Bai_giang_dien_tu_co_ban

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG I : CAÙC LINH KIEÄN BAÙN DAÃN.

I. Chaát baùn daãn vaø cô cheá daãn ñieän: 1/ Maïng tinh theåvaølieân keát hoùa trò. Caùc chaát baùn daãn phaàn lôùn ñö ôïc caáu taïo tö øGecmanium (Ge) vaø Silicium(Si) thuoäc nhoùm 4 trong baûng tuaàn hoø an caùc ng uyeân toáhoùa hoïc ñö ôïc saép xeáp theo moät traät tö ïtaïo neân 1 maïng lö ôùi goïi laømaïng tinh theå. Vì thuoäc nhoùm 4 baûng tuaàn hoaø n neân moãi nguyeân tö û coù 4 nguyeân tö û khaùc keácaän lieân keát nhau. Nhö õng nguyeân tö û naø y coù 4 ñieän tö û h oùa tròôû lôùp voû ngoaøi cuø ng. Hai nguyeân tö û gaàn nhau coù chung 1 caëp electron taïo neân moái lieân keát hoùa trò(lieân keát ñoâi) lôùp voû ngoaøi cuø ng cuûa moãi nguyeân tö û Si ñö ôïc boåsung theâm 4 ñieän tö û, nghóa laøñuû soáñieän tö û toái ña lôùp voû ngoaøi cuøng (8 ñieän tö û), lôùp naø y trôû thaø nh beàn vö õng, traïng thaùi naø y chaát baùn daãn khoâng daãn ñieän. 2/Ñieän tö û tö ïdo vaøloãtroáng baùn daãn loaïi i Chaát baùn daãn giôùi thieäu treân ñaây laøthuaàn khieát , khi baùn daãn coù nhieät ñoäcao hôn hoaëc bòchieáu saùng bôûi chuøm tia thì moät soáñieän tö û nhaän theâm naêng lö ôïng thoaùt khoûi moái lieân keát thaønh ñieän tö û tö ïdo. Khi moät ñieän tö û tö ïdo xuaát hieän thì taïi moái lieân keát seõthieáu maát moät ñieän tích aâm – q , nghóa laødö ra 1 ñieän tích dö ông +q; goïi laøloãtroáng . Chaát baùn daãn thuaàn khieát vö ø a xeùt coù 2 loaïi ñieän tích tö ïdo cuøng xuaát hieän laøñieän tö û vaøloãtroáng goïi laøbaùn daãn loaïi i , ñieän tö û vaøloãtroáng goïi laøhaït daãn . 3/ Baùn daãn loaïi N vaøvaøbaùn daãn loaïi P. Chaát baùn daãn thuaàn khieát nhö treân neáu ñö ôïc pha theâm taïp chaát thuoäc nhoùm 5 (ví duïAsenic ñoái vôùi Ge vaøPhophore ñoái vôùi Si). Nguyeân tö û taïp chaát coù 5 e lôùp voû ngoaøicuø ng, trong ñoù coù 4 e tham gia lieân keát hoùa tròvôùi caùc nguyeân tö û keácaän . Ñieän tö û thö ù 5 lieân keát yeáu hôn ñoái vôùi haït nhaân neân deãbòbö ùc ra khoûi lieân keát taïo thaønh ñieän tö û tö ïdo. Nguyeân tö û taïp chaát khi ñoù bòion hoùa trôû thaø nh I on dö ông. Nhö vaäy chaát baùn daãn coù pha theâm taïp chaát nhoùm 5 goòlaøbaùn daãn loaïi N trong ñoù ñieän tö û laøhaït daãn ña soávaøloãtroáng laøhaït daãn thieåu soá. Tö ông tö ïnhö trong trö ôø ng hôïp taïp chaát pha vaø o chaát baùn daån laø

-1-

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

nguyeân tö û thuoäc nhoùm 3 trong baûng tuaàn hoaøn chaúng haïn (Bore ñoái vôùi Si vaøIndium ñoái vôùi Ge). Nhö vaäy xung quanh moãi nguyeân tö û chæ coù 3 caëp e lieân keát beàn vö õng vaø1 e bòleõñoâi. Khi coù aùnh saùng kích thích thì e naø y bö ùc ra khoûi nguyeân tö û thaø nh ñieän tö û tö ïdo. Chaát baùn daãn nhö treân goïi laøbaùn daãn loaïi P trong ñoù loãtroáng laøhaït daãn ña soá, ñieän tö û laøhaït daãn thieåu soá. 4. Chuyeån tieáp P-N ôû traïng thaùi caân baèng: Vuø ng ngheø o P

N

Khi coù 2 khoái baùn daãn tieáp xuùc nhau, giaûsö û raèng noàng ñoähaït daãn vaø taïp chaát ñö ôïc phaân boáñeàu, luùc naø y xaûy ra hieän tö ôïng khuyeách taùn haït daãn, loãtroáng tö ømieàn P sang mieàn N vaøngö ôïc laïi ñieän tö û tö ømieàn N sang mieàn P. Treân ñö ôø ng khuyeách taùn, caùc ñieän tích traùi daáu seõtaùi hôïp nhau, laø m maät ñoähaït daãn giaûm xuoáng thaáp. Trong lôùp naø y 2 beân coù 2 mö ùc ñieän theákhaùc nhau taïo ra cheânh leäch veàñieän theágoïi laøñieän theá tieáp xuùc . Vtx = 0.7 V (Si) , Vtx = 0.3V(Ge). Vuø ng tieáp xuùc 2 lôùp baùn daãn goïi laøvuøng ngheø o hay laøvuøng chuyeån tieáp P-N. 4. Chuyeån tieáp P-N khi coù ñieän aùp ngoaøi: -

+

Inguôïc V P

N

Giaû sö û nguoàn ñieän aùp V ñö ôïc noái nhö hình veõ, cö ïc aâm noái vôùi P, cö ïc dö ông noái vôùi N goïi laøPhaân cö ïc nghòch . Luùc naø y ñieän aùp V seõñaët vaø o vuø ng ngheø o xeáp choàng leân Vtx , dö ôùi taùc duïng ñieän trö ôø ng laøm ñieän tö û vaøloãtroáng vuø ng ngheøo bòkeùo veàhai phíalaøm cho vuø ng ngheø o môû roäng daån ñeán ñieän trôû taêng . Vchung = Vtx +V. doø ng ñieän ngö ôïc qua chuyeån tieáp P -N ñö ôïc xaùc ñònh bôûi coâng thö ùc :

-2-

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Ingö ôïc = Is[exp(-qV/ Kt) - 1] = Is[exp(-V/ Qt) – 1 ] = -Is Is: doø ng baûo hoø a ngö ôïc V:ñieän aùp ngoaø i Qt : ñieän theánhieät, KT: haèng soát o  Khi nguoàn ñieän coù ñieän aùp V ñaët vaøo, cö ïc dö ông noái vaø o cö ïc P, cö ïc aâm noái vaø o cö ïc N goïi laøphaân cö ïc thuaän , haït daãn ña soáseõtraø n qua haø ng raø o laø m cho vuøng ngheø o giaûm xuoáng daån ñeán ñieän trôû vuø ng ngheøo giaûm , trong maïch xuaát hieän doø ng ñieän thuaän . I = Is(exp(qV/Kt)-1) = Is exp(V/Qt). Toùm laïi: Chuyeån tieáp P-N laøboäphaän quan troïng cuûa tieáp xuùc, tuø y theo chie àu ñaët ñieän aùp maøcoù phaân cö ïc thuaän hay nghòch laøm cho vuø ng ngheø o heïp laïi hay roäng ra daån ñeán doø ng ñieän qua tieáp xuùc lôùn hay nhoû. Nhö vaäy, chuyeån tieáp P-N daãn ñieän 2 chieàu khaùc nhau , neáu ñaët ñieän aùp xoay chieàu vaø o thì chaát baùn daån chuû yeáu chæ daãn ñieän 1 baùn kì. ñaây goïi laø ñaët tính chænh lö u. Ith (mA)  Ñaët tuyeán V-A cuûa chuyeån tieáp P-N .

