt kênh – Vùng bão hòa: ................................................................. 100

4.2.3. Phân cực cho JFET ................................................................................................. 100

4.2.3.1. Mạch phân cực cố định (fixed bias): ............................................................ 100

4.2.3.2. Mạch tự phân cực: ........................................................................................ 103

4.2.3.3. Phân cực dùng cầu phân áp: ......................................................................... 107

Mục lục

Trang iii

4.3. TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG LOẠI CỰC CỔNG CÁCH LY –

MOSFET .......................................................................................................................... 110

4.3.1. MOSFET kênh có sẵn D-MOSFET (Deleption MOSFET) ................................ 110

4.3.1.1. Cấu tạo: ........................................................................................................ 110

4.3.1.2. Nguyên lý hoạt động cơ bản và các đặc tuyến Vôn-Ampe: ............................ 110

4.3.1.3. Phân cực D-MOSFET: ................................................................................ 111

4.3.2. MOSFET kênh cảm ứng E-MOSFET (Enhancement MOSFET) ...................... 117

4.3.2.1. Cấu tạo: ........................................................................................................ 117

4.3.2.2. Đặc tuyến Vôn–Ampe: ................................................................................ 117

4.3.2.3. Phân cực cho E-MOSFET: .......................................................................... 118

4.4. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ SỬ DỤNG TRANSISTOR TRƯỜNG FET

................................................................................................................................. 122

4.4.1. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc CS ............................................................... 124

4.4.2. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc CD ............................................................... 125

4.4.3. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc CG ............................................................... 127

CHƯƠNG 5: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN ..................................................... 134

5.1. GIỚI THIỆU OP-AMP ............................................................................................ 134

5.1.1. Ký kiệu và đặc tính của Op-Amp........................................................................ 134

5.1.2. Đặc tuyến truyền đạt của Op-Amp ..................................................................... 135

5.2. MẠCH KHUẾCH ĐẠI SỬ DỤNG OP-AMP ........................................................ 136

5.2.1. Mạch khuếch đại không đảo ............................................................................... 136

5.2.2. Mạch đệm không đảo .......................................................................................... 137

5.2.3. Mạch khuếch đại đảo .......................................................................................... 138

5.2.4. Mạch khuếch đại cộng đảo .................................................................................. 139

5.2.5. Mạch khuếch đại cộng không đảo ....................................................................... 141

5.2.6. Mạch trừ .............................................................................................................. 144

5.3. MẠCH SO SÁNH SỬ DỤNG OP-AMP ................................................................ 145

5.3.1. Mạch so sánh với điện áp 0V .............................................................................. 145

5.3.2. Mạch so sánh điện áp với điện áp chuẩn Vref .................................................... 146

5.4. Mạch schmitt trigger: .............................................................................................. 148

5.4.1. Mạch schmitt trigger đảo – đối xứng: ................................................................. 148

5.4.2. Mạch schmitt trigger đảo – không đối xứng: ...................................................... 150

5.4.3. Mạch schmitt trigger không đảo – đối xứng ....................................................... 153

CHƯƠNG 6: THYSISTOR ................................................................................................. 162

6.1. GIỚI THIỆU HỌ THYRISTOR ............................................................................. 162

6.2. SCR (SILICON - CONTROLLED RECTIFIER) ................................................... 162

6.2.1. Tổng quan SCR ................................................................................................... 162

6.2.2. Nguyên lý hoạt động SCR .................................................................................. 163

6.2.3. Đặc tuyến Vôn-Ampe của SCR .......................................................................... 164

6.2.4. Các ứng dụng của SCR ....................................................................................... 165

6.3. DIAC ....................................................................................................................... 167

6.3.1. Tổng quan DIAC ................................................................................................. 167

6.3.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 167

6.3.3. Đặc tuyến vôn – ampe của DIAC ....................................................................... 168

6.4. TRIAC ..................................................................................................................... 168

6.4.1 Tổng quan TRIAC .............................................................................................. 168


6.4.3. Đặc tuyến vôn – ampe ......................................................................................... 169

6.4.4. Ứng dụng của triac .............................................................................................. 171

CHƯƠNG 7: LINH KIỆN QUANG ................................................................................... 174

Mục lục

Trang iv

7.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 174

7.2 DIODE PHÁT QUANG (LED) ............................................................................... 174

7.2.1 Cấu tạo ................................................................................................................. 174

7.2.2 Phân loại .............................................................................................................. 174

7.2.3 Ứng dụng ............................................................................................................. 175

7.2.4 LED 7 đoạn .......................................................................................................... 177

7.3 MẶT CHỈ THỊ TINH THỂ LỎNG (LCD) .............................................................. 177

7.3.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 177

7.3.2. Cấu tạo thanh LCD .............................................................................................. 178

7.4. QUANG ĐIỆN TRỞ (PHOTORESISTOR) ............................................................ 178

7.4.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: ............................................................................. 178

7.4.2. Ứng dụng ............................................................................................................. 178

7.5. QUANG DIODE (PHOTODIODE) ........................................................................ 179

7.5.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 179

7.5.2. Ứng dụng ............................................................................................................. 180

7.6. QUANG TRANSISTOR (PHOTOTRANSISTOR) ................................................ 181

7.6.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 181

7.6.2. Ứng dụng ............................................................................................................. 182

7.7. CÁC BỘ GHÉP QUANG (OPTO – COUPLERS) ................................................. 183

7.7.1. Cấu tạo ................................................................................................................. 183


7.7.3. Đặc trưng kỹ thuật ............................................................................................... 183

7.7.4. Ứng dụng ............................................................................................................. 183

PHỤ LỤC ............................................................................................................................... 187

Chương 1: Linh kiện thụ động

Trang 1

CHƯƠNG 1

LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

1.1. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN

1.1.1. Định luật Ohm

Cường độ dòng điện I chạy qua một đoạn mạch có điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U hai

đầu đoạn đoạn mạch đó và tỉ lệ nghịch với điện trở.

Hình 1.1. Định luật Ohm

U

IR

(1.1)

Trong đó:

U là điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch, đơn vị là volt (V)

R là điện trở của vật dẫn, đơn vị là ohm (Ω)

I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là ampe (A)

Lưu ý: Dòng điện được quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương

(ngược với chiều của các hạt mang điện tích âm).

Ví dụ 1.1: Tính cường độ dòng điện I trong mạch hình 1.1. Biết hiệu điện thế U=12 VDC và

R=10Ω.

Giải:

121.2( )

10

UI A

R

Ví dụ: 1.2: Tính điện trở R trong mạch hình 1.1. Biết rằng dòng điện trong mạch I = 20mA và

hiệu điện thế U= 36 VDC.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ: 1.3: Tính điện áp U trong mạch hình 1.1. Biết rằng dòng điện trong mạch I = 20μA và

R=100kΩ.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.1.2. Định luật phân áp

Mạch phân áp có dạng như hình 1.2.

Dòng điện qua điện trở R1 và R2 là dòng điện I xác định qua công thức:

1 2

inUI

R R

(1.2)

Điện áp ra Uout cũng là điện áp giữa 2 đầu điện trở R2 được tính như sau:

R

A

U

B

I


Trang 2

2

2

1 2

inout

R UU R I

R R

(1.3)

Hình 1.2. Mạch phân áp

Ví dụ 1.4: Cho mạch như hình 1.2, dựa vào mối quan hệ phân áp hãy tính Uout. Biết rằng Uin

=12 VDC, R1=1kΩ, R2=10kΩ.

Giải:

22

1 2

10.9( )inout

R UU R I V

R R

Ví dụ 1.5: Cho đoạn mạch như hình 1.3 với Uin = 6 VDC, R1=1 kΩ, R2=10 kΩ, R3=100kΩ.

Hãy tìm Uout.

Hình 1.3. Mạch ví dụ

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.6: Cho đoạn mạch như hình 1.3 với Uout = 1.5 VDC, R1=150Ω, R2=3.3kΩ, R3=330Ω.

Hãy tìm Uin.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

R1

R2+

Uout

-

+

Uin

-

R1

R2+

Uout

-

+

Uin

-


Trang 3

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.1.3. Định luật phân dòng

Mạch phân dòng có dạng như hình1.4:

R2

I

R1

I1 I2

Hình 1.4. Mạch phân dòng dùng nguồn dòng

Công thức tính dòng điện tại các nhánh:

21

1 2

12

1 2

RI I

R R

RI I

R R

(1.4)

Ví dụ 1.7: Cho mạch như hình 1.4. Hãy tìm I1, I2. Biết rằng R1 =5.6kΩ, R2=1kΩ, I=40mA.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.8: Cho mạch như hình 1.4. Hãy tìm I1, I2. Biết rằng R1 =39Ω, R2=22Ω, I=5A.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.1.4. Biến đổi tương đương giữa nguồn dòng và nguồn áp

Trong mạch điện nguồn áp có thể được biến đổi sang nguồn dòng và nguồn dòng có thể được

biến đổi sang nguồn áp.

I R

R

V

Hình 1.5. Biến đổi tương đương giữa nguồn áp và nguồn dòng

Biến đổi mạch gồm một nguồn áp mắc nối tiếp với một điện trở sang mạch gồm một nguồn

dòng mắc song song với một điện trở dùng công thức của định luật Ohm.


Trang 4

Ví dụ 1.9: Cho mạch như hình 1.6. Hãy biến đổi thành mạch tương đương gồm một nguồn dòng

mắc song song với một điện trở.

R

2 V10V


Giải:

5( )U

I AR

Mạch biến đổi tương đương có dạng như hình 1.7.

I5A

R2

Hình 1.7. Mạch sau biến đổi tương đương sang nguồn dòng

Ví dụ 1.10: Cho mạch gồm một nguồn áp mắc nối tiếp với một điện trở như hình 1.5. Biết

nguồn áp có giá trị là 15 VDC và điện trở R=3kΩ. Hãy biến đổi thành mạch tương đương gồm

một nguồn dòng mắc song song với một điện trở.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.11: Cho mạch như hình 1.8. Hãy biến đổi thành mạch tương đương gồm một nguồn áp

mắc song song với một điện trở.

I2A

R3


Giải:

6( )U IR V

Mạch biến đổi tương đương có dạng như hình 1.9.


Trang 5

R

3

Hình 1.9. Mạch sau biến đổi tương đương sang nguồn áp

Ví dụ 1.12: Cho mạch hình 1.8. Biết nguồn dòng có giá trị là 1mA và điện trở R=2kΩ. Hãy

biến đổi thành mạch tương đương gồm một nguồn áp mắc nối tiếp với một điện trở.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.2. ĐIỆN TRỞ (RESISTOR)

1.2.1. Khái niệm

Điện trở (resistor) là một linh kiện điện tử có tác dụng hạn chế cường độ dòng điện trong mạch.

Điện trở kháng (resistance) là đại lượng vật lí đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của vật liệu.

Điện trở kháng R của dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất và độ dài của dây dẫn, tỉ lệ nghịch

với tiết diện của dây.

l

RS

(1.5)

Trong đó:

R: điện trở của dây dẫn, tính bằng Ohm (Ω)

ӏ: chiều dài của dây dẫn, tính bằng mét (m)

S: tiết diện của dây dẫn, tính bằng mét vuông (m2)

: đại lượng đặc trưng cho sức cản điện của vật liệu dùng làm dây dẫn, gọi là điện trở suất của

dây dẫn, được tính bằng Ohm met (Ωm).

1.2.2. Ký hiệu

Ký hiệu điện trở:

Hình 1.10. Ký hiệu điện trở

1.2.3. Đơn vị

Đơn vị của điện trở là Ohm (Ω)

Ngoài ra còn có các bội số:

1kΩ = 1 000 Ω = 103 Ω

1MΩ = 1 000 000 Ω = 106 Ω

1.2.4. Các thông số kỹ thuật

Trị số danh định: trị số này tính bằng Ohm (Ω), thường được ký hiệu trên thân điện trở bằng

vòng màu hoặc bằng chữ số.

Công suất danh định: công suất tiêu tán tối đa cho phép trên điện trở có thể chịu đựng, nếu sử

dụng quá trị số này thì điện trở bị hỏng. Các trị số của ông suất danh định trong công nghiệp:

6V


Trang 6

1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 3W, 5W, 7W, 10W. Điện trở có công suất tiêu tán lớn thì có kích

thước lớn.

Dung sai của điện trở: dung sai là độ sai số của điện trở. Có 3 cấp dung sai thường dùng

là: ±0.25%,:±0.1%, ±0.5%, ±1%, ±2%, ±5%, ±10%. Những điện trở có dung sai nhỏ được

dùng trong các thiết bị đo cần có độ chính xác cao.

1.2.5. Công dụng

Điện trở là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng trong tất cả các mạch điện tử.

1.2.6. Phân loại và cấu tạo

Phân loại dựa vào chức năng:

Điện trở có trị số không đổi.

Điện trở có trị số biến đổi được gọi là biến trở.

Phân loại dựa vào cấu tạo:

Điện trở màng than (carbon film resistor)

Điện trở màng kim loại (metal film resistor)

Điện trở dây quấn (wire wound resistor)

Hình1.11. Cấu tạo điện trở màng than Hình 1.12. Cấu tạo điện trở màng

kim loại

Hình1.13. a. Điện trở dây quấn có giá trị R cố định

b. Điện trở dây quấn có giá trị R biến đổi

Hình1.14. Các hình dạng thực tế của điện trở


Trang 7

1.2.7. Cách biểu thị giá trị điện trở

Giá trị và sai số của điện trở được biểu thị dùng màu sắc.

Bảng 1.1. Bảng màu điện trở

Màu sắc Giá trị

Đen

(Black)

0

Nâu

(Brown)

1

Đỏ

(Red)

2

Cam

(Orange)

3

Vàng

(Yellow)

4

Xanh lục

(Green)

5

Xanh lam

(Blue)

6

Tím

(Violet)

7

Xám

(Grey)

8

Trắng

(White)

9

Đối với điện trở có 4 vòng màu, cách đọc được chỉ ra trong hình 1.15 và đơn vị đọc được Ohm.

Đối với điện trở 5 vòng màu cách đọc được chỉ ra trong hình 1.16 và đơn vị đọc được Ohm.

Lưu ý: Với những điện trở có trị số từ 10 trở xuống, nếu vòng thứ ba là:

Đen: không có số 0 thêm vào

Vàng kim: hai số ở vị trí vòng 1 và vòng 2 được chia cho 10

Bạc: hai số ở vị trí vòng 1 và vòng 2 được chia cho 100


Trang 8

Hình 1.15. Cách đọc giá trị điện trở theo vòng màu với điện trở 4 vòng màu

Hình 1.16. Cách đọc giá trị điện trở theo vòng màu đối với điện trở 5 vòng màu

Ví dụ 1.13: Cho điện trở như hình 1.17, hãy tìm giá trị của nó.

Vòng 1: Đỏ →2

Vòng 2: Xanh lá →5

Vòng 3: Đỏ →00

Vòng 4: Vàng kim →± 5%

R = 2500 Ω ±5%

Vòng 1: số thứ nhất tương ứng với bảng

màu

Vòng 2: số thứ hai tương ứng với bảng

màu

Vòng 3: hệ số nhân (số lượng con số 0 thêm

vào)

Vòng 4: dung sai 𝑣à𝑛𝑔 5%𝑏ạ𝑐 10%

Vòng 1: số thứ nhất tương ứng với bảng

màu Vòng 2: số thứ hai tương ứng với bảng

màu Vòng 3: số thứ ba tương ứng với bảng màu

Vòng 4: hệ số nhân (số lượng con số 0 thêm vào)

Vòng 5: dung sai (nâu 1%, đỏ 2%, xanh lá

0.5%, xanh lam 0.25%, tím 0.1%)


Trang 9

Hình 1.17. Hình ví dụ

Ví dụ 1.14: Cho điện trở có các vòng màu như sau, hãy tìm giá trị của nó.

Vòng 1: Đỏ

Vòng 2: Xanh lá

Vòng 3: Đen

Vòng 4: Vàng kim

…………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………


Vòng 1: Đỏ

Vòng 2: Xanh lá

Vòng 3: Vàng kim

Vòng 4: Bạc

…………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………


Vòng 1: Xanh lá

Vòng 2: Đen

Vòng 3: Bạc

Vòng 4: Vàng kim

…………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Lưu ý: Điện trở 0 Ω có 1 vòng màu màu đen như hình 1.18

Hình 1.18. Điện trở 0 Ohm

1.2.8. Điện trở SMD (SMD-Surface Mount Devices)

Điện trở dán là loại điện trở có kích thước cực nhỏ thường dùng trong những mạch đòi hỏi sự

nhỏ gọn. Điện trở dán được làm theo công nghệ dán bề mặt, tức là dán trực tiếp lên bảng mạch

in. Kích thước của điện trở dán có thể nhỏ tới 0,6mm x 0,3mm.

Đặc điểm:

Công suất hoạt động (tỏa nhiệt) cực thấp: dưới 0.125W (dễ cháy nếu dùng không cẩn

thận).

