Bài Tập Điện Tử Cơ Bản

trong chương này, chúng ta khảo sát một vài mạch vận dụng căn bạn dạng của diode chào bán dẫn (giới hạn nghỉ ngơi diode chỉnh lưu cùng diode zener - các diode quan trọng khác sẽ được bàn đến lúc yêu cầu thiết).

Bạn đang xem: Bài tập điện tử cơ bản

Tùy theo nhu yếu ứng dụng, các mô hình lý tưởng, giao động hay thực sẽ tiến hành đưa vào trong quá trình tính toán mạch.


*

Chương 1: Mạch DiodeCHƯƠNG IMẠCH DIODE trong chương này, bọn họ khảo sát một số trong những mạch áp dụng căn phiên bản của diode bándẫn (giới hạn làm việc diode chỉnh lưu và diode zener - các diode đặc trưng khác sẽ tiến hành bàn đếnlúc cần thiết). Tùy theo nhu cầu ứng dụng, các mô hình lý tưởng, sấp xỉ hay thực đang đượcđưa vào trong quá trình tính toán mạch. 1.1 ÐƯỜNG THẲNG LẤY ÐIỆN (LOAD LINE): xem mạch hình 1.1a nguồn điện một chiều E mắc vào mạch làm cho diode phân cực thuận. Call ID làdòng điện thuận chạy qua diode cùng VD là hiệu cố gắng 2 đầu diode, ta có: trong đó: I0 là dòng điện rỉ nghịch η=1 lúc ID khủng (vài mA trở lên) η=1 khi ID nhỏ và diode cấu tạo bằng Ge η=2 lúc ID bé dại và diode cấu tạo bằng Si bên cạnh ra, từ mạch năng lượng điện ta còn có: E - VD - VR = 0 Tứ c E = VD + RID (1.2)Trương Văn Tám I-1 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Phương trình này xác định điểm thao tác của diode tức điểm điều hành quản lý Q, được điện thoại tư vấn làphương trình đường thẳng đem điện. Giao điểm của mặt đường thẳng này với đặc tuyến đường của diodeID = f(VD) là vấn đề điều hành Q. 1.2. DIODE vào MẠCH ÐIỆN MỘT CHIỀU - trái lại khi E Chương 1: Mạch Diode Dạng sóng Trị mức độ vừa phải 1.3.1.2. Trị hiệu dụng: bạn ta khái niệm trị hiệu dụng của một sóng tuần hoàn( thí dụ dòng điện) là trịsố tương đương của loại điện một chiều IDC mà khi chạy sang 1 điện trở R trong một chukì đang có năng lượng tỏa nhiệt bởi nhau.Trương Văn Tám I-3 Mạch Điện TửChương 1: Mạch DiodeVài thí dụ: Dạng sóng Trị trung bình cùng hiệu dụngTrương Văn Tám I-4 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Hình 1.6Trương Văn Tám I-5 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.3.2. Mạch chỉnh giữ nửa sóng (một bán kỳ) vào mạch này ta sử dụng kiểu mẫu lý tưởng hoặc gần đúng của diode trong câu hỏi phân tíchmạch. Dạng mạch căn phiên bản cùng những dạng sóng (thí dụ hình sin) ngơi nghỉ ngõ vào và ngõ ra như hình 1.7Diode hướng dẫn điện khi cung cấp kỳ dương của vi(t) đưa vào mạchTa có: - Biên độ đỉnh của vo(t) Vdcm = Vm - 0.7V (1.6) - Ðiện cụ trung bình ngõ ra: - Ðiện chũm đỉnh phân rất nghịch của diode là: VRM=Vm (1.8) Ta cũng có thể chỉnh lưu lại lấy buôn bán kỳ âm bằng cách đổi đầu diode.Trương Văn Tám I-6 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.3.3. Chỉnh