Vngö ôïc

150

100

30 20 50 10

0.5

1

30 60 Ingö ôïc (A)

5/ Hieän tö ôïng ñaùnh thuûng chuyeån tieáp P -N : Khi chuyeån tieáp P-N bòphaân cö ïc nghòch bôûi ñieän aùp. Neáu taêng ñieän aùp ñeán 1 giaù tròkhaù lôùn thì doø ng ñieän I ngö ôïc taêng voït laøm chuyeån tieáp P N daãn ñieän 2 chieàu goïi laø hieän töôïng ñaùnh thuûng.

-3-

Vth(v)

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Ith (mA)

VB

Vngö ôïc

1

30 20 50 10

100

2

Vth(v)

30 60

3 Ingö ôïc (A)

 Ñö ôø ng 1: P-N ñö ôïc phaân cö ïc thuaän.  Ñö ôø ng 2: P-N bòphaân cö ïc ngö ôïc nhö ng chö a phaù hoûng(I ngö ôïc <<).  Ñö ôø ng3: P-N bòphaù hoûng(Ingö ôïc >>). II. Diot baùn daãn: 1. Diot chænh lö u: Diot laølinh kieän baùn daãn coù caáu taïo laø2 lôùp chuyeån tieáp P -N ,vaøkí hieäu nhö hình veõ. P

N

Anod

 Ö Ùng duïng:

Katod

- chænh lö u - taùch soùng.

- Khi phaân cöïc thuaän cho Diod .

Ñaëc tuyeán V-A cuûa Diod. Ith (mA)

VB

40 20

30 20 10

Vngö ôïc 30 60

0.4

0.8

V

Ingö ôïc (A)

-4-

Vth(v)

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Ithuaän

+

-

V P

N

Neáu aùp V< V thì doø ng Ith raát beù -> Diode chö a daãn . + Neáu V  V thì Ith taêng voït tuyeán tính theo Vth. V : giaù tròñieän aùp môû. V = 0.2v ñ/v Ge. V = 0.7v ñ/v Si . - Khi phaân cöïc nghòch cho Diode -

+ Inguôïc

V P

N

+ Khi aùp ngö ôïc taêng thì doø ng ngö ôïc taêng theo. + Khi Vng ñaït ñieän aùp ñaùnh th uûng VB thì doøng ngö ôïc taêng voït ñaùnh thuûng tieáp giaùp P-N hoûng diode. D1 2

a/ Chænh lö u 2 nö ûa chu kì: + C D2

1

.

.

_ Ô Ûbaùn kyødö ông cuûa U thì U1 dö ông, U2 aâm daån ñeán D1 daãn, D2 ngaét. Ô Ûbaùn kyøaâm cuûa U thì U1 aâm, U2 dö ông daån ñeán D1 ng aét , D2 daãn. UL = 1 

 2U hd sintdt =

2 



Icm

= 2 2U hd = 0.9 Uhd Uhd : laøñieän aùp hieäu duïng cuûa 1 cuoän thö ù caáp BA.

-5-

.

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

I taûi = UL RL ID1 = I D2 = I taûi 2 b/ Maïch chænh lö u caàu. Baùn kì dö ông D1, D3 daãn. Baùn kì aâm D2 , D4 daãn.

3/ Diode bieán dung( Varicap) A

B

Kí hieäu: Laøloaïi Diode maøñieän dung cuûa noù thay ñoåi nhieàu theo ñieän aùp ngö ôïc ñaët vaø o. Ö ùng duïng : maïch taïo soùng ñieàu taàn, coäng hö ôûng, maïch khuyeách ñaïi, nhaân taàn soá…  Moät soáloaïi Varicap thö ø ô ng gaëp: Teân goïi Ñ/aùp ñaùnh thuûng Cmin Cñònh danh Cmax 1N5139 60V 6.1pF 6.8pF 7.5pF 1N5139A 60V 6.5 6.8 1N5144 60 19.8 22 24.2 MV415 30 90 100 110 MV1660 15 297 330 4/ Diode Tunen (Tunnel) Kí hieäu :

A

B

-6-

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

ö ùng duïng: khuyeách ñaïi vaøtaïo dao ñoäng sieâu cao taàn, vaøcaùc maïch ñoùng môû 2 traïng thaùi phaân bieät. IV. Transistor hai cöïc tính BJT( Bipolar_Junction_Transistor ) Laøloaïi linh kieän baùn daãn 3 cö ïc coù khaû naêng khuyeách ñaïi tín hieäu hoaëc hoaït ñoäng nhö moät khoùa ñoùng môû. 1/ Caáu taïo : BJT ñö ôïc caáu taïo bôûi hai chuyeån tieáp P _N raát gaàn nhau. coù 2 loaïi : N_P_N vaøP_N_P JE: ranh giôùi mieàn phaùt vaømieàn neàn -> enoiter Jc: ranh giôùi mieàn thu vaø mieàn neàn -> collector * ñoái vôùi loaïi coâng suaát lôùn, thö ïc teángö ôøita goïi laøsoø N_P_N : nghòch

JE E

N

C

JC P

C

N

B

B E

P_N_P : thuaän

JE E

P

C

JC N

P

C B

B E

B: Base : cö ïc neàn C: Colector: cö ïc thu E: emiter :cö ïc phaùt

-7-

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

2/ Nguyeân taéc hoaït ñoäng vaøkhaû naêng khuyeách ñaïi cuûa BJT: C2

N N +

V3

P

N p

C1

N

R1

R2

1k

1k

R3 1k

0V V2 0V

V1 0V

E1 khoaûng vaø o volt duøng ñeåphaân cö ïc thuaän P_N (J E), E2 (5  20V) phaân cö ïc nghòch cho Jc. E1 vaøE2 laøcaùc nguoàn ñieän aùp phaân cö ïc. RE, Rc : ñieän trôû phaân cö ïc. Khi chö a coù nguoàn E 1 , E2 taùc ñoäng thì hoaït ñoäng cuûa BJT nhö 2 lôùp tieáp giaùp Diode. Khi coù E2 phaân cö ïc nghòch vuø ng ngheøo Jc taêng leân vaøcoù doø ng ñieän raát nhoû(haït thieåu soá). ICBO goïi laødoøng ñieän ngö ôïc. Khi coù E1 phaân cö ïc thuaän cho JE , ñieän tö û tö øN -> P vaøloãtoáng tö øP-> N, do maät ñoäñieän tö û N quaù lôùn vaømaät ñoäloãtroáng P quaù moûng neân coù 1 soá ít dieän tö û taùc hôïp vôùi loãtroáng mieàn P, moät soáñoâng khuy eách taùn sang mieàn N thoâng qua tieáp giaùp Tc. Dö ôùi taùc ñoâng cuûa ñieän trö ôø ng E2 seõhuùt caùc ñieän tö û veàphiaù Colector taïo ra doø ng ñieän trong maïch Collector. Neáu IE laødoøng ñieän chaïy tö øcö ïc N + sang P thì doø ng ñieän taïo neân bôûi soá ñieän tö û chaïy tôùi cö ïc Colector laø.E1 vôùi  :  = soálö ôïng tö û tôùi cö ïc C  0.95  0.99 toång soáñieän tö û phaùt ra tö øcö ïc E trong mieàn Base caùc loãtroáng tö øP -> N+ ñeåtaùc hôïp vô ùi ñieän tö û vaøgaây neân thieáu ñieän tích + ôû mieàn base ñeåbuølaïi caùc ñieän tích ôû nguoàn E1 chaïy vaø o base thoâng qua cö ïc B, taïo neân doø ng ñieän IB theo quy luaät ñònh lyù ñieåm nuùt. IE = IB +IC , thö ôø ng Ib << Ic, IE Giaûi thích nguyeân lyù khuyeách ñaïi tín hieäu . Neáu coù nguoàn tín hieäu xoay chieàu Cs( bieân ñoänhoû) thoâng qua tuïC ñaët vaø o giö õa E vaøB, nghóa laøxeáp choàng leân phaân cö ïc JE, mö ùc ñoäphaân cö ïc JE seõthay ñoåi 1 caùch tuaàn hoaø n theo chu kì tín hieäu. Do ño ù, doø ng ñieän

-8-

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

trôû tö øE -> C seõtaêng giaûm theo quy luaät Cs, nghóa laødoø ng Ic bieán thieân theo Cs. Doøng naøy taïo ra treân Rc moät ñieän aùp bieán thieân cuø ng quy luaät Cs nhö ng bieân ñoälôùn hôn Cs nhieàu: vì Vc = Rc.(maøRc >>). Ta noùi raèn g BJT ñaõkhuyeách ñaïi tín hieäu. IV.Caùc sô ñoà noái daây. BJT coù 3 ñieän cö ïc E , B , C. Tuø y theo vieäc lö ïa choïn cö ïc naø o laøchung caû tín hieäu vaøo vaøra maøta coù 3 sô ñoàcô baûn sao: 1/ Maïch base chung(neàn chung) -> BC.