Đỏ

Đỏ

Xanh lá

Vàng kim

R = 2500Ω ±5%

Đen


Trang 10

Độ chính xác cực cao: sai số chỉ +/- 1% trở xuống.

Giá thành cao: cao hơn điện trở thông thường khoảng 20%.

Hình dạng điện trở dán được chỉ ra trong hình 1.18. Một số cách đọc giá trị điện trở dán thể

hiện ở hình 1.18. Điện trở dán dùng 3 chữ số in trên lưng để chỉ giá trị của điện trở. Hai chữ số

đầu là giá trị thông dụng và số thứ 3 là số mũ của mười (số con số không).

Ví dụ 1.17:

334 = 33 × 104ohms = 330 kilohms

222 = 22 × 102ohms = 2.2 kilohms

473 = 47 × 103 ohms = 47 kilohms

105 = 10 × 105 ohms = 1.0 megohm

Điện trở dưới 100 ohms sẽ ghi: số cuối = 0 (Vì 100 = 1).

Hình 1.19. Hình dạng điện trở dán

Hình 1.20. Cách đọc trị số điện trở dán


Trang 11

Ví dụ 1.18:

100 = 10 × 100 ohm = 10 ohms

220 = 22 × 100 ohm = 22 ohms

Đôi khi nó được khi hẳn là 10 hay 22 để tránh hiểu nhầm là 100 = 100ohms hay 220 là 220ohms.

Điện trở nhỏ hơn 10 ohms sẽ được ghi kèm chữ R để chỉ dấu thập phân.

Ví dụ 1.19:

4R7 = 4.7 ohms

R300 = 0.30 ohms

0R22 = 0.22 ohms

0R01 = 0.01 ohms

Trường hợp điện trở dán có 4 chữ số thì 3 chữ số đầu là giá trị thực và chữ số thứ tư chính là số

mũ 10 (số số không).

Ví dụ 1.20:

1001 = 100 × 101ohms = 1.00 kilohm

4992 = 499 × 102ohms = 49.9 kilohm

1000 = 100 × 100 ohm = 100 ohms

Một số trường hợp điện trở lớn hơn 1000ohms thì được ký hiệu chữ K (tức Kilo ohms) và điện

trở lớn hơn 1000.000 ohms thì ký hiệu chử M (Mega ohms).Các điện trở ghi 000 hoặc 0000 là

điện trở có trị số = 0ohms.

Lưu ý: những điện trở có giá trị cỡ vài chục ohm thường chỉ có 2 chữ số, chữ số thứ 3 đã bị

lược bỏ. Những điện trở có trị số cỡ vài ohm thường có chữ "R" đứng phía sau. Ví dụ: 3R = 3

ohm.

1.2.9. Biến trở

Điện trở có trị số biến đổi được gọi tên là biến trở (VR: Variable resistor) hay triết áp (P:

Potentiometer), đó là một điện trở có thể thay đổi trị số tùy theo yêu cầu sử dụng.

Ký hiệu:

Hình 1.21. Kí hiệu biến trở

Các hình dạng của biến trở:

Hình 1.22. Các hình dạng của điện trở


Trang 12

1.2.10. Ghép điện trở

Ghép nối tiếp:

R3

V

R1 R2

Hình 1.23. Ghép điện trở kiểu nối tiếp

Điện trở tương đương xác định theo công thức:

1 2 3R R R R (1.6)

Ghép song song:

R3V

R1 R2

Hình 1.24. Ghép điện trở kiểu song song

Điện trở tương đương xác định theo công thức:

1 2

1 1 1 1

3R R R R (1.7)

Ví dụ 1.21: Cho mạch như hình 1.23. Xác định điện trở tương đương biết R1=30k Ω, R2=10

kΩ, R3=56k Ω.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.22: Cho mạch như hình 1.24. Xác định điện trở tương đương biết R1=330 Ω, R2=10

kΩ, R3=56k Ω.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.3. TỤ ĐIỆN (CAPACITOR)

1.3.1. Khái niệm

Tụ điện được cấu tạo gồm có hai bản cực được đặt song song nhau, giữa hai bản cực là một

chất cách điện gọi là điện môi.

1.3.2. Ký hiệu

Ký hiệu tụ không phân cực:

Ký hiệu tụ phân cực:

C


Trang 13

1.3.3. Đơn vị

Đơn vị của điện dung là Farad (F). Farad là đơn vị rất lớn nên thường dùng các ước số sau:

1 micro Farad ( 𝜇F và uF) = 1/1.000.000 F = 10-6 F

1 nano Farad (nF) = 1/1.000 𝜇F = 10-9 F

1 pico Farad (pF) = 1/1.000.000 𝜇F = 10-12 F

1.3.4. Thông số kỹ thuật

Điện dung danh định là giá trị điện dung ghi trên thân tụ.

Điện áp danh định là điện áp tối đa cho phép đặt lên hai cực của tụ điện, vượt quá trị số này tụ

bị hư.

Điện trở cách điện là trị số này biểu thị chất liệu của chất điện môi và cũng là biểu thị dòng điện

rò (rỉ) qua tụ điện.

1.3.5. Công dụng

Tụ lọc nguồn, lọc nhiễu

Tụ liên lạc giữa các tầng

Cách ly dòng điện DC…

1.3.6. Phân loại

Phân loại theo chất điện môi dùng trong tụ điện:

Tụ sứ là tụ điện có điện môi làm bằng sứ

Tụ hóa là tụ điện có điện môi làm bằng dung dịch hóa học

Tụ mica là tụ điện có điện môi làm bằng mica

Tụ giấy là tụ điện có điện môi làm bằng giấy…

Phân loại dựa vào cực tính của tụ điện:

Tụ có phân cực

Tụ không phân cực

Phân loại dựa vào giá trị của tụ điện:

Tụ điện có điện dung thay đổi: tụ biến đổi, tụ tinh chỉnh

Tụ điện có điện dung cố định

1.3.7. Cấu tạo

Tụ sứ là tụ không phân cực, trị số của tụ điện vào khoảng từ vài pF đến vài chục nghìn pF

thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.

Hình 1.25. Tụ sứ

Tụ hóa là tụ phân cực có cực dương được làm bằng kim loại đặc biệt được xử lý bề mặt để tạo

lớp oxit cách điện. Sau đó chất điện phân rắn hoặc không rắn (non-solid) được phủ lên mặt lớp

oxit để tạo ra cực âm. Do lớp oxit cách điện cực mỏng nên tụ hoá thường có trị số điện dung

lớn, từ hàng μF đến hàng chục ngàn μF. Trên thân tụ có ghi trị số điện dung, điện áp làm việc

ký hiệu là WV (Working Voltage) và dấu cực âm (-).

Tuy trên tụ hóa có ghi giá trị điện dung nhưng khi sử dụng cần lưu ý:

Khi dùng tụ hóa phải mắc đúng cực tính: cực dương gắn vào nơi có điện thế cao hơn

cực âm.

Không dùng tụ hóa ở mạch điện xoay chiều.


Trang 14

Hình 1.26. Tụ hóa

Tụ giấy là tụ không phân cực gồm có hai lá kim loại đặt xen kẽ giữa hai bản giấy dùng làm chất

điện môi và cuộn tròn lại thành một ống. Tụ này có ưu điểm là tuy kích thước nhỏ nhưng điện

dung lớn. Khuyết điểm là điện trở cách điện nhỏ, dễ bị chập.

Hình 1.27. Tụ giấy

Tụ mica là tụ không phân cực gồm có những lá kim loại đặt xen kẽ với những lá mica dùng làm

điện môi. Tụ mica có tính năng tốt hơn tụ giấy nhưng đắt hơn.

Hình 1.28. Tụ mica

Tụ biến đổi (Tụ xoay): điện môi là không khí, tụ gồm có nhiều lá động và nhiều lá tĩnh hình

gần như bán nguyệt đặt song song và xen kẽ nhau. Các lá tĩnh thì cách điện với thân tụ, còn các

lá động thì gắn với trục xoay. Khi xoay trục tụ xoay thì phần diện tích đối diện giữa lá động và

lá tĩnh sẽ thay đổi, tức giá trị tụ thay đổi. Khi phần diện tích đối diện giữa hai lá nhiều thì giá

trị điện dung lớn và ngược lại.


Trang 15

Ký hiệu tụ biến đổi:

Hình 1.29. Tụ biến đổi

Tụ tinh chỉnh: dùng để chỉnh cho mạch được chính xác. Những tụ này thường có trị số nhỏ và

phạm vi biến đổi hẹp. Người ta chỉ tác động đến tụ này khi lấy chuẩn, sau đó thì cố định vị trí.

Ký hiệu tụ tinh chỉnh:

Hình 1.30. Tụ tinh chỉnh

1.3.8. Cách ghi giá trị điện dung

Ghi chú: Đối với những tụ kích thước lớn thì giá trị điện dung được ghi trên thân tụ và các

thông số danh định.

Sai số:

Bảng 1.2 Sai số của tụ điện

F G J K L M

±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

Đối với tụ có một hoặc hai con số: con số này biểu thị giá trị điện dung của tụ, đơn vị

đọc là pF.

Ví dụ 1.21: Xác định giá trị điện dung của tụ sau:

5J → C = 5 pF ±5%

47J → C = 47 pF ±5%

Đối với tụ có ba con số: số ở vị trí hàng đơn vị là số lượng con số 0 (zero) phải thêm

vào sau hai số ở hàng chục và hàng trăm, đơn vị là pF.

Ví dụ 1.22: Xác định giá trị điện dung của tụ sau:

104J → C = 100000 pF ±5% = 100nF ±5% = 0,1𝜇F ±5%

C


Trang 16

Hình 1.31. Các giá trị của tụ điện trên thị trường

Ví dụ 1.23: Hãy xác định giá trị điện dung của tụ sau: 103J, 102J, 474J

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.3.9. Đặc tính của tụ điện

Đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của tụ gọi là dung kháng. Dung kháng được

tính theo công thức:

1 1

( )2

cZC fC

(1.8)

Cường độ dòng điện xoay chiều đi qua tụ điện tỉ lệ nghịch với dung kháng và tần số của dòng

điện.

Đối với dòng điện một chiều, vì dòng điện một chiều có 𝑓 = 0 → 𝑍𝐶 = ∞ nên tụ điện không

cho dòng một chiều chạy qua.

1.3.10. Ghép tụ điện

Ghép nối tiếp:

V

C1 C2 C3

Hình 1.32. Ghép tụ điện kiểu nối tiếp

Giá trị điện dung tương đương được tính bằng công thức:

1 2

1 1 1 1

3C C C C (1.9)


Trang 17

Ghép song song:

C3V

C1 C2

Hình1.33. Ghép tụ điện kiểu song song

Điện dung tương đương được tính bằng công thức:

1 2 3C C C C (1.10)

Ví dụ 1.24: Cho mạch như hình 1.32. Xác định điện dung tương đương biết: C1=30 F , C2=

60 F , C3= 0.1 F .

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.25: Cho mạch như hình 1.33. Xác định điện dung tương đương biết: C1=0.47 F ,

C2= 3.3 F , C3= 0.1 F .

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.4. CUỘN CẢM (INDUCTOR)

1.4.1. Khái niệm

Cuộn cảm là một sợi dây dẫn điện quấn lại nhiều vòng trên một lõi, lõi có thể là không khí

(không có lõi) hoặc một khung cách điện (có lõi).

1.4.2. Ký hiệu

Hình 1.34. Cuộn cảm

1.4.3. Đơn vị

Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H).

Các ước số của Henry (H):

1 mili Henry (mH) = 10-3 H

1 micro Henry (𝜇H) = 10-6 H

L L Cuộn dây không lõi Cuộn dây lõi sắt

Cuộn dây lõi điều chỉnh

Cuộn dây lõi Ferrite


Trang 18

1.4.4. Cách ghi giá trị độ tự cảm

Trên thân cuộn cảm có in 3 vòng màu để biểu thị giá trị, vòng 1 có vị trí gần dây đồng hơn vòng

3. Cách đọc giá trị theo qui ước bảng màu và ý nghĩa của các vòng màu tương tự như điện trở,

đơn vị là 𝜇H.

1.4.5. Đặc tính của cuộn cảm

Đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của cuộc cảm được gọi là cảm kháng với công

thức tính:

2 ( )LZ L fL (1.11)

Trong đó:

L: hệ số tự cảm của cuộn dây tính bằng Henry (H)

f: tần số làm việc của dòng điện tính bằng Hert

Cường độ dòng điện xoay chiều đi qua cuộn cảm tỉ lệ nghịch với cảm kháng và tần số của dòng

điện

Đối với dòng điện một chiều, vì dòng điện một chiều có 𝑓 = 0 → 𝑍𝐿 = 0(Ω) nên cuộn cảm

tương đương với một sợi dây dẫn điện.

Cuộn dây làm dòng điện xoay chiều bị chậm pha 90o so với điện thế.

1.4.6. Phân loại và cấu tạo

Cuộn cảm được phân loại theo tần số làm việc của dòng điện:

Cuộn dây cao tần

Cuộn dây trung tần

Cuộn dây hạ tần

Cuộn dây cao tần và trung tần dùng lõi ferrit: được làm từ bột sắt trộn với chất kết dính, sau đó

ép vào khuôn có dạng như mong muốn và đem đi nung.

Cuộn dây hạ tần dùng lõi sắt từ

Ở tần số thấp người ta dùng cuộn dây có lõi bằng sắt từ gồm nhiều lá ghép lại, lõi sắt

của cuộn dây được chế tạo giống như của biến thế.

Cuộn dây được quấn thành nhiều lớp, trên một khung bằng giấy cứng hay bằng nhựa và

lớp này cách điện với lớp kia bằng một lớp giấy mỏng, phía ngoài cuộn dây được bao lại bằng

một lớp giấy cứng.

1.4.7. Ghép cuộn dây

Ghép nối tiếp:

V

L1 L2 L3

Hình 1.35. Ghép cuộn cảm kiểu nối tiếp

Giá trị điện cảm tương đương được tính theo công thức:

1 2 3L L L L (1.12)

Ghép song song:

V L1 L2 L3

Hình 1.36. Ghép cuộn cảm kiểu song song


Trang 19

Giá trị điện cảm tương đương được tính theo công thức:

1 2 3

1 1 1 1

L L L L (1.13)

Ví dụ 1.26: Cho mạch như hình 1.35. Xác định điện cảm tương đương biết: L1= 1 mH, L2=

3mH, L3=4mH.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.27: Cho mạch như hình 1.36. Xác định điện cảm tương đương biết: L1= 1 mH, L2=

3mH, L3=4mH.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

1.4.8. Công dụng

Cuộn dây được dùng để lọc trong

Các mạch lọc nguồn (máy cũ)

Cuộn dây kích thích trong loa, biến áp…

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1 A. TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Giá trị của điện trở có vòng màu (nâu, xám, cam, bạc nhũ) là:

A. 18kΩ±10%

B. 18kΩ±5%

C. 1,8kΩ±5%

D. 1,8kΩ±10%

Câu 2: Giá trị của điện trở có vòng màu (lục, lam, nâu, vàng kim) là:

A. 560Ω±10%

B. 560Ω±5%

C. 56Ω±5%

D. 56Ω±10%

Câu 3: Vòng màu của điện trở có giá trị là:

A. Đỏ, đỏ, đỏ, vàng kim

B. Đỏ, đỏ, đỏ, bạc nhũ

C. Đỏ, đỏ, cam, vàng kim

D. Đỏ, đỏ, nâu, vàng kim

Câu 4: Vòng màu của điện trở có giá trị là:

A. Cam, cam, cam, bạc nhũ

B. Cam, cam, vàng, bạc nhũ

C. Cam, cam, cam, vàng kim

D. Cam, cam, vàng, vàng kim

Câu 5: Điện dung của tụ có mã ghi 475J là:

A. 4,7uF±5%

B. 0,47uF±5%

C. 4,7nF±5%

D. 0,47nF±5%

Câu 6: Điện dung của tụ có mã ghi 222K là:

A. 2,2nF±10%

B. 2,2nF±15%


Trang 20

C. 2,2uF±10%

D. 2,2uF±15%

Câu 7: Mã ghi của tụ có điện dung 330pF là

A. 331

B. 332

C. 330

D. 333

Câu 8: Mã ghi của tụ có điện dung 1uF là:

A. 105

B. 106

C. 104

D. 103

Câu 9: Điện trở tương đương của mạch điện sau là:

30K

60K

10K

Hình 1.27

A. 30k

B. 100k

C. 9k

D. Đáp án khác

Câu 10: Điện dung tương đương của mạch điện sau là:

30uF

60uF

10uF

Hình 1.28

A. 30uF

B. 100uF

C. 9uF

D. Đáp án khác

Câu 11: Điện dung của tụ điện được đo bằng đơn vị

A. Ampe

B. Volt

C. Henry

D. Farad

B. CÂU HỎI TỰ LUẬN VÀ BÀI TẬP

1.1. Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R trong mạch là 2A. Biết rằng hiệu điện thế giữa 2

đầu điện trở R là 120V. Hãy tìm giá trị điện trở R.