lưu giữ toàn sóng với biến thế gồm điểm giữa Mạch cơ phiên bản như hình 1.8a; Dạng sóng ở hai cuộn thứ cấp cho như hình 1.8b - Ở cung cấp kỳ dương, diode D1 phân rất thuận với dẫn điện trong những khi diode D2 phân cựcnghịch phải xem như hở mạch (hình 1.9)- Ở phân phối kỳ âm, diode D2 phân cực thuận với dẫn điện trong khi diode D1 phân rất nghịchnên coi như hở mạch (Hình 1.10) Ðể ý là trong 2 trường hợp, IL đa số chạy qua RL theo chiều từ trên xuống và cái điệnđều có mặt ở hai phân phối kỳ. Ðiện thế đỉnh ở cả hai đầu RL là: Vdcm=Vm-0,7V (1.9) và điện núm đỉnh phân rất nghịch sinh sống mỗi diode lúc ngưng dẫn là: VRM=Vdcm+Vm=2Vm-0,7V (1.10) - Dạng sóng hay trực ở 2 đầu RL được biểu đạt ở hình 1.11Trương Văn Tám I-7 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode người ta cũng có thể chỉnh lưu giữ để tạo ra điện nỗ lực âm ở cả hai đầu RL bằng phương pháp đổi cực của2 diode lại. 1.3.4. Chỉnh lưu lại toàn sóng cần sử dụng cầu diode Mạch cơ bản - Ở chào bán kỳ dương của mối cung cấp điện, D2 với D4 phân rất thuận cùng dẫn điện trong khi D1và D2 phân cực nghịch xem như hở mạch. Sử dụng kiểu chủng loại điện thế ngưỡng, mạch năng lượng điện đượcvẽ lại như hình 1.13Trương Văn Tám I-8 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode - Ở chào bán kỳ âm của mối cung cấp điện, D1 và D3 phân rất thuận và dẫn điện trong những lúc D2, D4phân cực nghịch coi như hở mạch (Hình 1.14)Từ các mạch tương đương trên ta thấy: - Ðiện vắt đỉnh Vdcm ngang qua nhị đầu RL là: Vdcm =Vm-2VD=Vm-1.4V (1.12) - Ðiện ráng đỉnh phân rất nghịch VRM làm việc mỗi diode là: VRM=Vdcm+VD=Vm-VD VRM =Vm-0,7V (1.13) Ðể ý là dòng điện vừa đủ chạy qua từng cặp diode lúc dẫn điện chỉ bởi 1/2dòng năng lượng điện trung bình qua tải.Trương Văn Tám I-9 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.3.5. Chỉnh lưu giữ với tụ thanh lọc Ta xem lại mạch chỉnh lưu toàn sóng với biến hóa thế gồm điểm giữa. Như kết qủa phầntrên: - Ðiện cầm đỉnh ở cả hai đầu RL là: Vdcm=Vm-0,7V - Ðiện cố kỉnh trung bình ở 2 đầu RL là: VDC=0,637Vdcm giả dụ ta vắt RL bằng 1 tụ điện gồm điện dung C. Trong thời gian từ t=0 mang lại t=T/4, tụ Csẽ nạp nhanh đến điện gắng đỉnh Vdcm. Nếu loại rỉ của tụ năng lượng điện không đáng kể, tụ C đang khôngphóng điện với điện cầm 2 đầu tụ được giữ không đổi là Vdcm. Ðây là trường phải chăng tưởng.Thực tế, điện nuốm trung bình chuyển đổi từ 0,637Vdcm mang đến Vdcm. Thực chất nguồn điện đề xuất cungcấp đến tải, ví dụ RL mắc tuy vậy song với tụ C. Ở cung cấp ký dương tụ C hấp thụ điện đến trị Vdcm.Khi nguồn điện bước đầu giảm, tụ C phóng điện qua RL cho đến khi gặp gỡ bán kỳ tiếp nối tụ Cmới nạp năng lượng điện lại mang đến Vdcm và chu kỳ này cứ lặp đi lặp lại. Hình 