Tín hieäu caàn ñö a vaøo 2 cö ïc E , B vaølaáy ra cö ïc C vaø> B cö ïc chung. Ie: doø ng ñieän vaø o Ic: doøng ñieän ra VEB : ñieän aùp vaø o VCB : ñieän aùp vaø o 2/ Maïch Emiter chung( phaùt chung) -> EC Ñaây laømaïch raát thö ôøng sö û duïng trong thö ïc teá. Vbb Vbb

C2 RB1 C1 Rc R5 1k

Rs RB2 Vs

0

E laøcö ïc chung : - tín hieäu vaø o BE - tín hieäu ra CE  Hoïñaëc tuyeán sinh tónh cuûa BJT kieåu BC  Hoïñaët tuyeán sinh tónh cuûa BJT kieåu EC. -9-

Vcc

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Ñaët tuyeán naø y khaùc so vôùi BC laøñö ôø ng thaáp nhaát  IB = 0 Khi V CE = 0 1.2 V => daãn baûo hoø a.  Ñaët tuyeán ñeàu qua goác toïa ñoä.  Traïng thaùi khuyeách ñaïi coù ñoädoác lôùn hôn. Ñaët tuyeán EC coù tính chaát lyù thuyeát nhö ng thö ïc teáít duø ng => ñaët tuyeán ra. Tham soáxoay chieàu vaømaïch tö ông ñö ông BJ T. 1/ Tham soá: treân thö ïc teá, BJT laø m vieäc vôùi tín hieäu nhoû, nghóa laøtreân cô sôû caùc ñieän aùp moät chieàu phaân cö c nhoû JE vaøJC. Khi coù ñieän aùp xoay chieàu es bieân ñoänhoû ñö a vaø o BJT ñeåkhuyeách ñaïi thaø nh tín hieäu xoay chieàu lôùn hôn, luùc naø y xem BJT nhö 1 phaàn tö û tuyeán tính. Goïi V1, I1 laøñieän aùp vaødoøng ñieän ngoõvaøo. V2, I2 laøñieän aùp vaødoøng ñieän ngoõra. ta coù heäphö ông trình tham soáh V1 = h11 . i1 + h12. V2 i2 = h21. i1 + h22 . V2 Trong ñoù: h11 = V1/i1 ; V2 = 0 ; hi: ñieän trôû vaø o khi BJT bòngaét maïch ngoõra h21 = i2/i1 ; V2 = 0 ; hf: ñoälôïi doø ng khi BJT bòngaét maïch ngoõra h22 = i2/V2 ; i1 = 0 ; ho: ñieän daãn ra khi do ø ng ngoõvaø o hôû maïch . h11 = V1/ i1 ; i1 = 0 ; hr : heäsoáhoài aùp cuûa BJT khi hôû maïch vaø o.

Vaäy phaåm chaát BJT theåhieän qua hij -> goïi laøtham soáxoay chieàu. 2/ Maïch tö ông ñö ông cuûa BJT

h11 h12V2

h21i1 h21i1

1/h22

h11

ôû maïch vaø o, ngoaøiñieän trôû vaøo h11 coø n coù nguoàn aùp h12.V2 theåhieän aûnh hö ôûng ngoõra ñoái vôùi ngoõvaø o, thö ïc teáh12 raát beù neân boû qua. Ô Ûmaïch ra, nguoàn doø ng ñieän h21i1, tham soácho thaáy khaû naêng khuyeách ñaïi cuûa BJT khi coù i1 vaø o thì ngoõra laøh21. i1 Ñieän daãn h22 raát beù -> 1/h22 >> coù theåboû qua. => sô ñoàtö ông dö ông BJT maéc kieåu EC

- 10 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

V. Transistor tröôøng(FET _ Field Effect Transistor). FET ra ñôøisau BJT, coù khaû naêng ö u vieät hôn( ñieän trôû vaøo lôùn, heäsoá cao, tieâu thuïít naêng lö ôïng… ) Transistor trö ôø ng FET coù 2 nhoùm: J FET vaøMOS FET.

RD C2 C1

2 3 1

Rs

RL Vcc RG

cs RS

Vs

0

1. Transistor tröôøng duøng chuyeån tieáp P -N (JFET).

a) Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Ed taïo ra ñieän trö ôø ng Ds taïo ra doø ng ñieän Id. Eg phaân cö ïc nghòch cho moái noái P -N laøm ñieän vuø ng naø y ngheø o taêng leân vaøthu heïp ñieän tích vuø ng daãn. Neáu Ed khoâng ñoåi vaøtaêng daàn giaù tròEg thì laø m cho phaân cö ïc nghòch caø ng lôùn, laø m cho dieän tích vuø ng ngheø o roäng ra, keânh daãn caø ng thu heïp. => ñieän trôû keânh daãn caø ng taêng thì Id giaûm vaøngö ôïc laïi. Neáu coù ñieän aùp xoay chieàu ñaët G vaøS thì tuø y giaù tròdaáu es maøtình traïng phaân cö ïc nghòch P-N thay ñoåi -> ñieän trôû keânh daãn bieán thieân vaø … … cuõng bieán ñoåi theo. Neáu es taêng giaûm theo quy luaät hình sin thì Id cuõng bieán thieân hình sin. Doø ng naø y haïaùp treân Rd vaøbieán thieân cuø ng Es, nhö ng bieân ñoälôùn hôn > ta noùi JFET ñaõkhuyeách ñaïi tín hieäu. Nguyeân lyù hoaït ñoâng keânh P tö ông tö ïnhö ng Ed vaøEg thay ñoåi cö ïc tính -> taïo doøng maùy laøloãtroáng. c) Ñaët tuyeán V-A (JFET keânh N). Id = f(Vds) khi taêng ñieän aùp Vds ñeán 1 giaù tròVa naø o ñoù, do sö ïphaân cö ïc ngö ôïc tieáp giaùp P-N neân vuøng ngheø o môû roäng ra choaùn heát choãlaø m keânh daãn bòthaét laïi. A laøñieåm thaét.

- 11 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Beân traùi ñieåm A laøvuøng ñieän trôû . -> Neáu tieáp tuïc taêng Vds, ñaët tuyeán chuyeån sang ñoaïn thö ù 2 (gaàn naèm ngang)-> vuøng baát hoøa. d) Nhaän xeùt chung veà JFET vaø MOS FET. 1. Transistor trö ôø ng laøloaïi linh kieän ñieàu khie ån baèng aùp( coøn BJT ñieàu khieån baèng doø ng). 2. Doø ng Id taïo neân bôûi 1 loaïi haït daãn ña soácuûa keânh -> neân thuoäc loaïi ñôn cö ïc tính. 3. FET coù ñieän trôû vaø o raát lôùn => I vaø o = 0 => khoâng tieâu thuïnaêng lö ôïng. 4. Cö ïc nguoàn (C) vaø(D ) coù theåthay ñoåi laãn nhau maøcaùc tham soá khaùc cuûa FET khoân thay ñoåi. 5. Kích thö ôùc cuûa FET raát beù -> cheátaïo vi maïch. 6. Gioáng nhö BJT, FET maéc theo 3 sô ñoàcô baûn:SC; DC; GC. Moät soáloaïi FET: 2N4351(Keânh N) ; 2N3797(keânh N); 2N2844(keânh P).