1.2. Cho mạch điện sau. Hãy tính:

a. Điện trở tương đương của cả đoạn mạch

b. Dòng điện và điện áp qua điện trở R1


Trang 21

c. Dòng điện và điện áp qua điện trở R2

V10V

R11K

R210K

Hình BT1.2

1.3. Cho mạch điện sau. Hãy tính:

a. Điện trở tương đương của cả đoạn mạch

b. Dòng điện qua điện trở R1

c. Dòng điện và điện áp qua điện trở R4

d. Dòng điện và điện áp qua điện trở R3

V12V

R31K

R410K

R1

1K

R2

10K

Hình BT1.3

1.4. Cho mạch điện như hình sau. Hãy tìm:

a. Tìm điện áp và dòng điện qua điện trở 12 ohm

b. Tìm điện áp và dòng điện qua điện trở 40 ohm

V30V

10 40

12

6

Hình BT1.4

1.5. Cho mạch điện như hình sau. Hãy tìm:

a. Tìm điện áp qua điện trở 3k ohm

b. Tìm điện áp qua điện trở 20k ohm

5K 20K 3K

1K

30mA


Trang 22

Hình BT1.5

1.6. Cho mạch điện như hình sau. Hãy tính dòng điện và điện áp đi qua điện trở tải RL dùng

định lý Thevenin.

20V

2

4

6

3

6

2

25V

10

A

B

Hình BT1.6

1.7. Hãy tìm mạch tương đương Norton của đoạn mạch sau.

4

8

12V

5

A

B

2A

8

Hình BT1.7

1.8. Hãy tìm mạch tương đương Norton của đoạn mạch sau.

4A15V

3 3

6

Hình BT1.8

1.9. Xác định vòng màu các điện trở sau:

3,9Ω±5%

10Ω±5%

560Ω±5%

6,8Ω±5%

47Ω±10%

68Ω±5%

2,2KΩ±5%

3,3KΩ±5%

10KΩ±10%

330Ω±5%

39KΩ±5%

680KΩ±5%


Trang 23

1MΩ±10%

1,5MΩ±5%

56KΩ±5%

820Ω±5%

100KΩ±10%

27KΩ±5%

1.10. Cho biết trị số và sai số các điện trở sau:

Nâu – đen – cam – vàng kim

Đỏ - vàng – đen – vàng kim

Cam – cam – bạc – bạc

Cam – Xanh dương – vàng – bạc

Vàng – tím – vàng kim – vàng kim

Lam – xám – đỏ - bạc

Xám – đỏ - vàng – vàng kim

Trắng – nâu – cam – bạc

Nâu – lục – lục – vàng kim

Nâu – xám – vàng – bạc

1.11. Cho biết giá trị các tụ có mã ghi như sau

681J

473K

103M

224J

333K

562M

22K

10J

472M

33J

1.12. Xác định mã ghi các tụ có trị số như sau

330F±5%

220pF±1%

0,47𝜇F±10%

680nF±5%

0,1𝜇F±5%

220nF±10%

220pF±5%

3,3𝜇F±10%

33nF

1.13. Cho các điện trở có vòng màu như sau:

R1: Nâu – đen – cam – vàng kim

R2: Nâu- Xám – Vàng - Bạc.

R3: Đỏ - Đen - Đỏ - Bạc.

R4: Xám - Đen - Đỏ - Vàng kim.

a. Đọc giá trị các điện trở trên

b. Từ giá trị đã đọc. Hãy tính giá trị điện trở tương đương mạch sau:


Trang 24

Hình BT1.9

1.14. Hãy cho biết các giá trị điện dung của tụ điện có mã lần lượt như sau:

C1: 404K.

C2: 604J.

C3: 304G.

C4: 704.

Tính giá trị điện dung tương đương mạch sau:

Hình BT1.10

1.15. Tính giá trị điện dung tương đương mạch sau:

C1: 404K.

C2: 104

Hình BT1.10

Chương 2: Chất bán dẫn và Diode

Trang 25

CHƯƠNG 2

CHẤT BÁN DẪN VÀ DIODE

2.1. CHẤT BÁN DẪN

2.1.1. Khái niệm

Về phương diện điện, vật chất được chia làm 3 loại:

- Chất dẫn điện (conductor) là chất có số điện tử ở lớp ngoài cùng ít hơn rất nhiều so với

số điện tử bão hòa của lớp đó.

- Chất cách điện (insulator) là chất có số điện tử ở lớp ngoài cùng bằng hoặc gần bằng

số điện tử bão hòa của lớp đó.

- Chất bán dẫn (semiconductor) là chất có số điện tử ở lớp ngoài cùng nằm khoảng giữa

hai loại trên.

Conductor Semiconductor Insulator

Hình 2.1. Số điện tử ở lớp ngoài cùng của một chất

Ngoài ra, người ta có thể phân biệt chất dẫn điện, chất cách điện, chất bán dẫn, dựa theo khái

niệm điện trở suất, điện dẫn suất, … Có thể nói chất bán dẫn có độ dẫn điện nằm khoảng giữa

kim loại và chất cách điện. Ta có thể điều chỉnh, thay đổi độ dẫn điện của chất bán dẫn.

Chất bán dẫn dạng nguyên tố được tìm thấy trong nhóm IV của bảng hệ thống tuần hoàn các

nguyên tố hóa học. Chất bán dẫn tiêu biểu là: Silicon (Si), Germanium (Ge).

2.1.2. Chất bán dẫn thuần

Chất bán dẫn thuần là bán dẫn không pha thêm chất khác vào.

Hình 2.2. Tinh thể Si

Sự dẫn điện của bán dẫn thuần:

Xét bán dẫn tinh khiết Si, Si có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng, 4 điện tử này sẽ liên kết với 4 điện

tử của bốn nguyên tử kế cận nó, hình thành mối liên kết gọi là liên kết cộng hóa trị.

Ở nhiệt độ thấp các liên kết đó bền vững nên tất cả các điện tử bị ràng buộc trong mạng tinh

thể, do đó Si không dẫn điện.


Trang 26

Hình 2.3. Cấu trúc tinh thể Si

Ở nhiệt độ tương đối cao hoặc được cung cấp năng lượng dưới dạng khác, một số mối liên kết

bị phá vỡ, điện tử thoát ra trở thành điện tử tự do, để lại trong mạng tinh thể một chỗ trống thiếu

điện tử gọi là lỗ trống, lỗ trống mang điện tích dương. Mật độ điện tử và lỗ trống là bằng nhau.

i in p (2.1)

Khi không có điện trường thì điện tử tự do và lỗ trống chuyển động nhiệt hỗn loạn không ưu

tiên theo phương nào nên không có dòng điện. Khi có điện trường đặt vào tinh thể bán dẫn,

dưới tác dụng của điện trường, điện tử và lỗ trống chuyển động có hướng.

2.1.3. Chất bán dẫn pha tạp

Bán dẫn tạp chất là bán dẫn có pha thêm chất khác vào. Tùy vào chất khác là chất nào mà có

hai loại bán dẫn tạp chất: bán dẫn loại N và bán dẫn loại P.

Chất bán dẫn tạp loại N (Negative): Chất bán dẫn có pha thêm tạp chất ở nhóm V.

Khi pha thêm một lượng nhỏ chất ở nhóm V như Stibium Sb vào chất bán dẫn Si. Bốn điện tử

của nguyên tử Sb liên kết với 4 điện tử của bốn nguyên tử Si khác nhau nằm cận nó. Như vậy,

Sb còn thừa lại một điện tử không nằm trong liên kết hóa trị. Điện tử này rất dễ dàng trở thành

điện tử tự do, nguyên tử tạp chất Sb khi đó bị ion hóa và trở thành một ion dương. Nếu có điện

trường áp vào, các hạt dẫn tự do sẽ chuyển động có hướng, tạo nên dòng điện. Nếu pha chất

Sb càng nhiều thì độ dẫn điện của bán dẫn Si càng tăng lên.

Hình 2.4. Bán dẫn loại N


Trang 27

Nếu gọi Nd là nồng độ tạp chất chứa trong một đơn vị thể tích chất bán dẫn cơ bản thì khi được

cung cấp năng lượng đầy đủ, toàn bộ các nguyên tử tạp chất đã bị ion hóa. Nồng độ điện tử tự

do do tạp chất cung cấp là:

d dn N (2.2)

Ngoài số điện tử tự do nhờ tạp chất cung cấp, chất bán dẫn cơ bản vẫn có quá trình sinh ra các

cặp điện tử - lỗ trống do tác động của nhiệt độ (hoặc ánh sáng,…) giống như bán dẫn thuần.

Vậy tổng nồng độ điện tử tự do trong chất bán dẫn loại N là:

n d nn N p (2.3)

Trong đó, pn là nồng độ lỗ trống trong bán dẫn loại N. Vì nn > pn nên bán dẫn loại N có hạt tải

dẫn điện đa số là điện tử, hạt tải dẫn điện thiểu số là lỗ trống. Có trường hợp người ta bỏ qua

vai trò của hạt tải dẫn điện thiểu số, lấy gần đúng đối với bán dẫn loại N là:

n dn N (2.4)

Chất bán dẫn tạp loại P (Positive): Chất bán dẫn có pha thêm tạp chất ở nhóm III.

Pha thêm một lượng rất ít Bore (B) vào chất bán dẫn Si, sự dẫn điện của Si tăng lên. B là chất

ở nhóm III, có 3 điện tử ở lớp ngoài cùng. Ba điện tử của nguyên tử B liên kết với 3 điện tử của

ba nguyên tử Si kế cận nó. Như vậy, B còn thiếu một điện tử cho liên kết cuối cùng. Nó dễ dàng

nhận thêm một điện tử của nguyên tử gần nó có nghĩa là chỉ cần một kích thích nó (nhiệt độ,

ánh sáng) là một trong những điện tử của các mối liên kết hoàn chỉnh bên cạnh sẽ đến thế

vào mối liên kết thứ tư (mối liên kết thiếu điện tử ở trên).

Hình 2.5. Bán dẫn loại P.

Nguyên tử tạp chất lúc đó trở thành ion âm, điều này làm phát sinh một lỗ trống. Như vậy, cứ

có một nguyên tử tạp chất thì có thêm một lỗ trống, nồng độ tạp chất càng cao thì số lỗ trống

càng nhiều. Nếu có điện trường áp vào thì các lỗ trống này sẽ tham gia dẫn điện.

Nếu gọi Na là nồng độ tạp chất chứa trong một đơn vị thể tích chất bán dẫn cơ bản thì khi được

cung cấp năng lượng đầy đủ, toàn bộ các nguyên tử tạp chất đã bị ion hóa. Nồng độ điện tử tự

do do tạp chất cung cấp là:

a ap N (2.5)

Ngoài số lỗ trống do tạp chất tạo ra, trong chất bán dẫn cơ bản cũng có quá trình sinh ra các cặp

điện tử - lỗ trống do tác động của nhiệt độ (hoặc ánh sáng,…) giống như bán dẫn thuần. Vậy pp

là tổng nồng độ lỗ trống trong chất bán dẫn loại P; np là nồng độ điện tử trong bán dẫn loại P.

Ta có:

p a pp N n (2.6)


Trang 28

Ta thấy pp > np nên bán dẫn loại P có hạt tải dẫn điện đa số là lỗ trống, hạt tải dẫn điện thiểu

số là điện tử. Có trường hợp người ta bỏ qua vai trò của hạt tải dẫn điện thiểu số, lấy gần đúng

đối với bán dẫn loại P là:

p ap N (2.7)

2.1.4. Mối nối P-N

Giả sử điện tử ở tại vị trí số 1, lỗ trống ở vị trí số 2, điện tử dịch chuyển từ 1 sang 2 để lại bên

2 điện tử và bên 1 lỗ trống. Như vậy, điện tử dịch chuyển từ 1 sang 2 còn lỗ trống được xem

như dịch chuyển từ 2 sang 1. Sự dịch chuyển của lỗ trống gọi là chuyển động biểu kiến của lỗ

trống. Điều này cho ta thấy điện tử và lỗ trống chuyển động ngược chiều nhau, điện tử di chuyển

từ âm sang dương, ngược lại lỗ trống di chuyển từ dương sang âm.

Sau khi hình thành mẫu bán dẫn loại P và N, cho hai mẫu bán dẫn này tiếp xúc với nhau. Ta

được một lớp tiếp xúc P – N (mối nối P - N). Tại nơi tiếp xúc P - N có hiện tượng trao đổi điện

tích. Điện tử từ vùng N khuếch tán sang vùng P và ngược lại lỗ trống từ vùng P khuếch tán sang

vùng N. Sự dịch chuyển này tạo ra dòng thuận (dòng khuếch tán) iF có chiều từ P → N.

Hình 2.6. Mối nối P – N.

Tại nơi tiếp xúc điện tử và lỗ trống tái hợp nhau, bên vùng P sẽ tồn tại điện tích âm (ion âm),

bên vùng N sẽ tồn tại điện tích dương (ion dương). Như vậy, sẽ tồn tại một điện trường trong

(điện trường nội tại) tạo ra dòng điện nghịch (dòng điện trôi) iN. Dòng điện iN ngược chiều với

iF. Khi iN = iF thì sự khuếch tán của các hạt tải đa số ngừng lại.

Vùng cận mặt tiếp xúc gọi là vùng tiếp xúc (vùng nghèo). Ở trạng thái cân bằng, hiệu điện thế

tiếp xúc giữa bán dẫn P và bán dẫn N có một giá trị nhất định gọi là Vtx. Thông thường, bán

dẫn Si có VtxSi =0.6 – 0.7 và Ge có VtxGe =0.2 – 0.3 .Hiệu thế này ngăn cản, không cho hạt tải

(hạt dẫn) tiếp tục di chuyển qua mặt ranh giới, duy trì trạng thái cân bằng, nên được gọi là hàng

rào điện thế.

2.2. DIODE BÁN DẪN

2.2.1. Cấu tạo, ký hiệu

Diode là linh kiện bán dẫn, có cấu tạo cơ bản trên chuyển tiếp P-N và được kết nối với bên

ngoài thông qua hai điện cực kim loại được đặt tên là A (Anode) và K (Cathode). Hình 2.7 trình

bày cấu tạo và kí hiệu của diode.

(a)

(b)

Hình 2.7. Cấu tạo (a) và kí hiệu (b) của diode.


Trang 29

Ký hiệu quy ước của diode bán dẫn trong mạch điện được biểu diễn như hình 2.7 (b). Diode có

2 cực:

+ Cực A (Anode) là cực nối với lớp bán dẫn p. Cực A còn gọi là cực dương. Điện thế tại Anode

được ký hiệu là VA.

+ Cực K (Cathode) là cực nối với lớp bán dẫn n. Cực K còn gọi là cực âm. Điện thế tại Anode

được ký hiệu là VK.

Hình 2.8. Hình dạng một số diode thường (a), diode dán (b)

2.2.2. Nguyên lý hoạt động

Ta có thể cấp điện để vào 2 điện cực của diode ở một trong những trạng thái sau:

+ VA > VK (VAK > 0): diode phân cực thuận.

+ VA = VK (VAK = 0): diode không phân cực.

+ VA < VK (VAK < 0): diode phân cực nghịch.

Khi phân cực thuận cho diode, nghĩa là nối A với cực dương của nguồn, K với cực âm của

nguồn. Điện tích âm của nguồn đẩy điện tử trong N về lớp tiếp xúc. Điện tích dương của nguồn

đẩy lỗ trống trong P về lớp tiếp xúc, làm cho vùng khiếm khuyết càng hẹp lại. Khi lực đẩy đủ

lớn thì điện tử từ vùng N qua lớp tiếp xúc, sang vùng P và đến cực dương của nguồn. Lực đẩy

đủ lớn là lúc diode có VAK đạt giá trị Vγ, lúc này diode có dòng điện chạy theo chiều từ A sang

K. Vγ được gọi là điện thế ngưỡng (điện thế thềm, điện thế mở). Đối với loại Si có Vγ = 0,6 V

- 0,7 V; Ge có Vγ= 0,2 - 0.3 V.

R

(A) (K)

v

+ -I

I

Hình 2.9. Mạch phân cực thuận diode


Trang 30

Ở trạng thái phân cực nghịch, nối A với cực âm của nguồn, K với cực dương của nguồn. Điện

tích âm của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P, điện tích dương của nguồn sẽ hút điện tử của

vùng N, làm cho điện tử và lỗ trống càng xa nhau hơn. Vùng nghèo càng rộng ra nên hiện tượng

tái hợp giữa điện tử và lỗ trống càng khó khăn hơn. Như vậy, sẽ không có dòng qua diode. Tuy

nhiên, ở mỗi vùng bán dẫn còn có hạt tải thiểu số nên một số rất ít điện tử và lỗ trống được tái

hợp tạo nên dòng điện nhỏ đi từ N qua P gọi là dòng nghịch (dòng rỉ, dòng rò). Dòng này rất

nhỏ cỡ vài nA. Nhiều trường hợp coi như diode không dẫn điện khi phân cực nghịch. Tăng điện

áp phân cực nghịch lên thì dòng xem như không đổi, tăng quá mức thì diode hư (bị đánh thủng).