1.16 tế bào tả cụ thể dạng sóngở 2 đầu tụ C (tức RL). Hiệu vậy sóng dư đỉnh đối đỉnh được ký hiệu là Vr(p-p). Bởi điện nắm đỉnh tối đa là Vdcm đề nghị điện nắm trung bình tối thiểu là Vdcmin=Vdcm-Vr(p-p)Trương Văn Tám I-10 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode * hệ số sóng dư: (ripple factor) Ta xem lại dạng sóng ở 2 đầu RL. Bởi nguyên lý ông chồng chất, ta hoàn toàn có thể xem như điệnthế 2 đầu tải bởi tổng của yếu tố một chiều VDC với nguyên tố sóng dư chuyển phiên chiều cótần số gấp hai tần số của điện áp nguồn chỉnh lưu. Vì thời gian nạp năng lượng điện thường rất nhỏ so với thời gian phóng điện nên dạng của thànhphần sóng dư rất có thể xem gần quả thật dạng tam giácTrương Văn Tám I-11 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode thông số sóng dư quyết định quality của mạch chỉnh lưu. * Phương trình điện ráng sóng dư Nếu call ic được coi là dòng phóng điện của tụ điện bao gồm điện dung C cùng VC là điện cầm 2 đầu t ụđ i ệ n thì: giả dụ sự biến hóa điện rứa 2 đầu tụ là đường tính thì loại điện ic được coi là dòng điện mộtchiều. Giả dụ coi sóng dư tất cả dạng tam giác thì cái phóng của tụ là hằng số và ký hiệu là IDC.Ðó chính là dòng năng lượng điện qua cài Với f là tần số của nguồn điện áp chỉnh lưu. Nếu điện thoại tư vấn fr là tần số sóng dư, ta tất cả Như vậy sóng dư tỉ lệ thuận với mẫu điện vừa đủ qua mua và tỉ lệ nghịch cùng với điệndung C. Sóng dư vẫn tăng gấp đôi lúc chỉnh lưu nửa sóng vày lúc kia f=fr 1.4. MẠCH CẮT (Clippers) Mạch này dùng để làm cắt một trong những phần tín hiệu xoay chiều. Mạch chỉnh lưu lại nửa sóng là mộtthí dụ dễ dàng về mạch cắt.Trương Văn Tám I-12 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.4.1. Mạch cắt nối liền Dạng căn bạn dạng như hình 1.20.

Xem thêm: Apple Iphone 5S Giá Bao Nhiêu Thời Điểm 2020? ? Apple Iphone 5 16Gb

Hình 1.21 cho biết thêm đáp ứng của mạch giảm căn phiên bản đốivới các dạng sóng thông dụng lúc coi diode là lý tưởng. Bây giờ nếu ta mắc thêm một mối cung cấp điện nạm một chiều V thông suốt với diode như hình1.22b. Nếu biểu thị vào vi(t) có hình dáng sin với điện cố kỉnh đỉnh là Vm thì ngõ ra sẽ có dạngnhư hình vẽ 1.22c cùng với điện gắng đỉnh Vm-V tức V0=Vi-V (coi diode lý tưởng) 1.4.2. Mạch cắt song song * Mạch căn bạn dạng có dạngTrương Văn Tám I-13 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Hình 1.24 là đáp ứng của mạch cắt song song căn bạn dạng với các dạng sóng thông dụng(diode lý tưởng) * Mạch bao gồm phân rất Ta cũng hoàn toàn có thể mắc thêm một nguồn điện thế 1 chiều V tiếp nối với diode. Dạngsóng ngõ ra đang tùy ở trong vào rất tính của nguồn điện áp một chiều và diode.Thí dụ: ta xác định v0 của mạch điện hình 1.25 lúc vi có dạng