- 12 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG2: CAÙC LINH KIEÄN QUANG BAÙN DAÃN.

1) Quang trôû( photo resistor). a) Ñònh nghóa: laøloaïi lieân keát coù ñieän trôû thay ñoåi theo cö ôø ng ñoäaùnh saùng chieáu vaøo, R= f() vôùi : quang thoâng.

R(K)

b)

Ñaëc tuyeán ñieän trôû: 20 0

1 (Lm/m2) 10

400

c) Öùng duïng: duø ng quang trôû laø m caùc phaân tö û caûm bieán trong caùc thieát bòaùnh saùng trong caùc maïch ñieàu khieån tö ïñoäng, maïch ñeám saûn phaåm, maïch ñieän trö ôø ng , maét sieâu thò. 2) Transistor quang(photo transistor). Transistor quang laøloaïi Trans istor maøcaáu taïo 3 mieàn P-N-P hoaëc N-PN nhö BJT thoâng thö ôøng, trong ñoù: cö ïc neàn ñeåhôû cho aùnh saùng chieáu vaø o ñeåthay ñoåi cö ôø ng ñoädoø ng ñieän ñieàu khieån doø ng Ic.

Ic(mA) C

=40mw /cm 2 =30mw/cm 2

=20mw/cm 2

E

=10mw/cm 2

=5mw/cm2

VCE(v) - 13 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

 Ñaët tuyeán Volt_amper. Ñaët tuyeán gioáng nhö BJT maéc EC chæ khaùc quang thoâng ñoùng vai troø ñieàu khieån. 3) Diot phaùt quang: Ñaây laøloaïi linh kieän thuoäc nhoùm ñieän quang veàmaët caáu taïo goàm moät chuyeån tieáp P-N cheátaïo baèng chaát baùn daãn. Anod

Kí hieäu: P N

Kathod

Ö Ùng duïng: ñö ôïc duøng raát phoåbieán trong kyõthuaät vaøñôø i soáng laøm linh kieän hieån thò, nhaän dieän tín hieäu vaoøra vaøphuïc vuïnhu caàu thaåm myõ. Ö ùng duïng diode phaùt quang ngö ôì ta cheátaïo boähieån thòduøng LED 7 ñoaïn ñeåhieån thòphaàn chö õ, soá. Ñieän aùp thuaän ñaët vaø o Led thö ôø ng tö ø1V ñeán 2 V. Ñieän aùp ngö ôïc ñaët vaøo Led thö ôø ng tö ø3V ñeán 5 V. 4) Boä ngaãu hôïp quang ñieän(optron). Ngö ôøita sö û duïng 1 linh kieän phaùt quang (ñieän -> quang) vaømoät linh kieän quang -> ñieän.

Kí hieäu

Caáu taïo

Ö u ñieåm : Caùch ly tuyeät ñoái veàñieän giö õa ngoõvaøo vaøra. Laø m khoùa ñieän trôû ôû cheáñoäxung.

- 14 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG3 : CAÙC MAÏCH KHUYEÁCH ÑAÏI.

Caùc chæ tieâu cô baûn cuûa maïch khuyeách ñaïi. a) Ñònh nghóa: khuyeách ñaïi laøquaù trình bieán ñoåi moät ñieän lö ôïng (doøng ñieän hoaëc ñieän aùp) tö øbieân ñoänhoû thaø nh bieân ñoälôùn maøkhoâng thay ñoåi hình daïng cuûa noù. Khuyeách ñaïi coù 2 daïng, tuøy theo tín hieäu maøphaân ra khuyeách ñaïi 1 chieàu vaøkhuyeách ñaïi xoay chieàu. Khuyeách ñaïi aâm taàn( taàn soáthaáp), vaøkhuyeách ñaïi cao taàn (taàn soácao). b) Ñaïi lö ôïng ñaët trö ng: - Ñieän aùp Av = Vout/ Vin ; A: amplefile - doø ng ñieän Ai = I out/ I in ; Heäsoákhuyeách ñaïi doø ng ñieän. - Coâng suaát: Ap = Vo.Io/ Vi.Ii ; heäsoákhuyeách ña ïi coâng suaát. Heäsoákhuyeách ñaïi thay ñoåi theo taàn soácuûa tín hieäu AV(dB)

Ñaùp tuyeán taàn soá.

AVf

AVo Lg f

Ñoái vôùi boäkhuyeách ñaïi lyù tö ôûng tín hieäu vaøo laøhình sin thì tín hieäu ra laøhình sin, tuy nhieân trong thö ïc teáVvaø o = Sin -> tín hieäu ra khoâng hoø an toaø n hình sin, ta goïi laømeùo phoåtuyeán. I. Caùc khaùi nieäm cô baûn veà moät taàng khuyeách ñaïi. Xeùt maïch khuyeách ñaïi EC, nhö ñaõbieát ñeåBJT coù khaû naêng khuyeách ñaïi tín hieäu JE vaøJc phaûi phaân cö ïc thuaän.

- 15 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û C1 Rc RB

RB E2 E1

Vs

0

Tín hieäu vaø o I B vaøVBE -> ñaët tuyeán vaø o. Tín hieäu vaø o I C vaøVCE -> ñaët tuyeán ra. Theo ñònh luaät Ohm … (?) 1 ta ñö ôïc: E1 = IBRB + VBE =>IB = - VBE + E1 RB RB ñaây laøphö ông trình baäc 1 neân coù daïng ñö ôøng thaúng .

E1/RB

IB VCE = VCEQ

Q

IBQ

VBE VBEQ

E1

 Doø ng IB vaøICE lieân heänhau theo ñaët tuyeán vaø o tónh cuûa BJT -> veõneân ñö ôø ng soá1 maët khaùc : theo ñònh luaät Ohm nhö treân ta coù phö ông trình ñö ôø ng thaúng vaø o => … (?) tónh Q ngoõvaø o. Tö ông tö ïIc vaøVci veõneân ñaët tuyeán ngoõra(2) cuûa BJT(baø i trö ôùc).

- 16 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û Ic(mA)

IB2 E2/Rc

Q2

IB Q

ICQ

Q1 IB1 E2

VCE(v)

VCEQ Maët khaùc, theo ñònh luaät Ohm E2 = Ic Rc + VcE => Ic = - 1 VcE + E2 Rc Rc Ñö ôø ng taûi coù ñoädoác laø : tg = -1 (vaø o) RB tg = -1 (ra) Rc II. Ñöôøng taûi xoay chieàu: Daïng soùng xoay chieàu ñö ôïc toång hôïp tö ø2 thaø nh phaàn moät chieàu vaøtín hieäu. Ic

Ic

Ic

ICQ

ICQ

t

t

Khi coù nguoàn ñieän aùp xoay chieàu Vs taùc ñoäng, moãi caëp giaù tròtö ông ö ùng ec (f) vaøVcE(t) treân ngoõra seõxaùc ñònh ñaët tuyeán laø m vieäc ñoäng. Khi Vs thay ñoåi , ñieåm naø y xeâdòch vaøvaïch neân 1 quóñaïo goïi laøñö ôø ng taûi xoay chieàu. Goïi R laøñieän trôû taûi ñoái vôùi tín hieäu xoay chieàu maïch ra. R = VcE IcE vaäy ñoädoác ñö ôø ng taûi xoay chieàu laø : tg = -1 R Ñö ôø ng taûi tónh laøtìn hieäu ñaët bieät cuûa taûi ñoäng khi Vs =0

- 17 -

t

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

* Vaäy ñö ôø ng taûi ñoâng laøñö ôø ng thaúng ñi qua ñieåm laø m vieäc Q vaøcoù ñoädoác xaùc ñònh tg = -1 R  : laøgoùc hôïp bôûi ñö ôø ng taûi xoay chieàu vôùi truïc hoaø nh III.

Caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa phaàn töû khuyeách ñaïi Ic(mA )

Icmax

icmax

M

iB= iBQ Q

ICQ

N

Icmin

VCE

icmin

VCE(v)

Q

IV.

Caùc cheá ñoä hoïat ñoäng cuûa Transistor 1. CheáñoäA(lôùp A) Laøcheáñoämaøñieåm laøm vieäc naèm giö õa ñoaïn MN treân ñö ôø ng taûi xoay chieàu. M = ñö ôøng taûi xoay chieàu X ñaëc tuyeán ra ö ùng vôùi doø ng cö ïc ñaïi. N = ñö ôø ng taûi xoay chieàu X ñaëc tuyeán ra doøng cö ïc tieåu. * Ñaët ñieåm : Khuyeách ñaïi trung thö ïc, ít meùo phi tuyeán. Doø ng vaøaùp tónh luoân > 0 neân ta àng khuyeách ñaïi tieâu hao 1 naêng lö ôïng ñaùng keå-> hieäu suaát thaáp, thö ôø ng  max = 25% CheáñoäA thö ôø ng khuyeách ñaïi tín hieäu nhoû. 2. CheáñoäB(lôùp B) laøcheáñoämaøñieåm laøm vieäc vòtrí N (hình veõ) vì I CQ = 0 => ít tieâu hao -> hieäu suaát cao.

 max

= 78,5% => Thö ôø ng duø ng ñeåkhuyeách ñaïi coâng suaát, goïi laømaïch ñaåy keùo.

- 18 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

3. Cheáñoäkhoaù( cheáñoäD) Laøcheáñoämaøñieåm laøm vieäc hoaëc chö ùa N hoaëc laøtreân ñieåm M => hoaït ñoâng vôùi tín hieäu xung. V. Caùc maïch phaân cöïc BJT a. Phaân cö ïc kieåu ñònh doø ng Base(I B), khoâng coù R E

Rc RB C2 C1

Rs

Vcc

Vs

0

Vcc = IBRB + VBE => IB = Vcc- VcE RB Vcc = Vce + IcRc =>Ic = -1 VcE + Vcc Rc Rc Ic  IB Ví duï: cho maïch ñieän nhö hình veõtreân Vcc = 6V; Rc = 3K ; Rb = 530K ; BJT loaïi NPN; V BE = 0.7V,  = 100. Xaùc ñònh ñieåm laø m vieäc tónh Q. IBQ = Vcc – VBE = 6 – 0.7 = 0.01mA Ic(mA) RB 530 ICQ =  IB = 100.0.01 = 1 mA VCE Q = Vcc – IcRc = 6 -1.3 = 3V E2/Rc Q2 => Q (3,1). Q ICQ b. Phaân cö ïc kieåu ñònh doø ng IB coù RE Q1 Vcc = IBRB + VBE + IERE IE = IB + IC = (+ 1)IB => IB = Vcc – VBE RB + (+ 1)RE

- 19 -

IB2 IB

IB1 E2

VCE

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

VCE = Vcc – Ic.Rc – IE.RE  Vcc – Ic (Rc + RE) Ví duï: cho maïch khuyeách ñaïi nhö hình veõ: RB

Rc C2

C1

Rs

RL C3

Vcc

RE

Vs

0

Vcc= 9V ,  = 509 . Xaùc ñònh R bieát raèng traïng thaùi tónh. Ic = 1mA , VcE = 5V Giaûi: Ñeåoån ñònh ñieåm laø m vieäc theo nhieät ñoächoïn Rc theo ñieàu kieän: VE = IE . RE = (1/5 * 1/10)Vcc Choïn VE = 1V RE = VE = 1V = 1K IE 1mA IB = Ic = 1 = 0.02 mA  50 VBE = 0.7 V VB = VE + VBE = 1+0.7 =1.7 V RB = Vcc – VB = 9 -1.7 = 365 K IB 0.02 Rc = Vcc – VcE – VE = 9 – 5 -1 = 3 K Ic 1 Baø i taäp veànhaø : 1.Cho maïch ñieän nhö hình veõsau, cho RE cuïtheå=> tính RB , Rc. 2. Cho ñaày ñuû, tìm ñieåm laøm vieäc Q. c. Phaân cö ïc kieåu phaân aùp.

- 20 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û RB1

Rc

Rc

C2 C1

Rs

RL Vcc

RBB

Vcc

RB2

RE

RE Vs

EBB

0

0

Aùp duïng ñònh lyù Thevermin ta ñö ôïc: RBB = RB1 . RB2 Ic(mA) RB1+ RB2 EBB = Vcc RB2 RB1+RB2 Vcc => IB = EBB – VBE RC+RE RBB + (+ 1)RE ICQ => Ic = IB =  EBB – VBE RBB + (+ 1)RE VcE = Vcc – Ic(Rc - RE) hay Ic = -1 VcE + Vcc Rc+RE Rc + R E

- 21 -

IB2 Q2

IB Q Q1 IB1 Vc c

VCE(v)

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Baø i taäp 2 : Cho maïch phaân aùp nhö hình veõ:  = 100, IcE = 0 , Vcc = 15V, RB1 = 32K , RB2 = 6.8K , RE = 1.5K , Rc = 3K Xaùc ñònh ñieåm laø m vieäc tónh vaøveõñaüt tuyeán ra .

RB1

Rc C2

C1

Rs

RL Vcc RB2 RE

Vs

0

d) Phaân cö ïc hoài lôùp nhôøColector

Rc RB

C2

C1

Rs Vcc Vs

0

VBE = VCE – IBRB = VCE – (IB + IC )RC – IBRB IB = Vcc - VBE = Vcc RB + (+ 1)Rc RB + (+ 1)Rc Ic = IB VCI = Vcc – IE Rc hay VcE = IBRB + VBE = IBRB

Baø i taäp R1 = 220K, R2 = 300, R3 = 1.5K,  = 50, Vcc = 12V Xaùc ñònh ñieåm laø m vieäc tónh Q.

R3 R1

C2

C1

Rs Vcc Vs

R2

0

- 22 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

VI. Phaân cöïc cho JFET a) Phaân cö ïc JFET kieåu tö ïcaáp caùc JFET thö ôøng ñö ôïc tö ïphaân cö ïc nhôøRs (giö õa nguoàn vaøñaát ) laø m phaân cö ïc nghòch chuyeån tieáp P -N giö õa cö ïc vaø keânh daãn.

RD C2 C1

2 3 1

Rs

RL Vcc RG

cs RS

Vs

0

b) Phaân cö ïc kieåu phaân aùp.

RG1

RD C2

C1

2 3 1

Rs

RL

Vcc

RG2 RS Vs

0

2.2k 240k

 Kieåu ñònh doø ng ib phaân cö ïc a) tìm ñieåm phaân cö ïc cuûa maïch ñieän sau:  = 50

C2

C1

Rs 12Vdc Vs

0

- 23 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

b) Xaùc ñònh ñieåm laø m vieäc Q IR ; IC ; VCE ; Vc ; VE ; VB ; VBC

2k 430k

C2

C1

Rs 20Vdc Vs

1k

0

4. Phaâ n cö ïc kieåu phaân aùp:

39k

10k C2

C1

22Vdc Rs

RL 3.3k 1.5k

Vs

0

4.7k

5. Hoài tieáp tö øcö ïc C

250k

C2

C1

Rs 10Vdc 1.2k

Vs

0

Moät soábaø i toaùn ngö ôïc: - Kieåu ñònh doø ng ib: cho maïch nhö hình veõ(hình), bieát: IcQ = 1 Icsat , Vc = 18V ,  = 110 I. 2 Icsat = 8mA Xaùc ñònh Rc , vaøRE , RB

- 24 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Ic = Vcc - Vc = 2.5 K IcQ Icsat = Vcc = > Rc+RE = Vcc Rc + RE Icsat => RE = 1K IB = IcQ = Vcc – VBE  RB + (+ 1)RE => RB = Vcc – VBE - (+ 1)RE = 639.8K IBQ choïn Rc = 2.4K , RE = 1K , RB = 620K (Baø i taäp veànhaø ) cho maïch nhö hình veõ R1

Rc C2

Xaùc ñònh R1 , R2 , RE , RC , bieát ICQ = 10mA , VCEQ = 8v .