Nếu xét dòng điện rỉ thì diode có dòng nhỏ chạy theo chiều từ K về A khi phân cực nghịch.

Hình 2.10. Mạch phân cực nghịch diode

Khi dùng nguồn VDC điều chỉnh được và chỉnh về 0, lúc đó mạch có VA = VK = 0 hay VAK = 0

hoặc trường hợp khác VA= VK ≠ 0 nhưng VAK vẫn bằng 0. Lúc này diode không được phân

cực. Vì không có sự chênh lệch điện thế nên không có sự dịch chuyển của các hạt tải nên không

có dòng điện.

Ví dụ 2.1: Cho mạch như hình 2.11. Hãy cho biết diode nào phân cực thuận? Diode nào phân

cực nghịch?

D1DIODE

R110k

+9V +6V

R210k

D2DIODE

a. b.

Hình 2.11

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………

2.2.3. Đặc tuyến Vôn - Ampe của Diode

Đặc tuyến Vôn – Ampe là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện của diode.

Đặc tuyến Vôn – Ampe của diode bán dẫn được mô tả như sau:

(A) (K)

v

- +

I -OA


Trang 31

Hình 2.12. Đặc tuyến Vôn – Ampe của diode

Vùng phân cực thuận: Khi một điện áp đặt tới hai đầu diode đủ lớn, diode sẽ cho dòng điện

chạy qua hoàn toàn. Diode coi như ngắn mạch.

Vùng phân cực ngược: Khi một điện áp âm đặt tới hai đầu diode, dòng điện chảy qua diode là

rất nhỏ. Khi điện áp âm lớn hơn vài trăm vol, dòng điện ngược sẽ không đổi và đạt tới dòng

bão hòa ngược là ID = -I0

Vùng đánh thủng: Khi một điện áp âm đủ lớn đặt vào hai đầu diode (khoảng -100V), dòng điện

ngược qua diode tăng đột ngột khi điện áp không thay đổi, tính chất van của diode bị phá hỏng.

Hiện tượng này được gọi là Zenner hay đánh thủng. Điện áp mà tại đó xảy ra hiện tượng trên

gọi là điện áp đánh thủng, ký hiệu là VBR.

Phương trình dòng điện qua diode chính là phương trình dòng điện chạy qua mối nối P-N:

/( 1)D TV V

D SI I e (2.8)

Trong đó:

IS: dòng điện bão hòa.

: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu chế tạo, 1≤ ≤2.

VT: điện áp nhiệt

Tk: nhiệt độ Kelvin, Tk = TC +273

q: điện tích của điện tử, q = 1,6 x 10-19 C

k: hằng số Boltzman, k = 1,38 x 10-23 J/0K

2.2.4. Điện trở của diode

Có hai loại điện trở liên quan đến diode là điệ trở tĩnh và điện trở động.

Điện trở tĩnh là điện trở xác định đối với dòng điện một chiều qua công thức sau:

D

D

D

VR

I (2.9)

Khi diode được phân cực thuận có dòng lớn chạy qua diode nên điện trở thuận nhỏ. Khi diode

được phân cực nghịch có dòng rỉ nhỏ chạy qua diode nên điện trở thuận lớn. Người ta lợi dụng

đặc tính này để đo kiểm tra diode bằng máy đo V.O.M. Điện trở thuận và điện trở nghịch của

diode phụ thuộc vào chất bán dẫn làm diode là Ge hay Si theo bảng sau:

q

kTV k

T


Trang 32

Bảng 2.1. Điện trở của diode.

Điện trở thuận Điện trở nghịch

Diode Si Vài Ω vài trăm kΩ

Diode Ge Vài Ω vài MΩ

Kết quả:

+ Điện trở thuận = điện trở nghịch = 0 Ω thì diode bị đánh thủng.

+ Điện trở thuận = điện trở nghịch = ∞ thì diode bị đứt.

+ Điện trở thuận đúng nhưng điện trở nghịch giảm xuống khá nhiều thì diode bị rò, rỉ không

dùng được.

+ Điện trở thuận, điện trở nghịch đúng như bảng trên thì diode tốt.

Ví dụ 2.2. Cho đặc tuyến vôn ampe của một diode như hình vẽ. Tính điện trở tĩnh của diode

tại điểm A và điểm B.

Hình 2.13

Giải:

Sử dụng công thức ở trên ta có:

Tại điểm A:

0.6559.1

11

DD

D

V VR k

I mA

Tại điểm B:

0.731.1

22.5

DD

D

V VR k

I mA

Điện trở động điện trở được xác định đối với tín hiệu xoay chiều theo công thức:

0.026D

D

D D

vr

i I

(2.10)

Ngoài ra, đối với diode lí tưởng, nếu nó được phân cực thuận thì không có điện trở và nếu nó

được phân cực nghịch thì có điện trở vô cực. Vậy diode lí tưởng được xem như công tắc (ON

hay OFF) phụ thuộc vào cực tính của điện áp đặt vào diode.

2.2.5. Mạch điện tương đương của diode

Việc tính toán học các mạch diode gặp rất nhiều khó khăn do tính phi tuyến, đặc biệt là sự xuất

hiện của các thành phần hàm mũ trong đó. Vì vậy để đơn giản, người ta đưa ra một số các sơ

đồ tuyến tính tương đương của diode. Mỗi một sơ đồ có độ chính xác khác nhau, tùy theo nhu

cầu sử dụng mà người thiết kế quyết định chọn sơ đồ nào cho phù hợp.


Trang 33

Sơ đồ tương đương đơn giản nhất cho diode bán dẫn gọi là diode lý tưởng:

+ Khi VD > 0 thì diode cho dòng điện đi qua hoàn toàn. Diode coi như bị ngắn mạch.

+ Khi VD < 0 thì diode ngăn không cho dòng điện đi qua. Diode coi như bị hở mạch.

Hình 2.14. Mô hình tương đương đơn giản

Ví dụ 2.2: Cho mạch như hình 2.15. Hãy xác định điện áp và dòng điện của diode.

Hình 2.15

Giải:

Hình (a)

0

5

D

D

V V

I mA

Hình (b)

5

0

D

D

V V

I

Sơ đồ tương đương chính xác: Điện áp phân cực nhận giá trị khác 0. Khi phân cực thuận,

diode tương đương với một nguồn điện V .Thông thường Si có Vγ = 0,6 V - 0,7 V; Ge có

Vγ= 0,2 - 0.3 V.

Hình 2.16. Mô hình tương đương gần đúng

Ví dụ 2.3: Cho mạch như hình 2.17. Hãy xác định điện áp và dòng điện của diode.


Trang 34

Hình 2.17

Giải:

Hình (a)

0,7

4,3

D

D

V V

I mA

Hình (b)

5

0

D

D

V V

I

Hình (c)

5

0

D

D

V V

I

Hình (d)

0

0

D

D

V V

I

Ví dụ 2.4: Cho mạch như hình 2.17. Hãy xác định điện áp và dòng qua diode, điện áp tại Vo.

Hình 2.18


Trang 35

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

………………………

Ví dụ 2.5: Hãy xác định giá trị điện áp và dòng qua diode, giá trị điện áp tại Vo1 và Vo2.

Hình 2.19

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

………………………

Sơ đồ tương đương dạng chính xác: Một nguồn điện 1 chiều VB mắc nối tiếp với điện trở sẽ

làm cho đặc tuyến vôn ampe gần với đặc tuyến thực hơn. Giá trị của V0 nằm trong khoảng 0.3

đến 0.7 V.

D B D BV V I r (2.11)

Hình 2.20. Mô hình tương dương 3 của diode


Trang 36

Ví dụ 2.6. Cho mạch điện như hình dưới. Tính điện áp 2 đầu điện trở RLIMIT ứng với 3 mô

hình tương đương của diode.

+

-10VVBIAS

1k

RLIMIT

Hình 2.20

Giải:

Trường hợp 1: mô hình đơn giản

0

10

10LIMIT

F

BIASF

LIMIT

R F LIMIT

V V

VI mA

R

V I R V

Trường hợp 2: mô hình gần đúng

0.7

9.3

9.3LIMIT

F

BIAS FF

LIMIT

R F LIMIT

V V

V VI mA

R

V I R V

Trường hợp 3: tính chính xác

'9.21

9.21LIMIT

BIAS FF

LIMIT d

R F LIMIT

V VI mA

R r

V I R V

2.2.6. Cơ chế đánh thủng trong diode

Khi điện áp ngược đặt trên mối nối P-N tăng vượt quá một giá trị nhất định dòng ngược sẽ

tăng đột ngột, cơ chế đánh th ủng x ả y ra . Cơ chế này có thể làm hư linh kiện nhưng

lạ i có một số loại linh kiện hoạt động dựa trên cơ chế này.

Hai cơ chế đánh thủng mối nối P-N trong diode, đó là:

Cơ chế thác lũ: Khi điện áp ngược tăng, điện trường trong miền điện tích không gian tăng,

hạt dẫn thiểu số bị cuốn qua điện trường có động năng ngày càng lớn, khi chuyển động chúng

va đập với các nguyên tử làm bắn ra điện tử lớp ngoài của chúng, số điện tử tự do mới phát

sinh do va chạm này cũng được điện trường mạnh gia tốc, chúng tiếp tục đập vào các nguyên

tử mới làm bắn ra điện tử tự do. Hiện tượng này xảy ra liên tục và nhanh, khiến số hạt dẫn

trong bán dẫn tăng đột ngột, điện trở suất mối nối giảm đi, dòng qua mối nối P-N tăng đột

ngột.

Cơ chế xuyên hầm: Khi điện trường ngược tăng lên, còn cung cấp năng lượng cho các điện

tử lớp ngoài cùng của nguyên tử bán dẫn, nếu các điện tử này có năng lượng đủ lớn chúng

tách ra khỏi nguyên tử tạo thành điện tử tự do, nguyên tử bị ion hóa. Nếu điện trường ngược

đủ lớn hiện tượng ion hóa xảy ra nhiểu dẫn đến số lượng hạt dẫn trong bán dẫn tăng đột

ngột, làm cho dòng ngược tăng nhanh. Cơ chế này gọi là đánh thủng zener.

Hai cơ chế đánh thủng trên có thể được so sánh như sau:

Đánh thủng thác lũ phải có một quá trình gia tốc cho các hạt dẫn khiến chúng đạt tới tốc

độ nhất định. Đánh thủng xuyên hầm hầu như xảy ra tức thời và do điện trường cực đại trên

miền điện tích không gian quyết định.


Trang 37

Đánh thủng thác lũ phụ thuộc vào độ rộng miền điện tích không gian, vùng này càng

rộng thì số lần va chạm càng nhiều. Đánh thủng xuyên hầm không phụ thuộc vào độ rộng miền

điện tích không gian.

Đánh thủng thác lũ có thể tăng lên khi bị kích thích làm cho hiện tượng thác lũ có thể

xảy ra sớm và mãnh liệt hơn. Vì việc tăng hạt dẫn sẽ kéo theo tăng sự ion hóa. Đánh thủng

xuyên hầm không phụ thuộc vào sự tăng kích thích.

Đánh thủng thác lũ phụ thuộc chủ yếu vào suất ion hóa (suất ion hoá được định nghĩa

là số lượng điện tử và lỗ trống được sản sinh do một hạt dẫn dưới tác động của điện trường di

chuyển một đơn vị độ dài), như vậy nhiệt độ tăng điện áp đánh thủng tăng. Đối với đánh thủng

xuyên hầm, do khi tăng nhiệt độ thì miền nhiệt điện tích không gian trở nên hẹp hơn nên tăng

khả năng xuyên hầm. Việc xuyên hầm sớm xảy ra, vì vậy tăng nhiệt độ dẫn đến điện áp đánh

thủng xuyên hầm giảm.

2.2.7. Các thông số kỹ thuật của diode

Các thông số kỹ thuật của diode thông thường được cung cấp bởi nhà chế tạo, bao gồm:

Điện áp phân cực thuận VF tại dòng và nhiệt độ chỉ định.

Dòng phân cực thuận cực đại IF tại nhiệt độ chỉ định.

Dòng bão hòa ngược IR tại điện áp và nhiệt độ chỉ định.

Điện áp phân cực nghịch đánh thủng tại nhiệt độ chỉ định.

Mức công suất tiêu tán cực đại tại nhiệt độ đặc biệt.

Điện dung của diode.

Thời gian khôi phục phân cực nghịch trr (reverse recover time)

Dãy nhiệt độ cho phép làm việc.

Tùy thuộc vào từng loại diode sử dụng, bảng dữ liệu có thể được cung cấp thêm các thông số

khác như dãy tần số làm việc, mức nhiễu, thời gian chuyển mạch, các mức điện trở ngưỡng và

các giá trị đỉnh.

Công suất tiêu tán cực đại được tính như sau:

maxD D DP V I (2.12)

Trong công thức (2.12), nếu sử dụng mô hình đơn giản đối với các ứng dụng thì có thể thay thế

VD = 0,7V đối với diode loại Si.

2.3. MỘT SỐ DIODE BÁN DẪN

2.3.1. Diode chỉnh lưu

Diode chỉnh lưu được hình thành dựa trên một mối nối P-N, có tiếp xúc mặt. Do vậy diode

chỉnh lưu có khả năng chịu được dòng tải lớn và thường được sử dụng trong các mạch chỉnh

lưu.

VD+ -

(a) Kí hiệu (b) Hình dạng

Hình 2.21. Kí hiệu và hình dạng của diode chỉnh lưu

2.3.2. Diode phát quang – LED (Light Emitting Diode)

Các bộ hiển thị trong máy tính số, trong đồng hồ số và trong một số thiết bị thường dùng LED

phát quang và LCD (Liquid Crystal Display). Led phát quang là một diode có cấu trúc đặc biệt

có thể phát ra ánh sáng khi mối nối P-N được cung cấp một điện trường thích hợp.

Trong một vài nguyên tố theo cấu trúc của Bo, khi điện tử chuyển động chiếm giữ mức năng

lượng cao hơn hoặc tái hợp, các điện tử sẽ phát ra một năng lượng lượng tử, năng lượng lượng

tử này có bước sóng và tần số xác định. Trong một số vật liệu Gallium Arsenide Phosphide

(GaAsP) hoặc Gallium Phosphide (GaP), năng lượng này phát sáng và có tần số xác định.


Trang 38

Cấu tạo, kí hiệu và đặc tính của LED:

LED là linh kiện bán dẫn tích cực, được hình thành từ mối nối P-N. Về cơ bản, LED có cấu tạo

giống diode, chỉ có điểm khác nhau là khi được phân cực thuận thì LED sẽ phát ra ánh sáng có

bước sóng xác định. Hình 6.2 trình bày cấu tạo và kí hiệu của LED.

Hình 2.22. Cấu tạo và kí hiệu của LED.

Đặc tuyến Vôn-Ampe của LED tương tự như diode, tuy nhiên điện áp phân cực thuận (VF) của

LED cao hơn và điện áp phân cực nghịch (VBR) thấp hơn diode. Các dãy điện áp làm việc thông

thường của Led như sau:

Điện áp phân cực thuận từ +1V đến +3V (tùy theo LED).

Điện áp phân cực ngược từ -3V đến –10V.

Dòng điện phân cực thuận trung bình tiêu biểu là 10mA.

Giới hạn dòng điện cho LED:

Trong các mạch ứng dụng thực tế của LED, điện trở giới hạn dòng điện cho LED (RS) thường

được mắc mắc nối tiếp với LED. Giá trị của điện trở này phải được tính toán sao cho dòng điện

cực đại qua LED không được vượt quá dòng điện cho phép.

Giá trị của điện trở RS được tính như sau:

(max)out F

S

F

V VR

I

(2.13)

Trong đó:

Vout(max) là điện áp đỉnh của nguồn cung cấp cho mạch.

VF là giá trị điện áp phân cực cho LED.

IF là dòng điện cho phép lớn nhất của LED (có trị số danh định khoảng từ 10mA đến

30mA).

Thông số kỹ thuật của LED:

Khoảng nhiệt độ hoạt động của LED từ - 600C đến +850C.

Công suất của LED khoảng từ vài trăm μW đến vài W.

Ứng dụng của LED:

Thông thường, LED được chia làm hai phạm vi sử dụng, đó là LED chỉ thị và LED hồng ngoại.

LED chỉ thị là các LED bức xạ ánh sáng có bước sóng nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy được.

LED hồng ngoại là các LED bức xạ ra ánh sáng có bước sóng nằm trong vùng sóng hồng ngoại.

Do hai vùng bức xạ khác nhau nên việc ứng dụng của các LED trong thực tế cũng rất đa dạng.

LED chỉ thị được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực quảng cáo, trong xe hơi, máy bay, trò chơi trẻ

em, âm nhạc, máy ảnh,... vì thể tích nhỏ, công suất tiêu tán thấp và thích hợp với các mạch

logic.

A

A

K

K

P N

Mối nối P-N


Trang 39

Ví dụ 2.7: Tính điện trở hạn dòng cho LED như hình sau, cho V=12V.