tam giác và diode xem như lýtưởng - khi diode dẫn điện: v0=V=4V - khi vi=V=4V, Diode thay đổi trạng thái từ ngưng dẫn thanh lịch dẫn điện hoặc ngược lại - khi viV=4V, diode dừng dẫn ⇒ Vo= vi Hình 1.26 là dạng với biên độ của ngõ ra v0Trương Văn Tám I-14 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.5. MẠCH GHIM ÁP (Mạch kẹp - clampers) Ðây là mạch đổi mức DC (một chiều) của tín hiệu. Mạch phải bao gồm một tụ điện, mộtdiode với một điện trở. Nhưng lại mạch cũng có thể có một mối cung cấp điện núm độc lập. Trị số củađiện trở R cùng tụ điện C yêu cầu được lựa chọn thế nào cho thời hằng τ=RC đủ béo để hiệu cố gắng 2 đầutụ giảm không đáng kể khi tụ phóng năng lượng điện (trong suốt thời gian diode ko dẫn điện). Mạchghim áp căn bản như hình 1.27 sử dụng kiểu mẫu diode ưng ý ta thấy: - khi t: 0 → T/2 diode dẫn điện,tụ C nạp cấp tốc đến trị số V với v0=0V - lúc t: T/2 → T, diode ngưng, tụ phóng năng lượng điện qua R. Vì τ=RC lớn nên C xả điệnkhông xứng đáng kể, (thường bạn ta lựa chọn T≤10τ). Hôm nay ta có: v0=-2V Ðiểm cần chú ý là vào mạch ghim áp biên độ đỉnh đối đỉnh của vi và vo luôn bằngnhau. Sv thử xác minh v0 của mạch điện hình 1.29Trương Văn Tám I-15 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.6. MẠCH DÙNG DIODE ZENER: cũng như như diode chỉnh lưu, cùng với diode zener ta cũng dùng kiểu chủng loại gần đúngtrong việc phân giải mạch: khi dẫn năng lượng điện diode zener tương đương với một nguồn điện thếmột chiều vz (điện nạm zener) và khi dừng nó tương tự với một mạch hở. 1.6.1. Diode zener cùng với điện thay ngõ vào vi và tải RL cố định và thắt chặt Mạch căn bản dùng diode zener bao gồm dạng như hình 1.30 lúc vi và RL chũm định, sự phân tích mạch hoàn toàn có thể theo 2 bước: - xác định trạng thái của diode zener bằng cách tháo tránh diode zener thoát ra khỏi mạch với tính hiệu gắng V ở nhị đầu của mạch hởTrương Văn Tám I-16 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode năng suất tiêu tán vị diode zener được xác định bởi Pz=Vz.Iz (1.23) hiệu suất này phải bé dại hơn công suất tối đa PZM=VZIZM của diode zener (IZM: dòngđiện tối đa qua zener cơ mà không làm hỏng) Diode zener hay được dùng trong các mạch điều hòa điện cố kỉnh để chế tạo ra điện thếchuẩn. Mạch hình 1.30 là một trong những mạch điều hòa điện thế đơn giản dễ dàng để tạo nên điện núm không đổi ở2 đầu RL. Khi dùng tạo điện nạm chuẩn, điện cụ zener như là 1 trong mức chuẩn để đối chiếu vớimột nấc điện gắng khác. Trong khi diode zener còn được sử dụng rộng thoải mái trong các mạchđiều khiển, bảo vệ... 1.6.2. Mối cung cấp Vi cố định và RL biến đổi Khi Vi nỗ lực định, trạng thái dừng hoặc dẫn của diode zener tùy trực thuộc vào điện trở cài RL do R cố gắng định, khi Diode