C1

20Vdc Rs

RL R2 RE

Vs

0

- 25 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG 4 : SÔ LÖÔÏC VEÀ HOÀI TIEÁP VAØ AÛNH HÖÔÛNG ÑOÁI VÔÙI KHUYEÁT ÑAÏI 1. Khaùi nieäm hoài tieáp:

+Hoài tieáp laøhieän tö ôïng ñö a tín hieäu tö øngoõra cuaû boäkhuyeách ñaïi ngö ôïc trôû veàngoõvaø o thoâng qua khaâu hoài tieáp. + Sô ñoàkhoái: Vin

AV

VF

 : heäsoáhoài tieáp Av = Vo Vin 2. Phaân loaïi:

Vout



;  = VF Vout :ñoälôïi aùp

Tuø y theo ñieän aùp hoài tieáp VF tyû leävôùi ñieän aùp ra hay doø ng ñieän ra maøta coù hoài tieáp ñieän aùp, hay doø ng ñieän hoaëc caû hai. Neáu tín hieäu hoài tieáp ñoàng pha vôùi nguoàn tín hieäu ngoõvaøo -> hoài tieáp dö ông, ngö ôïc laïi tín hieäu hoài tieáp ngö ôïc pha vôùi tín hieäu vaø o goïi laøhoài tieáp aâm. => Hoài tieáp aâm thö ôø ng ñö ôïc xö û duïng trong caùc maïch Khuyeách ñaïi ñeåoån ñònh maïch, coøn hoài tieáp dö ông khoâng ñö ôïc duø ng, vaønoù ñö ôïc duøng trong caùc maïch dao ñoäng.

- 26 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

I /CAÙC TAÀNG KÑ TÍN HIEÄU NHOÛ DUØNG BJT HOAËC FET. 1/ Taàng khuyeách ñaïi duøng BJT maéc EC

RB1

Rc C2

C1

Maïch khuyeách ñaïi kieåu E.C

Vcc Rs

RL RB2 RE

CE

Vs

0

B

C

Sô ñoàtö ông ñö ông Rs

RB1

RB2

hie

hfe.ib

Vs

E

RB = (RB1 // RB2) = RB1. RB2 RB1 + RB2 R = (RC // RL) = RC. RL RC + RL a/ Ñieän trôû vaø o maïch khuyeách ñaïi: RiE = (RB // hiE) = RB. hiE (nhìn sau nguoàn tín hieäu) RB + hiE hi : ñieän trôû vaø o khi BJT ngaét maïch ra. b/ Ñieän trôû ra maïch khuyeách ñaïi: RoE = (Rc // 1 ) = Rc (nhìn trö ôùc taûi) hoE ( vì hoE << => 1 >>) hoE c/ Ñoälôïi aùp: AvE = VL Vi VL = -hfE.iB R , Vi = hiE .iB => AvE = -hfE.iB R = -hfE. R hiE .iB hiE daáu (-) bieåu thòtín hieäu vaø o, ra ngö ôïc pha nhau.

- 27 -

1/ho

Rc

RL

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

d/ Ñoälôïi doø ng : * AiE = IL (*) Ii VL = - IL. RL = -hfE.ib R (ngoõra) => IL = -hfE.ib R (1) RL Maët khaùc: Vi = IB . hiE = Ii . RiE RiE : ñieän trôû ñaàu vaø o. => Ii = IB hiE RiE (2) thay (1) (2) vaø o (* ) ta ñö ôïc: AiE = -hfE.ib R RiE = hfE R RiE RL .IB.hiE RLhiE Ví duï: cho maïch phaân cö ïc kieåu ñònh doø ng:

RB

Rc C2

C1

Vcc Rs

RL RE

Vs

0

Giaûi: Phö ông trình tö ông ñö ông cuûa maïch EC B

Rs

RB

C

hie

hfe.ib

Vs

E

Tacoù: RiE = RB//hiE = RB.hiE RB+hiE

- 28 -

1/hoE

Rc

RL

CE

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

RoE = (Rc // 1 ) = Rc ho AvE = hfE R RiE = - hfE . RcRL hiE hiE RC+RL AiE = hfE . R RiE RL. HiE Baø i taäp veànhaø : cho maïch khuyeách ñaïi EC phaân cö ïc kieåu phaân aùp. Bieát : RB1 = 12K , RB2 = 3Kz ; RE = 300  RL = 4K .Tín hieäu vaø o coù V= 1mV , tín hieäu ra coù aùp 100mV. Xaùc ñònh RiE , RoE , AvE , AiE. II.

Taàng khuyeách ñaïi BJT maéc B.C C2

C1

B

Maïch khuyeách ñaïi kieåu B.C

RB Rs

Rc

RL

Vcc CB

Vs

hie

E

C

Sô ñoàtö ông ñö ông Rs

RE

hib

hfb.iE

1/hob

Rc

Vs

B

- ñieän trôû vaøo cuûa maïch B.C RiB = RE //hiB vì: hiB thö ôø ng << => RiB = hiB => ö ùng duïng ñeålaøm maïch ñeäm. -Ñieän trôû ra: RoB = (Rc // 1 ) = Rc hoB

-ñoä lôïi aùp : AvB = VL

(*)

- 29 -

RL

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

VEB VL = IL RL = hfB . iE . R (1) VEB = I s . RiB = IE . hiB (2) thay (1) (2) vaø o (*) ta ñö ôïc: AvB = hfB . iE . R = hfB R IE . hiB hiB -Ñoä lôïi doøng: AIB = IL (**) IS (1)=> IL = hfB . iE . R (3) RL (2)=> Is = IE .hiB (4) RiB thay (3)(4) vaø o (**) ta ñö ôïc: AIB = hfB . iE . RRiB = hfB RRiB RL . IB .hiB RL . hiB

III. Taàng khuyeách ñaïi C chung:

RB1

Cho maïch khuyeách ñaïi kieåu C.C

C1

C2

Vcc

Rs RB2 RE

RL

Vs

0

B

C

hie E

Maïch tö ông ñö ông

hfe.ib Rs

RB

Vs

RE

- 30 -

RL

C

1/hoE

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Maïch tö ông ñö ông ñö ôïc veõlaïi

hie RB 1/hoE

RL

Rs hfe.ib

RE

Vs

C ric rec Ric

* ñieän trôû vaø o: RiC = (RB // ric) ric = hiE + (hfE +1)R R = (RE //RL ) vì ric >> => Ric = RB VBC = VBE + VEC = hiE.IB + IE . R = hiE.IB + (hfE +1 )IB . R  => ric = VBC = hiE + (hfE +1). R iB * Ñieän trôû ra: RoC = (RE // rec) rec = Vec = VEB + VBC = hiE . IB + IB.Rx IE IE IE rEC = hiE + Rx hfE + 1 * Ñoälôïi doøng: AIC = IL Is VL = IL . RL = IE . R = (hfE +1)IB. R => IL = (hfE +1)IB. R (1) RL Vi = Is .Ric = IB. ric => Is = IB . ric (2) Ric => AIC = (hfE +1). R. Ric RL . ric * Ñoälôïi aùp: Avc = VL Vi Avc = VL = (hfE +1). R. Ric Vi RL . ric - 31 -

REc

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

=(hfE +1). R = (1) hiE + (hfE +1). R Baø i taäp: Cho maïch ñieän nhö hình veõ: (hình) IE = VE – VEB = 2-0.7 = 1.3 mA RE 1K rc = 26mV = 26mV = 20() IE 1.3mA => Zi = RE //re = 19.61 = re Zo = Rc = 5K Av = Rc = 250; Ai = -1 Baø i taäp veànhaø : 1/Cho maïch ñieän nhö hình veõ: (hình) Xaùc ñònh rc , Zout, Zin, Av, AI(sö û duïng baûng) 2/ Cho maïch khuyeách ñaïi nhö hình veõ(kieåu C.C) (hình) rc , Zin, Zout, Av, AI, IB = Vcc- VBE = 20.42mA RB + (+ 1)RE IE = (+ 1)IB ; rc = 26 = 12.61 IE RL=?