Hình 2.23

Giải:

1LED

LED

V VR k

I

Ví dụ 2.8: Tính điện trở hạn dòng cho LED ở hình 2.22, cho V=9V.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………….....

Ví dụ 2.8: Cho mạch như hình 2.18. Tính R?

Hình 2.24

Giải:

2663

LED

LED

V VR

I

. Chọn giá trị thực tế là 270 .

Ví dụ 2.9: Tính lại ví dụ 2.8 với trường hợp Vcc=12V.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

2.3.3. Diode zener

Cấu tạo, kí hiệu và nguyên lý hoạt động:

Diode zener được hình thành từ mối nối P-N, vật liệu của mối nối P-N là vật liệu chịu nhiệt và

tỏa nhiệt tốt, do đó nó chịu được dòng điện ngược lớn. Diode zener hoạt động chủ yếu ở vùng

phân cực ngược và được ứng dụng trong các mạch ổn áp, tạo điện áp chuẩn. Vùng zener là vùng

có đường cong đặc tính rơi thẳng đứng tại VZ (hình 2.18).


Trang 40

(a) Kí hiệu (b) Đặc tuyến Vôn-Ampe (c) Hình dạng

Hình 2.25. Kí hiệu, đặc tuyến Vôn-Ampe và hình dạng của diode zener

Vị trí của vùng zener có thể thay đổi được trong công nghệ chế tạo bằng cách thay đổi nồng độ

tạp chất trong chất bán dẫn. Diode zener có thể chế tạo với các mức điện áp thay đổi từ 1,8V

đến 200V với công suất tiêu tán từ ¼ W đến 50W. Do hoạt động ở nhiệt độ cao và khả năng

chịu dòng lớn nên Si là chất bán dẫn chủ yếu để chế tạo diode zener.

Mạch điện tương đương của diode zener trong vùng zener gồm 1 điện trở động nhỏ và một

nguồn pin tương đương với điện áp zener như hình 2.19. Tuy nhiên, trong các ứng dụng chúng

ta xem điện trở bên ngoài lớn hơn điện trở zener rất nhiều nên mạch điện tương đương đơn giản

chỉ còn lại nguồn pin.

+

-

VZ

RZ

VZ

Hình 2.26. Mạch điện tương đương của diode zener.

Các thông số kỹ thuật đặc trưng của diode zener:

Ngoài các thông số kỹ thuật tiêu biểu như của diode chỉnh lưu, diode zener có các thông số đặc

trưng sau đây:

Điện áp làm việc VZ

Dòng điện làm việc IZ

Dòng điện làm việc tối đa cho phép IZmax

Công suất tổn hao PZ = VZ.IZmax

Điện trở tương đương (điện trở động) tại điểm làm việc:

Z

D

Z

dVr

dI (2.14)

Điện trở tĩnh:

Z

D

Z

VR

I (2.15)


Trang 41

Hệ số ổn định nhiệt:

1

Z

ZT

I constZ

V

V T

(2.16)

Trong đó VZ là sự thay đổi điện áp zener phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ. Hệ số nhiệt có

thể là dương, âm và có thể bằng 0 đối với các mức zener khác nhau. Với giá trị dương cho biết

điện áp VZ trong vùng tăng theo nhiệt độ, trong khi với giá trị âm thì VZ sẽ giảm khi nhiệt độ

tăng. Diode zener thường được sử dụng trong các mạch nguồn, mạch ổn định điện áp, mạch so

sánh.

Ví dụ 2.10: Cho mạch như hình 2.26. Xác định khoảng thay đổi của Vi

RS

ViRL

1KΩ

100Ω

DzVz=9V

Pzm=300mW

Hình 2.27

Giải:

min

max

9.9

33.3

9

42.3

13.23

Li Z

L

ZMZM

Z

LL

L

R L ZM

i

R RV V V

R

PI mA

V

VI mA

R

I I I mA

V V

2.4. ỨNG DỤNG CỦA DIODE

2.4.1. Chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu bán kỳ:

Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu bán kỳ được trình bày trong hình 2.27(a). Nguyên lý hoạt động

của mạch được giải thích như trong hình 2.27(b) và (c). Trong khoảng thời gian [0, T/2], tín

hiệu vào dương nên diode D dẫn xem như ngắn mạch và mạch điện tương đương (dùng mô

hình tương đương lý tưởng) như hình 2.27(b). Trong khoảng thời gian [T/2, T], tín hiệu vào

âm nên diode D ngưng dẫn xem như hở mạch và mạch điện tương đương như hình 2.27(c).

Dạng sóng tín hiệu và được vẽ trong một chu kỳ có dạng như hình 2.27(d). Tín hiệu

chỉ có giá trị dương và giá trị trung bình của điện áp được tính như sau:

0

1 2 1 1 2 2sin cos cos 0 0.318

2 2

T

mdc m m m

Vt TV V dt V V

T T T T T

(2.17)

iv

iv

iv ov ov


Trang 42

+

-

+

+

- -

Vi VoR

(a) Sơ đồ nguyên lý

+

-

+

+

- -

Vi VoR

+ +

- -

Vo =ViR

(b) Dạng sóng điện áp ngõ ra trong nửa chu kỳ đầu của điện áp nguồn

--

+

+

+ -

Vi VoR

+ +

- -

Vo = 0VR

(c) Dạng sóng điện áp ngõ ra trong nửa chu kỳ sau của điện áp nguồn

(d) Dạng sóng điện áp ngõ ra trong một chu kỳ của điện áp nguồn

Hình 2.28. Mạch chỉnh lưu bán kỳ

Trong trường hợp diode không lý tưởng thì phải xét đến ảnh hưởng của điện áp ngưỡng

của diode Si đến dạng sóng tín hiệu ra khi diode phân cực thuận. Khi đó điện áp trung

bình DC ở ngõ ra được tính như sau:

0.318( )dc mV V V (2.18)

VV 7,0


Trang 43

Ví dụ 2.10: Cho mạch như hình vẽ. Xác định điện áp trung bình trên tải biết R=1kΩ và

5sin100 ( )iV t V và diode lí tưởng.

+

-

+

+

- -

Vi VoR

Hình 2.29

Giải:

0.318 0.318 5 1.59dc mV V V

Ví dụ 2.11: Giải lại ví dụ 2.10 với trường hợp 10sin100 ( )iV t V và Diode là Si.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………….

Mạch chỉnh lưu toàn kỳ:

Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu toàn kỳ được trình bày trong hình 2.28(a), sử dụng 4 diode kết

nối theo cấu hình cầu. Nguyên lý hoạt động của mạch được trình bày trong các hình 2.28(b) và

(c): Trong khoảng thời gian [0,T/2], tín hiệu vào có giá trị dương làm diode , dẫn (xem

như ngắn mạch) còn diode , ngưng dẫn (xem như hở mạch). Khi đó sơ đồ mạch tương

đương và dạng sóng vào, ra có dạng như hình 2.28(b). Nếu xem các diode là lý tưởng thì điện

áp ra vo = vi. Trong khoảng thời gian [T/2, T], tín hiệu vào có cực tính âm làm cho diode ,

ngưng dẫn (xem như hở mạch) còn diode , dẫn (xem như ngắn mạch). Khi đó sơ đồ

mạch tương đương và dạng sóng vào, ra có dạng như hình 2.28(c). Dạng sóng vào và ra trong

một chu kỳ của mạch chỉnh lưu toàn kỳ được biểu diễn trong hình 2.28(d). Do dạng sóng mạch

chỉnh lưu toàn kỳ gấp đôi bán kỳ nên giá trị điện áp trung bình được tính là:

2 0.318 0.636dc m mV V V (2.19)

Nếu các diode không được xem là lý tưởng thì phải kể đến giá trị điện áp ngưỡng

khi đó điện áp trung bình ngõ ra được tính như sau:

0.636( )dc mV V V (2.20)

D1 D2

D3 D4

Vo

R

-

+

Vi

(a) Sơ đồ nguyên lý

2D3D

1D 4D

2D

3D 1D 4D

VV 7,0


Trang 44

(b) Mạch tương đương và dạng sóng vào, ra ở bán kì dương

(c) Mạch tương đương và dạng sóng vào, ra ở bán kì âm

(d) Dạng sóng vào và ra trong một chu kỳ của mạch chỉnh lưu toàn kỳ

Hình 2.30. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ

Ví dụ 2.12: Cho mạch như hình vẽ. Xác định điện áp trung bình trên tải biết R=1kΩ và

2sin100 ( )iV t V và diode lí tưởng.

D1 D2

D3 D4

Vo

R

-

+

Vi

Hình 2.31

Giải:

0.636 0.636 2 1.272dc mV V V

Ví dụ 2.13: Giải lại ví dụ 2.12 với trường hợp 5sin100 ( )iV t V và Diode là Si.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

vi

tT

2

Vm

O

vo

tT

2

Vm

O

+

-

- vo +

Rvi

vi

tT

2 Vm

O

vo

tT

2

Vm

O+

-

- vo +

Rvi

T T

O T

2T t

Vm

vi

O T

2T t

Vm

vo

Vdc = 0.636Vm


Trang 45

2.4.2. Ứng dụng của diode zener trong mạch ổn áp

Hình 2.29 biểu diễn sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp song song dùng diode zener. Dựa vào đặc tính

của diode zener làm việc ở vùng phân cực nghịch, khi dòng qua zener thay đổi từ giá trị nhỏ

nhất (điểm A) đến giá trị lớn nhất (điểm B), IZmin < IZ < IZmax thì điện áp trên hai đầu cực của

diode zener là không đổi (VZ). Vì vậy, tải được mắc song song với diode zener sẽ bảo đảm điện

áp trên tải không đổi.

R

Vi RL

Vz+

-

+

-

Iz

(a) Sơ đồ nguyên lý (b) Đặc tuyến của diode zener

Hình 2.32. Mạch ổn áp dùng diode zener

Ví dụ 2.11: Cho mạch như hình sau. Xác định IS, IZ, IL và VL biết VZ =10V

RS

VS20V

RL330Ω

Vz+

-

220Ω DC

+

-

VL

Hình 2.33

Giải:

30020 11,5

300 220

10

33,3

45,5

12, 2

T Z

L Z

LL

L

S LS RS

S

Z S L

E V V

Zener on V V V

VI mA

R

V VI mA I

R

I I I mA


Trang 46

Ví dụ 2.11: Cho mạch như hình sau. Xác định IS, IZ, IL và VL biết VZ =10V

Hình 2.34

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

……………………………………………….

2.4.3. Mạch nguồn DC

Khối nguồn là khối biến đổi năng lượng xoay chiều AC thành năng lượng một chiều DC để

cung cấp nguồn phân cực cho các mạch điện tử. Ngõ vào của khối nguồn chính là nguồn xoay

chiều thường được lấy từ lưới điện quốc gia 220V/50Hz. Một bộ nguồn DC cơ bản gồm các

khối sau:

Hình 2.35. Sơ đồ khối bộ nguồn

Biến áp: hạ áp từ lưới điện 220V/50Hz xuống mức điện áp cần thiết cho điện áp DC được

chuyển đổi tương ứng ngõ ra.

Mạch chỉnh lưu: biến đổi dòng AC thành DC, là khối chính của khối nguồn.

Mạch lọc: có chức năng làm giảm độ gợn sóng của mạch chỉnh lưu.

Mạch ổn áp: có nhiệm vụ ổn định điện áp ngõ ra khi điện áp ngõ vào thay đổi, bảo vệ tải và

bảo vệ nguồn khi tải có sự cố.

Điện áp ngõ ra của mạch chỉnh lưu và mạch lọc không chỉ có điện áp DC mà còn có thành

phần điện áp AC biến thiên gọi là điện áp gợn sóng.

Độ gợn sóng là là tỉ số hiệu dụng của điện áp gợn sóng với trị trung bình của điện áp chỉnh

lưu được xác định qua công thức:

( )

% 100%r

dc

V rmsr

V (2.21)

Một mạch chỉnh lưu và lọc lí tưởng là có độ gợn sóng bằng 0%.

Bieán

aùp

Taûi Maïch

chænh

löu

Maïch

loïc

Maïch

oån aùp

220V/50

Hz


Trang 47

Mạch nguồn 5VDC:

D1 2A Bridge

IC 17805

230VAC IN

T1

9

0

C1470uF

50V

C20.01uF

C30.01uF

5VDC OUT

1

2

3

230V Pri0-9V Sec

2A Transformer

Hình 2.36. Mạch nguồn 5V DC

Đối với IC7805 thì dòng tối đa ở ngõ ra là 1A, nếu muốn lớn hơn 1A thì tham khảo mạch sau:

TIP 2955

Hình 2.37. Mạch nguồn 5V DC có dòng lớn hơn 1A


Trang 48

Mạch nguồn đôi ±12VDC:

C12200u

C2100n

C3220u

+12VDC1

2

3

0VDC

C12200u

C2100n

C3220u

-12VDC

AC

1

2 3

VI VO

GND

VI VO

GND

V1VSINE

TR1

TRAN-2P3S

7812

7912 Hình 2.37. Mạch nguồn đôi ±12VDC

2.4.4. Mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế kiểu Latour

Giả sử tại A là bán kì dương, D1 dẫn điện, D2 ngưng dẫn, dòng điện qua D1 nạp vào tụ C1

một hiệu điện thế là U2. Bán kì kế tiếp tại A là bán kì âm, D1 ngưng dẫn, D2 dẫn điện, dòng

điện qua D2 nạp vào tụ C2 một lượng điện thế VDC. Như vậy cả chu kì điện xoay chiều vào,

điện thế một chiều ở ngõ ra gồm hiệu điện thế giữa hai đầu tụ C1 cộng với hiệu điện thế giữa

hai đầu tụ C2 được nạp ở tụ C3. Nó chính là 2VDC cấp điện cho tải.

D1

D2

C1

C2C3

VACVo = 2VDC

Hình 2.38. Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp kiểu Latour

2.4.5. Mạch ghim

Mạch ghim là mạch điện tử có chức năng hạn chế tín hiệu không cho vượt quá một ngưỡng nào

đó. Có hai loại mạch ghim: mạch ghim trên và mạch ghim dưới.

Mạch ghim trên là mạch điện hạn chế không cho điện áp lớn hơn một ngưỡng nào đó, tức là

khi điện áp lớn hơn ngưỡng đó, điện áp sẽ bị cắt.

Mạch ghim dưới là mạch điện hạn chế không cho điện áp nhỏ hơn một giá trị nào đó, tức là khi

điện áp nhỏ hơn ngưỡng đó, điện áp sẽ bị cắt.


Trang 49

Mạch ghim trên nối tiếp:

U1

D1

R

E

U0

Hình 2.39. Mạch ghim trên nối tiếp

Các linh kiện trong mạch: U1 là tín hiệu vào; E là nguồn1 chiều, cũng là mức hạn chế trên;

D1 là diode.

Từ sơ đồ mạch, ta nhận xét thấy:

Điện áp vào U1 đặt tới đầu A của diode.

Nguồn 1 chiều E đặt tới đầu K của diode.

Phân tích hoạt động của mạch:

0 < t < t1: U1< E => Diode phân cực thuận => U0= U1

t1< t < t2: U1> E => Diode phân cực ngược => U0= E

t2< t < t3: U1< E => Diode phân cực thuận => U0= U1

Hình 2.40. Dạng sóng mạch ghim trên nối tiếp

Nhận xét: Khi điện áp vào nhỏ hơn E thì điện áp ra bằng điện áp vào. Khi điện áp vào lớn

hơn E thì điện áp ra sẽ bị cắt và bằng E. Như vậy, mạch sẽ ghim không cho điện áp ra lớn hơn

E. Đó chính là mạch ghim trên.

Mạch ghim dưới nối tiếp:


Trang 50

Hình 2.41. Mạch ghim dưới nối tiếp

Các linh kiện trong mạch:

U1 là tín hiệu vào

E là nguồn 1 chiều, cũng là mức hạn chế dưới. Chú ý nguồn E mắc ngược lại so với

trường hợp mạch ghim trên nối tiếp. Khi đó, mức ghim dưới bằng –|E|.

D1 là diode.

Phân tích hoạt động của mạch:

0 < t < t1: U1< E => Diode phân cực thuận => U0= U1

t1< t < t2: U1> E => Diode phân cực ngược=> U0= E

t2< t < t3: U1< E => Diode phân cực thuận=> U0= U1

Hình 2.42. Dạng sóng mạch ghim dưới nối tiếp

Nhận xét: Khi điện áp vào lớn hơn -E thì điện áp ra bằng điện áp vào. Khi điện áp vào nhỏ

hơn -E thì điện áp ra sẽ bị cắt và bằng -E. Như vậy, mạch sẽ ghim không cho điện áp ra nhỏ

hơn -E. Đó chính là mạch ghim dưới.