zener dẫn điện, điện ráng VR ngang qua năng lượng điện trở R sẽ vắt định:VR=Vi - Vz vì vậy dòng IR cũng vắt định: loại IZ sẽ nhỏ nhất khi IL to nhất. Cái IZ được giới hạn bởi IZM vì nhà chế tạo chobiết, cho nên vì vậy dòng điện bé dại nhất qua RL là ILmin nên thỏa mãn:Trương Văn Tám I-17 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode cuối cùng khi Vi cụ định, RL phải được chọn trong khoảng RLmin cùng RLmax 1.6.3. Sở hữu RL gắng định, điện vậy ngõ vào Vi đổi khác Xem lại hình 1.30 nếu như ta giữ RL núm định, vi buộc phải đủ phệ thì zener bắt đầu dẫn điện. Trị số về tối thiểu của Vi đểzener rất có thể dẫn điện được xác minh bởi: 1.7. MẠCH CHỈNH LƯU BỘI ÁP 1.7.1. Chỉnh lưu tăng song điện chũm Hình 1.31 biểu lộ một mạch chỉnh giữ tăng song điện thế một chào bán kỳ- Ở cung cấp kỳ dương của nguồn điện, D1 dẫn ,D2 ngưng. Tụ C1 hấp thụ điện cho điện thế đỉnh Vm- Ở phân phối kỳ âm D1 ngưng và D2 dẫn điện. Tụ C2 nạp điện mang đến điện gắng C2=Vm+VC1=2Vm- phân phối kỳ dương kế tiếp, D2 ngưng, C2 phóng điện qua download và đến phân phối kỳ âm tiếp đến C2 lạinạp điện 2Vm. Chính vì vậy mạch này gọi là mạch chỉnh lưu lại tăng song điện nuốm một phân phối kỳ. Ðiện thếđỉnh nghịch ở cả 2 đầu diode là 2Vm.- Ta cũng hoàn toàn có thể dùng mạch ghim áp để giải thích hoạt động của mạch chỉnh lưu giữ tăng đôiđiện thế.Trương Văn Tám I-18 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode - Ta cũng hoàn toàn có thể mắc mạch chỉnh lưu tăng đôi điện cố gắng theo chiều dương - Ở phân phối kỳ dương của điện áp nguồn D1 dẫn, C1 nạp năng lượng điện VC1=Vm trong khi D2 ngưng. - Ở chào bán kỳ âm D2 dẫn, C2 nạp điện VC2=Vm trong những khi D1 ngưng. - Ðiện vắt ngõ ra V0=VC1+VC2=2Vm 1.7.2. Mạch chỉnh lưu tăng ba, tăng bốnTrương Văn Tám I-19 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Ðầu tiên C1 nạp điện cho VC1=Vm khi D1 dẫn điện ở chào bán kỳ dương. Phân phối kỳ âm D2 dẫnđiện, C2 hấp thụ điện mang đến VC2=2Vm (tổng điện nạm đỉnh của cuộn thứ cung cấp và tụ C1). Buôn bán kỳdương kế tiếp D2 dẫn, C3 hấp thụ điện mang đến VC3=2Vm (D1 cùng D2 dẫn, D2 ngưng cần điện thế2Vm của C2 nạp vào C3). Phân phối kỳ âm kế tiếp D2, D4 dẫn, điện nạm 2Vm của C3 nạp vào C4 ... Ðiện nuốm 2 đầu C2 là 2Vm 2 đầu C1+C= là 3Vm 2 đầu C2+C4 là 4VmBÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG 1 ******Dùng kiểu chủng loại điện vậy ngưỡng nhằm giải những bài tập từ là một đến 8Bài 1: xác định VD, VR với ID vào mạch năng lượng điện hình 1.36Bài 2: khẳng định VD2 cùng ID trong mạch điện hình 1.37Bài 3: xác minh V0, với ID vào mạch điện hình 1.38Bài 4: xác minh I, V1, V2 và V0 trong mạch hình 1.39Bài 5: khẳng định V0, V1, ID1 với ID2 trong mạch hình 1.40Trương Văn Tám I-20 Mạch Điện Tử