IV.

Caùc daïng gheùp taàng: 1/ gheùp kieåu RC

RB1

RC1 C2

RB1'

RC2 C3

C1 Q1

Q2 Vcc

Rs

RL RB2

RB2' RE1

Vs

CE1

RE2

0

- 32 -

CE2

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Ñaëc ñieåm: - gheùp thoâng qua truïnhö theágoïi laøgheùp RC - ö u ñieåm: cheáñoätónh khaùc bieät nhau. - Gheùp nhieàu taàng, deãgaây ñaët tuyeán xaáu theâm, => gaây meùo phi tuyeán, meùo pha. n = W1 = V1 AÙ W2 V2 R’L = RL ( V1 ) = RL V2 n2 2/ Gheùp bieán aùp:

T2 T1

R1

R11

Vcc

T2

T1 C1

W1

W2

Q2

RL

Q1 Rs Vs

R2

R12 RE1

CE1

RE2

CE2

0

Ñaëc ñieåm: kieåu phaân aùp, oån ñònh doø ng tónh Duø ng bieán aùp coàng keành, toán dieän tích 3) Gheùp trö ïc tieáp

RC1

RC2

Q1

Q2 RB2 Vcc

Rs RB1

Vs

RE1

0

- Maïch hoaït ñoäng taàng soáthaáp. -Cheáñoätónh lieân quan maät thieát, deãgaây maát oån ñònh. - 33 -

RE2

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

4) Gheùp phö ùc hôïp: (Darlington) Ñeånaâng cao heäsoákhuyeách ñaïi vaøñieän trôû vaø o, ngö ôøita gheùp 2 hay 3 BJT ñoùng vaø o trö ôø ng nhö moät BJT maéc N -P-N

RB Vcc C Q1 Q2 Rs Vs

RE1

RE2

0

IE1 = IC1+ Ib1 ; IE2 = .Ib1 IE1 = IB2 => IE2 = 2.IB2 = 1. 2.Ib1

- 34 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG 5 : KHUYEÁCH ÑAÏI COÂNG SUAÁT.

Khuyeách ñaïi coâng suaát laøtaàng cuoái cuø ng cuûa thieát bòKÑ coù nhie äm vuï cung caáp cho taûi tín hieäu trung thö ïc, coù coâng suaát ñuû lôùn vaøhieäu suaát cao. 1. Taàng KÑ coâng suaát ñôn, taûi gheùp trö ïc tieáp. Ic(mA) RB

RL

C1 Q Vcc

Vcc/RL

Rs

Q

ICQ

Vs

0

VCEQ

Vcc

+ Coâng suaàt hö õu ích treân taûi P  = ½ VCEm. Icm + Coâng suaát taàng KÑtieâu thuï. Po = Vcc.IcQ = Vcc. 1 Vcc = Vcc2 2 RL 2RL Giaû sö û trö ôø ng hôïp lyù tö ôûng VcEm = ½ Vcc = V CEQ Icm = ICQ = Vcc2 2RL => P max = ½ (1/2Vcc) . ½ ( Vcc) = 1/8 Vcc2 RL RL => Hieäu suaát

max =

P max = 25% (thö ïc teáñaït 10% -> 20%) Po

- 35 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

2.

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Taàng KÑñôn, gheùp bieán aùp. T2

W1

W2

R11

RL

C

Vcc Q

Rs R12 Vs

0

Hieäu suaát = 50%(hình) (xem saùch trang 186) - Coâng suaát hö õu ích treân taûi. P = VCEm . Icm = VCEm. ICm 2 2 2

RB

RL

C1 Q Vcc Rs Vs

0

Coâng suaát taàng khuyeách ñaïi coâng suaát tieâu thuï. Po = Vcc.ICQ = Vcc.1/2 Vcc = Vcc2 RL 2RL Trong trö ôøng hôïp lyù tö ôûng: VCEm = ½ Vcc = VcEQ = ½ Vcc Icm = IcQ = ½ Vcc 2 RL => Coâng suaát … (?) cö ïc ñaïi treân taûi laø: P max = Vcc .1/2 .Vcc

2

2

2RL

= 1/8 Vcc RL

- 36 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

=>

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

max = P max

= 1 . Vcc2 . 2RL = ¼ = 25% 2 Po 8 RL Vcc (thö ïc teáthö ôø ng ñaït 15% -> 20%) (hình) * Tính hieäu suaát gheùp trö ïc tieáp MBA. Tacoù: n = W2 ; R = R’L = RL W1 n2 - Coâng suaát ñö a ra sô caáp mang bieán aùp. P = VCEm . Icm 2 2 = VCEm. ICm 2 - Coâng suaát tín hieäu nhaän ñö ôïc treân taûi thö ù caáp.

.

PL =  P  : hieäu suaát MBA( 0.8  0.9) -Coâng suaát maïch KÑ coâng suaát tieâu thuïnguoàn Po = Vcc. IcQ => Hieäu suaát o = P = 1 VCEm .Icm Po 2 Vcc.IcQ Trong trö ôøng hôïp lyù tö ôûng: VCEM = VCEQ =Vcc ; Icm = ICQ ; P max = ½ Vcc.IcQ =>  = 1 = 50% = P max 2 Po hieäu suaát toái ña laø50%. * Baø i taäp: Cho maïch KDCS vôùi thoâng soánhö hình veõ: tính tæ soáMBA. T2

W1

W2

2.2k

RL=4ohm

C

12v Q

Rs 820 Vs

47

0

- 37 -

470

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Xaùc ñònh R1 , R2 , RE , RC , bieát ICQ = 10mA , VCEQ = 8v .

Giaûi: Ta bieát: R’L = RL n2 vôùi R’L = Vcc Ic Ic = ? Tacoù: VBF = Vcc . RB2 =12 . 0.82 = 3.25 RB1+RB2 2.2+0.82 Ic = IE = VB – VBE = 3.25-0.7 = 54mA RE 47 + Coâng suaát ra treân taûi sô caáp. Pomax = 1 Vcc.Ic = 1/2. 12. 54. 10 -3 2 = 0.324(W) + Coâng suaát do maïch KÑCS tieâu thuïnguoàn. P tieâu thuï= Ic. Vcc = 54 . 12. 10 -3 = 0.648 (W) + Toång trôû taûi quy veàsô caáp. R’L = Vcc = 12 . = 220 -3 Ic 54. 10 R’L = RL => n2 = RL = 4 = (W2)2 n2 R’L 220 W1



=> W2 = 220 = 7.5 W1 4 3.Taàng khuyeách ñaïi coâng suaát ñaåy keùo gheùp BA.

R1 T2 Q1

T1 R2

Vcc

R3

Vs RL

Q2

0

- Q1, Q2 : laø2 BJT cuøng loaïi. - 38 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

- Tr1 : ñö a tín hieäu vaøo. - Tr2 : xuaát tín hieäu ra. _Trong traïng thaùi tónh Ic1 vaøIc2 chaïy ngö ôïc chieàu nhö ng cuø ng ñoälôùn neân trieät tieâu nhau. + Coâng suaát tín hieäu ñö a ñeán Tr2: P = 1 Vcc.Icm = Vcc2 2

2R 

+ Coâng suaát hai BJT tieâu thuïnguoàn. Po = Vcc.Itb = 2 Vcc Icm  (I tb = 1

 Icm sintdt = 2





=

P Po

Icm

= Vcc2 .  1 2R

= 1  = 78.5%

2 Vcc. Icc

4

Thö ïc teálinh kieän khoâng thö ïc sö ïñoái xö ùng, BA coàng keành => meùo phi tuyeán => KÑCS gheùp BA chaát lö ôïng khoâng cao. 3. Khuyeách ñaïi coâng suaát ñaåy keùo khoâng bieán aùp. a. Maïch duø ng 2 BJT cuø ng kieåu. - Q1 , Q2 laø m vieäc cheáñoäA, B . - Tín hieäu ñö a vaøo ngö ôïc pha nhau.