Trang 51

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 2

A. TRẮC NGHIỆM

Câu 1. Chất bán dẫn thuần là chất bán dẫn

A. Không có sự tham gia của nguyên tố ngoại lai.

B. Được tạo thành từ các nguyên tố có hóa trị IV.

C. Được tạo thành từ nguyên tố có hóa trị III với nguyên tố có hóa trị V.

D. Chất không dẫn điện tại 00C

Câu 2. Chất bán dẫn tạp chất dạng n là chất bán dẫn

A. thuần có pha thêm tạp chất là nguyên tố có hóa trị III.

B. thuần có pha thêm tạp chất là nguyên tố có hóa trị V.

C. có hạt tải đa số là lỗ trống tự do.

D. có các hạt mang điện tự do là lỗ trống và điện tử.

Câu 3. Chất bán dẫn tạp chất loại n

A. Mang điện tích dương

B. Mang điệnn tích âm

C. Trung hòa về điện

Câu 4. Chuyển tiếp p_n khi chưa được phân cực

A. Dòng điện chạy trong nó bằng dòng ngược bão hòa (có giá trị rất bé) và tồn tại một

điện trường Etx tại biên giới tiếp xúc.

B. Dòng điện chạy trong nó bằng dòng ngược bão hòa (có giá trị rất bé) và không tồn tại

điện trường Etx tại biên giới tiếp xúc.

C. Dòng điện chạy trong nó bằng 0 và điện trường Etx tại biên giới tiếp xúc cũng bằng 0.

D. Dòng điện chạy trong nó bằng 0 và tồn tại một điện trường Etx tại biên giới tiếp xúc.

Câu 5. Chuyển tiếp p-n khi được phân cực thuận

A. Vùng tiếp xúc bị thu hẹp lại so với lúc chưa có điện trường ngoài.

B. Vùng tiếp xúc được mở rộng ra so với lúc chưa có điện trường ngoài.

C. Vùng tiếp xúc không thay đổi so với lúc chưa có điện trường ngoài.

D. Điện trường trong vùng tiếp xúc tăng so với lúc chưa có điện trường ngoài.

Câu 6. Chuyển tiếp p-n có đặc tính

A. Dẫn điện theo một chiều

B. Dẫn điện khi được phân cực thuận và hở mạch khi bị phân cực nghịch.

C. Dẫn điện theo cả hai trường hợp phân cực thuận và nghịch.

D. Không dẫn điện

Câu 7. Các hiện tượng đánh thủng sau đây, hiện tượng nào sẽ phá hủy toàn bộ đặc tính van

của chuyển tiếp p-n

A. Đánh thủng về điện.

B. Đánh thủng về nhiệt.

C. Đánh thủng xuyên hầm.

D. Đánh thủng thác lũ.

Câu 8. Chuyển tiếp p-n bị đánh thủng về nhiệt khi xảy ra hiện tượng

A. Điện áp đặt trên hai đầu của nó vượt quá điện áp PIV.

B. Dòng điện ngược qua chuyển tiếp p-n vượt quá giá trị cho phép.

C. Điện áp đặt trên hai đầu của nó vượt quá điện áp Vγ.

D. Cả a và b

Câu 9. Công thức nào là công thức mô tả của dòng điện chạy trong chuyển tiếp p-n

A. /( 1)D TV V

D SI I e

B. /( 1)D TV V

D SI I e


Trang 52

C. /( 1)D TV V

D SI I e

D. /( 1)D TV V

D SI I e Câu 10. Chuyển tiếp p-n khi bị phân cực ngược

A. Vùng tiếp xúc bị thu hẹp lại và điện trường trong vùng tiếp xúc giảm so với lúc chưa có

điện trường ngoài.

B. Vùng tiếp xúc được mở rộng ra và điện trường trong vùng tiếp xúc giảm so với lúc

chưa có điện trường ngoài.

C. Vùng tiếp xúc được mở rộng ra và điện trường trong vùng tiếp xúc tăng so với lúc

chưa có điện trường ngoài.

D. Vùng tiếp xúc được thu hẹp ra và điện trường trong vùng tiếp xúc tăng so với

lúc chưa có điện trường ngoài.

Câu 11. Vùng tiếp xúc trong chuyển tiếp p-n có đặc điểm

A. Không tồn tại các hạt mang điện tự do.

B. Không tồn tại các ion tạp chất.

C. Có các ion tạp chất mang điện tích dương phía bên bán dẫn N v à các ion tạp chất âm

phía bên bán dẫn P.

D. Cả a và c.

Câu 12. Chất bán dẫn tạp chất dạng p là chất bán dẫn

A. Thuần có pha thêm tạp chất

B. Thuần có pha thêm tạp chất là nguyên tố có hóa trị V.

C. Có hạt tải đa số là lỗ trống tự do.

D. Có các hạt mang điện tự do là lỗ trống và điện tử.

Câu 13. Điện trở trong diode có đặc tính

A. Tuyến tính

B. Phi tuyến

C. Không tồn tại

D. Vô cùng lớn

Câu 14. Diode zener có đặc điểm

A. Hoạt động ở chế độ phân cực ngược.

B. Dẫn điện khi được phân cực thuận và khi phân cực ngược.

C. Dẫn điện khi được phân cực thuận với điện áp ngưỡng Vγ và khi phân cực ngược với

điện áp Vz.

D. Hoạt động ở chế độ phân cực thuận.

Câu 15. Các thông số sau thông số nào là không phải là thông số giới hạn của diode

A. PIV

B. IDmax

C. PDmax

D. Vγ

Câu 16. Cấu trúc của diode chỉnh lưu gồm

A. Một chuyển tiếp p-n và tiếp xúc của hai bán dẫn này là tiếp xúc mặt.

B. Một chuyển tiếp p-n và tiếp xúc của hai bán dẫn này là tiếp xúc điểm.

C. Một chuyển tiếp p-n.

D. Hai chuyển tiếp p-n.

Câu 17. Kí hiệu của Diode Zener là


Trang 53

Câu 18. Kí hiệu sau là linh kiện:

A. LED

B. SCR

C. Triac

D. Zener


2.1 Trình bày khái niệm về chất bán dẫn loại P, bán dẫn loại N.

2.2 Vẽ và giải thích đặc tuyến Vôn-Ampe khi phân cực thuận và phân cực nghịch cho mối

nối P-N.

2.3 Trình bày cấu tạo, kí hiệu và đặc tính kỹ thuật của diode chỉnh lưu, diode zener, diode

cao tần và diode biến dung.

2.4 Giải thích đặc tính chỉnh lưu của chuyển tiếp p-n.

2.5 Xác định V0 và ID trong mạch điện hình BT2.5.

Hình BT2.5

2.6 Xác định VD (điện áp trên diode), Vr và ID trong mạch điện hình BT2.6.

Hình BT2.6

2.7 Xác định ID, Vr và V0 trong mạch hình BT2.7.

Hình BT2.7

A

A

K

K

P N

Mối nối P-N

Vo+12V

Si Ge5.6kΩ

ID

Vr

+6V

Si1kΩ

ID

Vr

+10V

Si1kΩ

ID4.7kΩ

-10V

Vo


Trang 54

2.8 Xác định Vo và ID trong các hình BT2.8a và BT2.8b.

Hình BT2.8a Hình BT2.8b

2.9 Xác định V01 và V02 trong các hình BT2.9a và BT2.9b.


2.10 Xác định I1, I2, ID trong mạch hình BT2.10.

Hình BT2.10

2.11 Xác định Vo và I trong các hình BT2.11a và BT2.11b.


-5V

Si4.7kΩ

ID

+5V

Vo

+6V

Si

3.9kΩ

ID

Vo1.2kΩ

20V

Ge

ID

2.2kΩ

Si

5.6kΩ

3.3kΩ

I2

I1

10V

I

Ge Si

1kΩVo

+16V

I

Si Si

5.6kΩ

Vo

Si

+4V


Trang 55

2.12 Xác định V01, V02 và I trong mạch hình BT2.12.

Hình BT2.12

2.13 Xác định Vo và ID trong mạch hình BT2.13.

Hình BT2.13

2.14 Cho mạch điện như hình BT2.14.

Hình BT2.14

a. Xác định Vo khi cả 2 nguồn Vi đều bằng 0V.

b. Xác định Vo khi cả 2 nguồn Vi đều bằng 10V.

10kΩ 5.6kΩ

Si Si

Vo1

Vo2

20VI

+16V

ID

3.3kΩ

Si Si

1kΩ

Vo

3.3kΩ

1kΩ

Si

Si

Vi

ViVo

10V

ID

ID


Trang 56

2.15 Xác định Vo của mạch hình BT2.15a và BT2.15b.


2.16 Cho mạch điện như hình BT2.16. Biết Vi = 20V, Vz = 10V, RS = 220Ω

Hình BT2.16

a. Xác định VL, IL, IZ và IS nếu RL=300Ω.

b. Xác định giá trị của RL sao cho diode zener hoạt động không quá công suất (Pzmax = 400mW).

c. Xác định giá trị tối thiểu của RL để zener có thể hoạt động được (Izmin= 1 mA).

2.17 Cho mạch như hình BT2.16, biết Vi = 20V, Vz = 10V, RS = 2.2k Ω.

a. Xác định RL và IL để VL = 10V.

b. Xác định giá trị của RL để có được công suất cực đại PZmax = 400m

1kΩ

Si

Si

-10V

0VVo

2.2kΩ

Si

Si

-10V

0VVo

-10V

Vi

ILRS

RL VLIs Iz

Chương 3: Transistor lưỡng cực

Trang 57

CHƯƠNG 3

TRANSISTOR LƯỠNG CỰC

3.1. TỔNG QUAN VỀ BJT

Transistor lưỡng cực (Bipolar Junction Transistor: BJT) là một loại linh kiện bán dẫn ba cực có

khả năng khuếch đại tín hiệu hoặc hoạt động như một công tắc, rất thông dụng trong ngành điện

tử. Transistor lưỡng cực gồm hai loại là transistor NPN và transistor PNP.

N P N

P N P

Hình 3.1. Cấu tạo BJT (a) BJT loại NPN (b) BJT loại PNP

B-Base: Cực nền C-Collector: Cực thu E-Emitter: Cực phát

Hình 3.2. Ký hiệu BJT (a) BJT loại NPN (b) BJT loại PNP

Chú ý: Ký hiệu mũi tên ở cực E để chỉ chiều thực tế dòng điện IE.


Trang 58

Hình 3.3. Một số hình dạng thực tế transistor

Cấu tạo của BJT có sự xuất hiện của các lớp bán dẫn cùng loại (loại P hoặc N). Tuy nhiên, ba

miền của BJT được pha với tạp chất có nồng độ khác nhau và độ rộng cũng khác nhau:

Miền E được pha với tạp chất có nồng độ cao nhất và độ rộng trung bình.

Miền B được pha với tạp chất có nồng độ nhỏ nhất và mỏng nhất.

Miền C được pha với tạp chất có nồng độ trung bình nhưng độ rộng lớn nhất.

Tiếp giáp giữa cực B và cực E được đặt tên là JB-E (hoặc JE)

Tiếp giáp giữa cực B và cực C được đặt tên là JB-C (hoặc JC)

3.2. CÁC TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR LƯỠNG CỰC

3.2.1. Mạch phân cực cơ bản

Để transistor hoạt động như một phần tử khuếch đại thì các tiếp giáp PN cần phải phân cực

bằng các điện áp DC, trong đó tiếp giáp BE cần được phân cực thuận và tiếp giáp BC cần được

phân cực ngược.


Trang 59

+-

+

-

+

_

+

-

(b) pnp

Hình 3.4. Mạch phân cực cho transistor (a) NPN (b) PNP

Mối quan hệ các dòng điện trong transistor lưỡng cực tuân theo luật Kirchhoff về dòng điện:

E B CI I I hoặc C E B

I I I hoặc B E CI I I

Hệ số khuếch đại dòng DC của transistor là tỷ số của dòng IC chia cho dòng IB: CDC

B

I

I; hệ

số DC là hệ số FEh được cho trong bảng tra thông số kỹ thuật của transistor.

Hệ số khuếch tán dòng điện là tỷ số giữa dòng điện IC và dòng điện IE: CDC

E

I

I

Mối quan hệ của hệ số DC và DC : 1

hoặc 1

.

Ví dụ 3.1: Xác định độ lợi dòng DC và dòng điện IE biết 50B

I A và 3,65C

I mA

Giải:

3,65

7350

CDC

B

I mA

I A

50 3,65 3,7E B C

I I I A mA mA


Trang 60

Ví dụ 3.2: Xác định độ lợi dòng DC

và DC

biết 60BI A và 15EI mA

Giải:

15 60 14,04C E BI I I mA A mA

14,04234

60

CDC

B

I mA

I A

14,040,936

15

CDC

E

I

I

3.2.2. Đặc tuyến Vôn – Ampe

Mạch để vẽ các đặc tuyến vôn – ampe được cho trên hình 3.5

+-

+-

Hình 3.5. Mạch thí nghiệm

Đặc tuyến ngõ vào trình bày mối quan hệ giữa dòng điện IB theo điện áp VBE:

Hình 3.6. Đặc tuyến ngõ vào

Đặc tuyến ngõ ra trình bày mối quan hệ của dòng điện IC theo điện áp VCE và giá trị của dòng

IB


Trang 61

Hình 3.7. Đặc tuyến ngõ ra

Trạng thái tích cực thuận (Active mode): Với mỗi giá trị dòng điện IB, khi điện áp VCE tăng thì

dòng IC tăng, điện áp VCE đủ lớn làm tiếp giáp BC được phân cực nghịch thì transistor hoạt

động vùng tích cực thuận và dòng IC là hằng số theo dòng điện IB dù có tiếp tục tăng VCE, IC

được xác định theo dòng điện IB (IC = βIB). Trạng thái tắt (Cutoff mode): Khi dòng điện IB = 0 thì transistor hoạt động ở vùng tắt,

thì dòng điện IC = ICEO rất nhỏ (xấp xỉ bằng 0) nên VCE = VCC.

+

-

Hình 3.8. BJT ở trạng thái tắt.

Trạng thái bão hoà (Saturation mode): Khi điện áp VBB tăng làm dòng điện IB tăng làm dòng

điện IC tăng theo và điện áp VCE giảm (VCE = VCC - ICRC) đến giá trị bão hoà thì dòng IC sẽ

không tăng nữa dù dòng IB vẫn tiếp tục tăng, lúc đó VCE = VCE (sat) ≈ 0V (giá trị bão hoà lý

tưởng).


Trang 62

Hình 3.9. BJT ở trạng thái bão hòa

Đường tải một chiều: là tập hợp các điểm làm việc một chiều (điểm tĩnh) của dòng điện

IC theo điện áp VCE. Hình 3.10 đường tải một chiều là một đường thẳng được vẽ bằng cách nối

hai điểm tắt và điểm bão hoà. Các điểm ở giữa hai điểm tắt và bão hoà trên đường tải thuộc

vùng tích cực thuận (khuếch đại).

Điểm tắt được xác định khi IC = 0 và VCE = VCC

Điểm bão hoà được xác định khi VCE = VCE (sat) ≈ 0V và IC = IC (sat)

Hình 3.10. Đường tải một chiều

3.3. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA BJT

3.3.1. Hệ số khuếch đại dòng điện DC (hFE)

Hệ số khuếch đại dòng điện DC là thông số rất quan trọng của transistor, DC không phải là

một hằng số mà là một đại lượng có trị số thay đổi theo dòng điện IC và nhiệt độ làm việc. Hình

3.11 cho thấy khi dòng điện IC nhỏ thì nhỏ, dòng điện IC tăng thì tăng đến giá trị cực đại

Max, nếu tiếp tục tăng IC thì lại giảm.

Trong các bảng thông số kỹ thuật (datasheet) của transistor lưỡng cực thường chỉ ghi giá trị Max,

hoặc ghi trong một khoảng từ thấp nhất đến tối đa.


Trang 63

Hình 3.11. Hệ số khuếch đại dòng điện DC thay đổi theo IC và nhiệt độ

3.3.2. Điện áp giới hạn

Điện áp giới hạn là các điện áp ngược tối đa cho phép đặt vào hai cực của BJT. Nếu các điện

áp này vượt quá giới hạn thì BJT sẽ bị hư.

VCEO: Điện áp đánh thủng giữa cực C và cực E khi cực B để hở.

VCBO: Điện áp đánh thủng giữa cực C và cực B khi cực E để hở.

VEBO: Điện áp đánh thủng giữa cực E và cực B khi cực C để hở.

Ví dụ: Cho bảng thông số kỹ thuật của 2SC1815 như sau:

Bảng 3.1 - Thông số kỹ thuật của Transitor 2SC1815

Tra bảng thông số kỹ thuật của 2SC1815, ta có:

60 ; 50 ; 5CBO CEO EBO

V V V V V V

3.3.3. Dòng điện giới hạn

Dòng điện qua BJT phải được giới hạn ở một mức cho phép, nếu quá trị số này thì BJT

sẽ bị hư.

ICMax: Dòng điện tối đa cho phép ở cực C. Ví dụ ICmax của 2SC1815 là 150mA

IBMax: Dòng điện tối đa cho phép ở cực B. Ví dụ IBmax của 2SC1815 là 50mA

3.3.4. Công suất giới hạn

Là công suất tiêu tán năng lượng tối đa (Device Dissipation/Power Dissipation) đặc trưng cho

công suất hoạt động lớn nhất của transistor, tính bằng công thức: PC = ICVCE


Trang 64

Mỗi BJT đều có một công suất giới hạn được gọi là công suất tiêu tán tối đa PCMax (Maximum

Dissipation Power). Nếu công suất sinh ra trên BJT lớn hơn công suất này thì BJT sẽ bị hư.

Ví dụ: Công suất hoạt động của 2SC1815 là 400 mW.

3.4. PHÂN CỰC CHO BJT

Do BJT là loại linh kiện tích cực. Vì vậy, khi sử dụng BJT ta phải phân cực (bias) cho nó. Phân

cực cho BJT là việc đặt các điện áp một chiều và các điện trở vào các cực của BJT để BJT làm

việc ở các trạng thái mong muốn. Để phân cực cho transistor hoạt động ở chế độ khuếch đại thì

tiếp giáp BE phân cực thuận (điện thế miền bán dẫn loại P cao hơn điện thế ở miền bán dẫn loại

N) và tiếp giáp BC phân cực nghịch (điện thế miền bán dẫn loại P thấp hơn điện thế ở miền bán

dẫn loại N).

Khi phân tích phân cực, cần thực hiện theo các bước sau:

- Xác định và vẽ đường tải một chiều (DCLL: Direct Current Load Line).

- Xác định dòng điện IB.

- Xác định điểm tĩnh Q (VCEQ; ICQ).

- Nhận xét trạng thái hoạt động của mạch.

- Xác định các dòng điện và các điện áp khác.

3.4.1. Phân cực bằng hai nguồn riêng

Sơ đồ nguyên lý: Mạch phân cực BJT bằng hai nguồn riêng trên hình 3.12

Hình 3.12. Mạch phân cực bằng hai nguồn riêng

Phân tích mạch:

Xác định đường tải một chiều: Đường tải một chiều là tập hợp các giá trị của dòng điện IC và

điện áp VCE của mạch khuếch đại được xác định theo phương trình sau: CC CEC

C

V -VI =

R

Để vẽ đường tải một chiều ta cần vẽ một đường thẳng nối điểm tắt và điểm bão hoà của mạch,

ta có:

Điểm tắt được xác định khi IC = 0 nên VCE (off) = VCC

Điểm bão hoà được xác định khi VCE (sat) = 0 nên IC (sat) =CC

C

V

R


Trang 65

CCC(sat )

C

VI

R

CCCE offV V

CI

CEV

QCQI

CEQV

B BQI I

Hình 3.13. Đường tải một chiều (DCLL)

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q): điểm tĩnh là giao điểm của đường đặc tuyến ngõ ra và đường

tải một chiều, để xác định điểm làm việc tĩnh trước hết ta cần xác định dòng điện IB.

Áp dụng định luật Kirchhoff về áp cho vòng BE ta có:

VBB = IBRB + VBE

BB BEB

B

V VI

R

Điểm làm việc tĩnh (Q): CQ B

I I và CEQ CC CQ C

V V I R

Xác định các điện áp khác:

Điện áp cực E: VE = 0;

Điện áp cực B: VB= VE + VBE hoặc VB = VBB -IBRB

Điện áp cực C: VC = VE + VCE hoặc VC = VCC - ICRC

Ví dụ 3.3: Xác định đường tải một chiều và điểm làm việc tĩnh của mạch điện sau, biết transistor

có 150 .

Hình 3.14. Mạch phân cực bằng hai nguồn riêng (Ví dụ 3.3)

Giải:

5 0,70,43

10

BB BEB

B

V V V VI mA

R k


Trang 66

150.0,43 43C B

I I mA mA

10 43 .0,1 5,7CE CC C C

V V I R V mA k V

0

43

100

5,7 10

Hình 3.15. Đường tải một chiều (DCLL) cho ví dụ 3.3



Điện áp cực B: VB= VE + VBE = 0.7V

Điện áp cực C: VC = VE + VCE = 5.7V

Ví dụ 3.4

Xác định đường tải một chiều, điểm làm việc tĩnh và các điện áp VE, VB, VC của mạch điện sau,

biết transistor có 150 .

+_

+_

Hình 3.16. Mạch phân cực bằng hai nguồn riêng (Ví dụ 3.4)

Giải:

0.041( 1) R

BB BEB

B E

V VI mA

R

6.15C BI I mA

6.15E CI I mA

5,23VCE CC C C E EV V I R I R


Trang 67

Hình 3.17. Đường tải một chiều (DCLL) cho ví dụ 3.4


Điện áp cực E: VE = IERE = 0,615V

Điện áp cực B: VB= VE + VBE = 1,315V

Điện áp cực C: VC = VE + VCE = 5,845V

3.4.2. Phân cực bằng một nguồn chung (cực B, fixed bias)

Sơ đồ nguyên lý: Mạch phân cực cho BJT bằng nguồn chung được trình bày trong hình 3.18.

RC

RB

+0.7 V

IC

IB

IE

Input

Output

VBE

VCC

Q1

Hình 3.18. Mạch phân cực bằng một nguồn chung.



C

V -VI =

R

Vẽ đường tải một chiều, ta có:



C

V

R


Trang 68

CCC(sat )

C

VI

R

CCCE offV V

CI

CEV

QCQI

CEQV

B BQI I

Hình 3.19. Đường tải một chiều cho mạch phân cực nguồn chung.

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q): điểm tĩnh là giao điểm của đường đặc tuyến ngõ ra và

đường tải một chiều, để xác định điểm làm việc tĩnh trước hết ta cần xác định dòng điện IB.


VCC = IBRB + VBE

CC BEB

B

V VI

R

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q):

CQ B

I I và CEQ CC CQ C

V V I R



Điện áp cực B: VB= VE + VBE Hoặc VB = VCC -IBRB

Điện áp cực C: VC = VE + VCE

Hoặc VC = VCC - ICRC

Ví dụ 3.5:

Xác định đường tải một chiều, điểm làm việc tĩnh và các điện áp VE, VB, VC của mạch điện sau:

Hình 3.20. Hình ví dụ 3.5

Giải:

Xác định DCLL:


Trang 69

12 ; 5,45CCCE off C sat

V V V I mA

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q)

12 0,747

240

CC BEB

B

V V V VI A

R k

50 47 2350 2,35CQ B

I I x A A mA

6,83CEQ CC CQ CV V I R V

Hình 3.21. Đường tải một chiều cho ví dụ 3.5.





Ví dụ 3.6: Xác định đường tải một chiều, điểm làm việc tĩnh và các điện áp VE, VB, VC của

mạch điện sau:

+

-B

B

1k

EEV

ER

BR

I

CI

EIE

C

100k 12V

Hình 3.22. Mạch phân cực nguồn chung dùng Transistor PNP (Ví dụ 3.6)

Giải:

Xác định DCLL:

12 ; 12EEEC off C satV V V I mA


12 0,756

( 1) 201

EE EBB

B E

V V V VI A

R R k

100 47 4700 4,7CQ BI I A A mA


Trang 70

Hình 3.23. Đường tải một chiều (Ví dụ 3.6)


Điện áp cực E: VC = 0;



3.4.3. Phân cực bằng một nguồn chung có điện trở ổn định nhiệt RE

Sơ đồ nguyên lý: Mạch phân cực cho BJT bằng nguồn chung có điện trở ổn định nhiệt RE

được trình bày trong hình 3.24.

RB RC

+VCC

RE

IB

IE

IC

Hình 3.24. Phân cực nguồn chung cho BJT có RE.



C E

V -VI =

R R



7,3ECQ EE CQ EV V I R V


Trang 71


C E

V

R R

CCC(sat )

C E

VI

R R

CCCE offV V

CI

CEV

QCQI

CEQV

B BQI I

Hình 3.25. Đường tải một chiều

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q): Điểm tĩnh là giao điểm của đường đặc tuyến ngõ ra và



VCC = IBRB + VBE + IERE

Và 1E C B B B B

I I I I I I

1

CC BEB

B E

V VI

R R


CQ B

I I và ( )CEQ CC CQ C E

V V I R R


Điện áp cực E: VE = IERE;

Điện áp cực B: VB= VE + VBE Hoặc VB = VCC -IBRB

Điện áp cực C: VC = VE + VCE

Hoặc VC = VCC - ICRC

Ví dụ 3.7: Xác định đường tải một chiều và điểm làm việc tĩnh của mạch điện sau:

Hình 3.26. Mạch phân cực nguồn chung có RE cho ví dụ 3.7


Trang 72

Giải:

Xác định DCLL:

20 ;

6,67

CCCE off

CC

C sat

C E

V V V

VI mA

R R


620 0,740.10 40

1 430 51.1

CC BEB

B E

V V V VI A A

R R k k

50.40 2000 2CQ B

I I A A mA

20 2 2 1 14CEQ CC CQ C EV V I R R V mA k k V

6,67

20

CI (mA)

CEV (V)

Q2

14

BI 40 A

Hình 3.27. Đường tải một chiều (ví dụ 3.7)





Ví dụ 3.8 Xác định đường tải một chiều và điểm làm việc tĩnh của mạch điện sau:

+

-B

B

1k

EEV

ER

BR

I

CI

EIE

C

100k 12V

CR220

β =100

Hình 3.28. Mạch phân cực nguồn chung cho ví dụ 3.8.

Giải:

Xác định DCLL:


Trang 73

12 ;

9,8

EEEC off

EE

C sat

C E

V V V

VI mA

R R


12 0,746

1 100 101.1

CC EBB

B E

V V V VI A

R R k k

100.46 4,6CQ BI I A mA

12 4,6 1 0,22 6,39ECQ EE CQ C EV V I R R V mA k k V

Hình 3.29. Đường tải một chiều cho ví dụ 3.8


Điện áp cực C: VC = ICRC = 1V

Điện áp cực B: VB = IBRB = 4,6V

Điện áp cực E: VE = VC + VEC = 7,39V

3.4.4. Phân cực bằng mạch chia áp

Sơ đồ nguyên lý: mạch phân cực bằng mạch chia áp được trình bày trong hình 3.24.

R1

R2 RE

RC

+VCC

I1

I2 IE

IB

IC

Hình 3.30. Mạch phân cực chia áp



C E

V -VI =

R R




Trang 74

Điểm bão hoà được xác định khi VCE (sat) =0 nên IC (sat) =CC

C E

V

R R

CCC(sat )

C E

VI

R R

CCCE offV V

CI

CEV

QCQI

CEQV

B BQI I

Hình 3.31. Đường tải một chiều cho mạch phân cực chia áp

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q): Điểm tĩnh là giao điểm của đường đặc tuyến ngõ ra và


CR

CCV

ER

Hình 3.32. Mạch chia áp biến đổi tương đương

Xác định VTH và RTH

2

1 2

1 2

1 2

TH CC

TH

RV V

R R

R RR

R R


VTH = IBRTH + VBE+IERE

1

TH BEB

TH E

V VI

R R


CQ B

I I và ( )CEQ CC CQ C E

V V I R R

Chú ý: 210

ER R thì có thể theo phương pháp gần đúng 2

1 2

B TH CC

RV V V

R Rthì có thể


Trang 75

xác định ICQ theo công thức E B BECQ E

E E

V V VI I

R R


Điện áp cực E: VE =IERE;

Điện áp cực B: VB= VE + VBE

Điện áp cực C: VC = VE + VCE Hoặc VC = VCC - ICRC

Ví dụ 3.9: Xác định đường tải một chiều và điểm làm việc tĩnh của mạch sau:

10uF

10uF

50uF3,9k

39k

22V

10k

1,5k

VCE

β = 100

Hình 3.33. Mạch phân cực chia áp (Ví dụ 3.9).

Giải:

Xác định DCLL:

22 ;

221,91

10 1,5

CCCE off

CC

C sat

C E

V V V

V VI mA

R R k k


2

1 2

1 2

1 2

3,922 2

3,9 39

3,9 .393,55

3,9 39

Th CC

Th

R kV V V V

R R k k

R R k kR k

R R k k

3

2 0,7 1,3 1,38, 4

1 3,55 101 1,5 155,05 155,05.10

Th BEB

Th E

V V V V V VI A

R R k x k k

100.8,4 840 0,84CQ B

I I A A mA

3 3

22 0,84 10 1,5

22 0,84 .11,5 22 0,84.10 .11,5.10 22 9,66 12,34

CEQ CC CQ C E

CEQ

V V I R R V mA k k

V V mA k V A V V V


Trang 76

1,91

22

CI (mA)

CEV (V)

Q0,84

12,34

BI 8,4 A






Ví dụ 3.10: Xác định đường tải một chiều và điểm làm việc tĩnh của mạch sau:

15k

100k

12V

220

1k

VEC

E

C

B

RE

RC

RB2

R B1

β = 200

Hình 3.35. Mạch phân cực chia áp cho ví dụ 3.10.

Giải:

Xác định DCLL:

12 ;

129,8

220 1

EEEC off

EE

C sat

C E

V V V

V VI mA

R R k


2

1 2

1 2

1 2

1512 1,56

15 100

15 10013

15 100

Th CC

Th

R kV V V V

R R k k

R R k kR k

R R k k

12 1,56 0,7170

1 13 201 0, 22

EE Th EBB

Th E

V V V V VI A

R R k k


Trang 77

3CQ BI I mA

12 3 1 0,22 8,34ECQ EE CQ C EV V I R R V mA k k V

12V

9,8

3

8,34

(mA)

(V)

IB= 0,17mA



Điện áp cực C: VC = ICRC = 3V

Điện áp cực E: VE = VEE – IC.RE = 11,34V

Điện áp cực C: VB = VE – VEB = 10,64V

3.4.5. Phân cực hồi tiếp từ cực C

Sơ đồ nguyên lý: mạch phân cực cho BJT bằng hồi tiếp từ cực C được trình bày trong hình

3.27.

BRCR

CCV

BEV

CEV

BI CI

C BI I

iv

ov

Hình 3.37. Phân cực hồi tiếp từ cực thu

Xác định điểm làm việc tĩnh (Q): điểm tĩnh là giao điểm của đường đặc tuyến ngõ ra và


Áp dụng định luật Kirchhoff II cho mạch vòng BE (hình 3.28) ta có:

CC C B C B B BEV I I R I R V

Và mối quan hệ

C BI I

CC BEB

C B

V -VI =

(β+1)R +R


Trang 78


CQ BI I và

CEQ CC CQ CV V I R


Điện áp cực E: VE =0;

Điện áp cực B: VB= VE + VBE

Điện áp cực C: VC = VCE = VCC - ICRC

Ví dụ 3.11: Cho mạch điện sau, xác định IB, IC, VCE, VB, VC, VE

330k

2,2k

12V

RC

RB

100

Hình 3.38. Mạch phân cực hồi tiếp từ cực C (Ví dụ 3.11)

Giải:

Áp dụng định luật Kirchhoff II cho mạch vòng BE ta có:

CC C B C B B BEV I I R I R V

12 0,720,4

( 1) 330 101 2,2

CC BEB

B C

V V V VI A

R R k k

100.20,4 2,04C BI I A mA

12 2,04 2,2 7,51( )CE CC C CV V I R V V

VE = 0

VB = VE + VBE = 0,7V

VC = VCE = 7,51V

Ví dụ 3.12: Cho mạch điện sau, xác định IB, IC, VCE, VB, VC, VE

1,2k

250k

4,7k

10V

RC

RB

R E

90

Hình 3.39. Mạch phân cực hồi tiếp từ cực C (Ví dụ 3.12)


Trang 79

Giải:

10 0,711,9

250 90 4,7 1,2

CC BEB

B C E

V V V VI A

R R R k k k

90.11,9 1,07C B

I I A mA

10 1,07 4,7 1,2 3,69CE CC C C E

V V I R R V mA k k V

VE = IE.RE = 1,07mA.1,2kΩ = 1,28V

VB = VE + VBE = 1,98V

VC = VE + VCE = 4,97V

3.5. BJT LÀM VIỆC TRONG CHẾ ĐỘ CHUYỂN MẠCH

Trong các mạch điều khiển xung, mạch số, mạch logic, transistor làm việc như một

một khóa điện tử, hoạt động ở 2 trạng thái: khi transistor dẫn bão hòa hoạt động như khóa

đóng, transistor tắt hoạt động như khóa mở.