- 39 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

RB1

Vcc/2

C1 V1

Q1

Q1 RL

C

Vcc

RB1' RB2 C2 V2

Q2

Q2 Vcc/2 RL

RB2'

* Nhö ôïc ñieåm: -Q1 kieåu C.C , Q2 kieåu E.C => khoâng ñoái xö ùng. -Ñoø i hoûi taàng ñaûo pha phía trö ôùc. 4. Maïch doø ng 2 BJT maéc kieåu boåphuï. Vcc/2 R1 Q1 R2

RL

0 R3 Q2 Vi

Vcc/2 R4

Q1 , Q2 ñoái xö ùng N-P-N , P-N-P => goïi boåphuïQ1 , Q2 maéc kieåu C chung. . Xeùt traïng thaùi tónh. . Xeùt traïng thaùi ñoäng. Ñeåtaêng coâng suaát vaøñaït chaát lö ôïng, ngö ôøit a gheùp kieåu ñaåy keùo phö ùc hôïp. => nghóa laø2 BJT maéc kieåu Daslington (xem saùch trang 194).

- 40 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG 6: MAÏCH DAO ÑOÄNG. I.

Maïch hai traïng thaùi beàn (bistable). * Ñaây laøloaïi maïch maøbình thö ôøng oån ñònh moät traïng thaùi vaøchuyeån sang moät traïng thaùi khaùc oån ñònh khi coù xung kích.

+ Caùc giaù tròlinh kieän tö ø ng caëp ñoái xö ùng nhau . + Khi baät ñieän thì do sai soálinh kieän neân giö õa T1 vaøT2 coù 1 BJT daãn trö ôùc . Giaû sö û T1 daãn , T2 ngaét. V01 = 0 ; Ic1 = baõo hoø a V02 = VR1 ; Ic2 = 0 ñeåchuyeãn traïng thaùi kích, ta ñö a moät xung kích dö ông vaø o cö ïc neàn T2, luùc naø y T2 daãn, Ic2 taêng leân .Ñieän aùp V02 giaûm, luùc naøy ñieän aùp treân tuïC1 coù cö ïc tính nhö hình veõ, nghóa laøtrogn khoaûn g thôøigian ñoù, ñieän theácö ïc neàn aâm T1 taét, Ic1 = 0. Toaø n boädoøng ñieän IRC1 ñoåvaøo cö ïc neàn cuûa T2. Laøm T2 nhanh coù baõo hoaø . Muoán trôû veàtraïng thaùi ban ñaàu thì kích xung dö ông vaø o cö ïc B cuûa T1.

- 41 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

II.

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

Maïch moät traïng thaùi beàn( mo nostable) * Laømaïch chæ oån ñònh trong traïng thaùi vaøchæ thay ñoåi traïng thaùi tö ùc thôøi khi coù xung kích, sau ñoù trôû veàtraïng thaùi oån ñònh cuõ. sô ñoàmaïch :

T1 : thay ñoåi traïng thaùi kích. T2 : luoân baõo hoø a. * Hoaït ñoäng: (hình) T2 daãn baõo hoø a vì caùc giaù tròdoøng IB ñö ôïc laáy tö ønguoàn RB1 ñeå… (?) kieåu IB daãn baõo hoø a => Vc2 = 0 T1 : khi T2 daãn baõo hoø a thì Vc2 = 0 => VBE1 = 0 , T1 ngaét, Vc1 = Vcc. Ô Ûcheáñoäxaùc laäp VrT2 = VCE2 baõo hoø a. . Luùc naø y tuïC1 naïp ñieän qua moái noái BE cuûa T2. (hình) . Khi coù xung kích vaøo cö ïc neàn T1 laø m T1 tö øtraïng thaùi taét chuyeån sang traïng thaí baõo hoø a.TuïC phoùng ñieän, laø m phaân cö ïc nghòch moái noáiBE cuûa T2 laø m T2 taét. Khi T2 taét, VCE T2 taêng leân  Vcc - 42 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

. khi tuïC phoùng ñieän xong thì naïp ñieän trôû laïi . (hình) Khi Vc  Vcc thì T2 baét ñaàu daãn trôû laïi => VCET2 giaûm laøm T1 taét. Vaäy cheáñoäxaùc laäp T2 baõo hoø a , Vr = VcE baõo hoø a. T1 taét

, Vr = Vcc

Daïng song ngoõra vaøo xung kích. (hình). III.

Maïch baát oån – khoâng traïng thaùi beàn(astable ) Ñaây laømaïch dao ñoäng taïo xung vuoâng khoâng coù xung kích tö øbeân ngoaøi.

Giaû sö û T1 taét, T2 baõo hoø a, luùc naø y tuïC1 ñö ôïc naïp ñieän qua moái noái BE2. (hình) ñoàng thôø i C2 naïp theo hình. (hình) Luùc naøy ñieän aùp VB1 : VB1 = Vc2 + VcE . Khi ta naïp lôùn ñeán VC2> V T1 thì T1 daãn. Khi T1 daãn -> C1 phoùng ñieän qua T1 laøm T2 taét (hình)

- 43 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

C2 naïp ñieän qua BE1 hình Sau ñoù tuïC1 naïp ñieän (hình) Sau ñoù laø m T2 daãn. Quaù trình nhö theácö ù tieáp tuïc laëp laïi. * Maïch ñònh thôøi IC- 555 Vi maïch ñö ôïc sö û duïng phoåbieán trong thö ïc teá, thö ôø ng ñö ôïc laøm xung clock, maïch baát oån…

Vcc

Sô ñoàchaân:

15V 4 10k

8

22k

6

7

2

+

555

47uF 3 5

1

S1

470

Vcc  18V

D1 LED1

0.01uF

I out = 200mA( vi maïch BJT) I out = 100 mA ( vi maïch CMOS) a/ Maïch keát noái: Thigh = 1 = Rc h3  1.1Rc => Thigh = 1,1 Rc = 1.1 (75.10 3)(0.1 10-6) = 0.825mA. Vcc

b/ Maïch baát oån.

15V 4 10k

8

22k

6

7

2

+

555

47uF 3 5

1

S1

470 D1 LED1

- 44 -

0.01uF

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

CHÖÔNG7 : MOÄT SOÁ MAÏCH ÖÙNG DUÏNG

1. Maïch oån aùp noái tieáp duøng Transistor

2. Maïch oån aùp duø ng Transistor darlingt on

3. Maïch ñieåu khieån ñeàn duø ng quang trôû 12V

A

- 45 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

4. Maïch ñieàu khieån baèng Led hoàng ngoïai

5. Maïch ña haø i giao tieáp vôùi coâng suaát

- 46 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

6. Maïch ña haø i giao tieáp vôùi OPTO ñieàu khieån TRIAC

7. Maïch ña haø i giao tieáp vôùi OPTO ñieàu khieån SCR

8. Maïch oån aùp ñieàu khieån ñö ôïc aùp ra C 2383 1

3 3 2

2

1

Vo u t

2

Vin

A1015 1K

2

1

3

1

4K7

1

22

4K7

3 2 VR 50K

1

1K

1

C 1815 1

D z 12V

2

- 47 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

9. Maïch oån aùp duø ng IC oån aùp LM317

10. Maïch naïp aéc qui duø ng SCR

- 48 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

11. Maïch naïp pin duø ng IC 555

12. Maïch chuyeån ñoåi ñieän aùp DC sang AC

- 49 -

Khoa Cơ Điện – ĐH Lạc Hồng

Baø i giaûng kyõthuaät ñieän tö û

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO

1. Kyõ thuaät ñieän töû – Lö u Phi Yeán 2. Cô sôû kyõ thuaät ñieän töû soá - Ñaïi hoïc Thanh Hoa Baéc Kinh 3. Giaùo trình ñieän töû – Nguyeãn Taán Phö ôùc 4. Baøi taäp kyõ thuaät ñieän töû – LeâVaên Doanh 5. Electronic devices anh circuit theory – Robert Boylestad Louis Nashelsky 6. Digital systems – Prentical Hall

- 50 -