CR

CCV

BR

0 V

IC

IB = 0

CR

CCV

C

E

CR

CCV

BR

VI

B

CR

CCV

C

E

BB+

-

IC(sat)

IC(sat)

(a) Transistor tắt (b) Transistor dẫn bão hòa

Hình 3.40. Transistor hoạt động như một khóa điện tử

Trạng thái khóa mở: BJT làm việc ở chế độ ngắt (ngắt mạch không có dòng đi qua

BJT): CCCE off

V V

Trạng thái khóa đóng: BJT làm việc ở chế độ dẫn bão hòa (ngắn mạch cho dòng đi qua

BJT): ( )

( )

CC CE sat

C sat

C

V VI

R;

( )0

CE satV

Dòng điện IB(min) để transistor hoạt động bão hòa: (min)

C sat

B

II : để transistor hoạt

động bão hòa minB B

I I

Ví dụ 3.13: Cho mạch sau, xác định:

CR

CCV

BR

VI

B

VIN

10V

OUT

1k

Hình 3.41. Hình vẽ cho ví dụ 3.13


Trang 80

Giải:

a) Xác định VOUT khi VIN =0V

b) Xác định IB (min) khi transistor hoạt động bão hòa biết 200

c) Xác định RB (max) để transistor bão hòa biết VIN=5V

Giải:

a) Khi VIN=0V thì transistor tắt

10out CCCE off

V V V V

b) Khi transistor hoạt động bão hòa thì:

( )

( )

1010

1

CC CE sat

C sat

C

V V VI mA

R k

(min)

1050

200

C sat

B

I mAI A

c) Xác định RB (max) khi VIN=5V:

(min)

6

(min)

5 0,7 4,386000 86

50 50.10

IN BEB B

B

IN BEB

B

V VI I

R

V V V V VR k

I A A

Ví dụ 3.14 Cho mạch sau, biết transistor có 50 , VCC = 12V và RB = 10kΩ. Xác định RC và

biên độ của VIN để LED sáng bình thường

CR

BR

IB

10V

CCV

OFF

ON ON

1s

VIN

Hình 3.42. Hình vẽ cho ví dụ 3.14

Giải:

10LEDC sat

I I mA

12 21

10

CC LED CE sat

C

LED

V V V V VR k

I mA

(min)

10200

50

C sat

B

I mAI A

Để đảm bảo transistor hoạt động bão hòa, ta chọn:

min2 400

B BI I A

400 .10 0,7 4,7IN B B BE

V I R V A k V V


Trang 81

3.6. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR

3.6.1. Mô hình tương đương AC của BJT

Hình 3.43. Mạch tương đương ac của transistor npn

Trong đó, re là điện trở động (điện trở ac) giữa cực b và cực e: 25T

e

EQ EQ

V mVr

I I

3.6.2. Mạch khuếch đại mắc kiểu E chung (CE)

Trong mạch khuếch đại mắc kiểu E chung, tín hiệu ngõ vào Vin được nối vào cực B

thông qua tụ liên lạc ngõ vào, tín hiệu ngõ ra Vout trên tải được nối vào cực C thông qua tụ liên

lạc ngõ ra. Tín hiệu ngõ ra mạch khuếch đại lệch pha 1800 với tín hiệu ngõ vào. Khi phân tích

hoạt động của mạch khuếch đại tín hiệu ac, trong mạch tương đương ac cần ngắn mạch các tụ

và các nguồn áp một chiều.

1R CR

CCV

2R ERiv

ov

iZ

oZ

Hình 3.44. Mạch khuếch đại mắc E chung

Mạch tương đương tín hiệu nhỏ:


Trang 82

1 2R / /Rer bi

iv

B C

E

bi ci

CR

ov

iZ oZ

Hình 3.45. Mạch tương đương tín hiệu nhỏ

Trở kháng ngõ vào mạch khuếch đại trở ngõ vào là trở kháng nhìn vào cực B của mạch khuếch

đại:1 2

/ / / /i e

Z R R r

Trở kháng ngõ ra của mạch khuếch đại E chung là trở kháng tại cực thu (cực C) là điện trở cực

thu được xác định khi Vi = 0: o CZ R

Độ lợi áp của mạch khuếch đại được xác định bằng điện áp ngõ ra tại cực thu chia cho điện áp

ngõ vào trên cực B: ov

i

VA

V

Ta có:

.i b e

v i r

Và: .o c C

v i R

.

.

o c C Cv

i b e e

V i R RA

V i r r

Ví dụ 3.15 Xác định tổng trở vào, tổng trở ngõ ra và độ lợi áp của mạch sau, biết transistor có

200

22k

R1

6,8k

R2

12V

RC 1k

RE

560

Z

Z

200

o

Vi

i

Vo

VCC

Hình 3.46. Mạch khuếch đại mắc E chung cho ví dụ 3.15

Giải:

Xác định giá trị tĩnh IEQ:

Ta có 200.560 112E

R k ; 210 10.6,8 68R k k

210

ER R


Trang 83

2

1 2

6,812 2,83

6,8 22

0,7 2,13

2,133,8

560

B TH CC

E B

EE

E

R kV V V V V

R R k k

V V V V

V VI mA

R

Điện trở động: 25 25

6,63,8

Te

EQ EQ

V mV mVr

I I mA

Tổng trở ngõ vào:

22 / /6,8 / /200.6,6 0,87i

Z k k k

Tổng trở ngõ ra:

1o C

Z R k

Độ lợi áp:

1151

6,6

Cv

e

R kA

r

Ví dụ 3.16 Xác định tổng trở vào, tổng trở ngõ ra và độ lợi áp của mạch sau

56k

R1

8,2k

R2

10uF

22V

RC 6,8k

RE

1,5k

10uF

20uF

Z

Z

90

o

Vi

i

Vo

VCC

Hình 3.47. Mạch khuếch đại E chung cho ví dụ 3.16

Giải:

Ta có 1,4EQ

I mA

26 2618,6

1,4e

EQ

mV mVr

I mA

90.18,6 1,67e

r k

1 2/ / 7,15

BR R R k

/ / 1,35i B e

Z R r k

6,8o C

Z R k


Trang 84

6,8365,6

18,6

Cv

e

R kA

r

Ví dụ 3.17: Xác định tổng trở vào, tổng trở ngõ ra và độ lợi áp của mạch sau:

82k

R1

22k

R2

12V

RC5,6k

RE

1,2kZ

ZoV

i

i

Vo

VCC

10uF

10uF

10uF

C1

RL

1k

C2

C3


Giải:

/ / 17,3 / /2 1,8

5 6

/ /42

. 77

i B e

o C

C Lv

e

ii v

L

Z R r k k k

Z R k

R RA

r

ZA A

R

Ví dụ 3.18: Xác định tổng trở vào, tổng trở ngõ ra và độ lợi áp của mạch sau:

47k

R1

10k

R2

10V

RC2,2k

RE

470

Zo

Vo

VCC

10uF

100uF

10uF

C1

RL

10k

C2

C3

RS

Vi

600

150



Trang 85

Mạch tương đương ở chế độ DC:

47k

R1

10k

R2

10V

RC2,2k

RE

470

VCC

Hình 3.50. Mạch tương đương ở chế độ DC.

1 2

1 2

.8,25TH

R RR k

R R

2

1 2

. 1,75TH CC

RV V V

R R

2/

TH BEE

E TH

V VI mA

R R

2C EI I mA

0,94E E EV I R V

0,7 1,64B EV V V

. 5,6C CC C CV V I R V

Mạch tương đương ở chế độ AC:

Hình 3.51. Mạch tương đương ở chế độ AC


Trang 86

' '2512,5 ; 1,87e e

E

mVr r k

I

''1 2

'

1 2

( / / / / ). .

/ / / /

e Si b e

e

R R r Rv i r

R R r

'

0 .C Cv i R

' ' '

1 2

' ' ''1 2 1 2

'

1 2

. / / / /. 219

( / / / / ) ( / / / / ). .

/ / / /

o C C C ev

e Si e e Sb e

e

v i R R R R rA

R R r Rv r R R r Ri r

R R r

' 25. . 833e

EQ

rI

3.6.3. Mạch khuếch đại tín hiệu ngỏ mắc cực thu chung (CC)

Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc cực thu chung (CC) cho độ lợi áp xấp xỉ bằng 1, trở

kháng ngõ vào nhỏ. Tín hiệu vào mạch khuếch đại được nối vào cực nền thông qua tụ liên lạc

ngõ vào C1, tín hiệu ngõ ra trên tải được lấy trên cực tải qua tụ liên lạc C2.

R1

R2

10V

RC

RE

VCC

C1

RL

C2Vi

i

Vout

Hình 3.52. Mạch khuếch đại mắc C chung.

Độ lợi áp:

out ev

in b

V VA

V V

Trong đó

/ /out e e e E L

V I R I R R

'

in e e eV I r R

''

e e ev

e ee e e

I R RA

r RI r R

Nếu Re>>re’ thì Av ≈ 1

Trở kháng ngõ vào cực nền: '

'e e ein be ein base

in b b

I r RV VR r R

I I I

Trở kháng ngõ vào tổng:

1 2/ / / /

in in baseZ R R R


Trang 87

Trở kháng ngõ ra:

' / // / B S

out E e

R RZ R r

Độ lợi dòng điện:

/out out L in

i

in in in L

I V R ZA

I V Z R

Ví dụ 3.19: Xác định các thông số ac của mạch điện sau:

R1

R2

10V

18k

RE

VCC

1uF

C1

RL

C2

Vi

51k470

470

Vout

10uF

3V rms

2N3904

Hình 3.53. Mạch khuếch đại C chung ví dụ 3.19.

Giải:

Ta có

2

1 2

5110 7,4

18 51B CC

R kV V V V

R R k k

7,4 0,7 6,7E B BE

V V V V V V

6,714, 2

470

EE

E

V VI mA

R

' 251,76

14,2e

mVr

mA

Độ lợi áp:

'

2350,99

237

ev

e e

RA

r R

3.6.4. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc cực nền chung (CB)

Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc cực nền chung (CB) cho độ lợi áp cao và độ lợi dòng xấp xỉ

bằng 1, trở kháng ngõ vào nhỏ. Tín hiệu vào mạch khuếch đại mắc cực nền chung (CB) được

nối vào cực phát (E) thông qua tụ liên lạc ngõ vào C1, tín hiệu ngõ ra trên tải được lấy trên cực

thu qua tụ liên lạc C3.


Trang 88

R1

R2 RE

VCC

C2

RL

C3

Vi

VoutC1

RC

Hình 3.54. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc B chung.

Độ lợi áp của mạch

'

out cv

in e

V RA

V rvới ' / /

c C LR R R

Trở kháng ngõ vào / /in E e e

Z R r r

Trở kháng ngõ ra Zout = RC

Độ lợi dòng của mạch i

A

Ví dụ 3.20:

Xác định tổng trở vào, tổng trở ngõ ra và độ lợi áp của mạch sau, biết transistor có 250

R1

R2 RE

VCC

C2

RL

C3

i

VoutC1

RC

2N3904

1uF

100uF

12k

C1k

10k

2,2k56k

1uF

Hình 3.55. Mạch khuếch đại mắc B chung cho ví dụ 3.20

Giải:

Xác định giá trị tĩnh IEQ:

Ta có 250.1 250E

R k k ; 210 10.12 120R k k

210

ER R

2

1 2

1210 1,76

12 56B TH CC

R kV V V V V

R R k k


Trang 89

0,7 1,06

1,061,06

1

E B

EE

E

V V V V

V VI mA

R k

Điện trở động: 25 25

241,06

Te

EQ EQ

V mV mVr

I I mA

Tổng trở ngõ vào:

24i e

Z r

Tổng trở ngõ ra:

2,2o C

Z R k

Độ lợi áp:

/ / 2, 2 / /10 1,875

24 24

C Lv

e

R R k k kA

r

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 3

A. TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Giá trị dòng điện IB là:

A. 200uA B. 75uA C. 100uA D. 50uA

Câu 2: Giá trị dòng điện IC là:

A. 1,5mA B. 1mA C. 4mA D. 2mA

Câu 3: Giá trị điện thế VE là:

A. 1,5V B. 1V C. 2V D. 4V

Câu 4: Giá trị điện thế phân cực VB là:

A. 4,7V B. 1,7V C. 2,2V D. 2,7V

Câu 5: Giá trị điện thế VC là:

A. 5V B. 6V C. 7V D. 4V

Câu 6: Giá trị điện thế phân cực VCE là:

A. 3V B. 2V C. 4V D. 5V

Câu 7: Phương trình đường tải một chiều (DCLL):

A.

B.

C.

D.

Câu 8: Tổng trở ngõ vào Zi là:

A. 2,5kΩ B. 3kΩ C. 1kΩ D. 630kΩ

Câu 9: Tổng trở ngõ ra Zo là:

A. 3kΩ B. 5kΩ C. 1,2kΩ D. 2kΩ

Câu 10: Độ lợi áp là:

A. 90 B. -90 C. -160 D. -240

Câu 11: Độ lợi dòng là:

A. -130 B. -75 C. 75 D. Đáp án khác

9

2

CE

C

V VI

k

9

1

CEC

V VI

k

9

3

CEC

V VI

k

9

3

CEC

V VI

k

Ov

i

VA

V

Oi

i

IA

I


Trang 90

Câu 12: Khi hở tụ C3 thì giá trị độ lợi áp :

A. Tăng B. Giảm C. Không đổi

Câu 13: Khi hở tụ C3 thì tổng trở ngõ vào Zi:

A. Không đổi B. Giảm C. Tăng

Câu 14: Khi không có tải RL thì giá trị độ lợi áp :

A. Không đổi B. Tăng C. Giảm

Câu 15: Khi không có tải RL thì tổng trở ngõ ra Zo:

A. Tăng B. Giảm C. Không đổi

Cho mạch điện sau, biết BJT loại Si và có β=150 trả lời các câu từ 16 đến 26

Câu 16: Dòng điện phân cực IC là:

A. 0,6mA B. 3,6mA C. 2,6mA D. 1,6mA

Câu 17: Dòng điện phân cực IB là:

A. 4uA B. 17uA C. 10uA D. 24uA

Câu 18: Điện thế phân cực VE là:

A. 4V B. 2V C. 1V D. 3V

Câu 19: Điện thế phân cực VC là:

A. 8,4V B. 10,4V C. 9,4V D. 11,4V

Câu 20: Điện thế phân cực VB là:

A. 1,7V B. 4,7V C. 3,7V D. 2,7V

Câu 21: Giá trị điện thế phân cực VCE là:

A. 7,4V B. 8,4V C. 9,4V D. 6,4V

Câu 22: Điểm nào sau đây thuộc đường tải tĩnh:

A. (6V;3,85mA) B. (0V;7,70mA)

C. (12V;0mA) D. Tất cả các đáp án trên

Câu 23: Độ lợi áp của mạch là:

A. 70 B. -140 C. 140 D. -70

Ov

i

VA

V

Ov

i

VA

V

Ov

i

VA

V


Trang 91

Câu 24: Khi không có tải RL, độ lợi áp của mạch là:

A. -70 B. 70 C. -140 D. 140

Câu 25: Khi tụ C3 bị hở thì tổng trở ngõ vào:

A. Giảm B. Tăng C. Không đổi

Câu 26: Khi tụ C3 bị hở thì tổng trở ngõ ra:

A. Không đổi B. Tăng C. Giảm


3.1 Trình bày cấu tạo, kí hiệu và phân loại BJT.

3.2 Trình bày các trạng thái hoạt động của một BJT.

3.3 Cho biết các thông số kỹ thuật cơ bản của một BJT.

3.4 Phân cực cho BJT là gì? Liệt kê các cách để phân cực cho BJT.

3.5 Cho mạch điện sau. Xác định IBQ, ICQ, VCEQ, VE, VC, VB. Xác định lại RB để transistor

hoạt động bão hòa.

ĐS:

Chọn

3.6 Cho mạch điện sau. Xác định RB, IC, RC và VCE.

ĐS:

3.7 Cho mạch điện sau. Xác định IC, VCC, β và RB

Ov

i

VA

V

30 ; 3,6 ; 9,52 ; 0; 9,52 ; 0,7Q Q QB C CE E C B

I A I mA V V V V V V V

206B

R k

282,5 ; 3,2 ; 1,875 ; 6B C C CE

R k I mA R k V V


Trang 92

ĐS:

3.8 Cho mạch điện sau. Xác định IBQ, ICQ, VCEQ, VE, VC, VB.

3.9 Cho mạch điện như hình sau. Xác định RC, RE, RB, VCE và VB

3.10 Cho mạch như hình sau. Xác định β, VCC và RB

4 ; 16 ; 200; 765C CC B

I mA V V R k


Trang 93

3.11 Cho mạch điện trong hình sau. Xác định IBQ, ICQ, VCEQ, VE, VC, VB.

3.12 Cho mạch điện trong hình sau. Xác định IC, VE, VB và R1

3.13 Cho mạch điện trong hình sau. Xác định IC, VE, VCE, VB, VCC và R1

3.14 Cho mạch điện trong hình sau. Xác định IB, IC và VC


Trang 94

3.15 Cho mạch điện trong hình sau. Xác định IC và VCE

3.16 Cho mạch điện trong hình sau. Xác định VE, IC, VC,VCE, IB và β

3.17 Cho mạch điện như hình sau. Xác định Zi, Zo, và Av

3.18 Cho mạch điện như hình sau. Biết Av=-160. Xác định VCC


Trang 95





Trang 96


3.23 Cho mạch điện sau, biết BJT loại Si và có β=200 trả lời các câu từ 36 đến 50

RB

630kΩ

RC

2kΩ

RE

1kΩ

+9V

C2

C1

C3

RL

3kΩ Vi

Zi Zo

IO Ii

VO

+

-

Documents

GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ (ĐIỆN TỬ CƠ BẢN)