Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-1- Tóm Tắt Bài Giảng. -1-
BÀI GIẢNG TÓM TẮT MÔN:
BÀI GIẢNG TÓM TẮT MÔN:BÀI GIẢNG TÓM TẮT MÔN:
BÀI GIẢNG TÓM TẮT MÔN:
ĐIỆN TỬ I

Người soạn:
TS. Phạm Hồng Liên.
Giáo trình chính:
Mạch Điện Tử 1 – Lê Tiến Thường, ĐHBK – Tp.HCM.
Chương 1: Diode bán dẫn.
Chương 1: Diode bán dẫn.Chương 1: Diode bán dẫn.
Chương 1: Diode bán dẫn. I.
I.I.
I. Diode chỉnh lưu:
Diode chỉnh lưu:Diode chỉnh lưu:
Diode chỉnh lưu: 1
11
1-

- Quan hệ giữa điện áp và dòng điện của Diode (H2
Quan hệ giữa điện áp và dòng điện của Diode (H2Quan hệ giữa điện áp và dòng điện của Diode (H2
Quan hệ giữa điện áp và dòng điện của Diode (H2-


D
: Hiệu điện thế ở hai đầu Diode (V).
I
0
: Dòng điện bão hòa ngược (A).
q : Điện tích electron 1,6.10
-19
J/V.
K : Hằng số Bolzman 1,38.10
-23
J/
0
K.
N : Hằng số có giá trò trong khoảng (1÷2) phụ thuộc vào loại bán dẫn.
Gọi điện thế nhiệt:
q
KT
V
T
=
(1-2)
Từ (1-1) ta có:









(1-3)
Ở nhiệt độ T=300
0
K, tương ứng T=27
0
C, ta có V
T
≈25÷26mV. Khi đó điện trở
động của Diode được tính bởi phương trình:

)(
i
nV
Ii
nV
r
D
T
CD
T
d
Ω=
+
=
(1-4)
Đặc tuyến Volt-Ampere của Diode trên (H2-2)
Kiểu mẫu mạch tương đương của Diode trên (H2-3a,b,c).
2
22
2-

i
v
v
L1dds
+
=
(1-6)
Từ (1-5) và (1-6) trên hệ tọa độ tổng quát ta có:

DQdDDQdD
I
i
i
&
V
v
v
+
=
+
=
(1-7)
Với:
 V
D
và i
D
là thành phần tức thời của điện áp và dòng điện.
 V
DQ

33
3-

-
Chỉnh lưu điện áp xoay chiều:
Chỉnh lưu điện áp xoay chiều:Chỉnh lưu điện áp xoay chiều:
Chỉnh lưu điện áp xoay chiều:
a- Chỉnh lưu bán sóng: (H2-6)
Điện áp đầu vào:
t
sin
v
v
maxs
ω
=

Điện áp trung bình DC trên tải:

π
=
+π
=
maxL
LS
L
max

9a,b)9a,b)
9a,b) Khi có tụ C mắc song song với R
L
trong các mạch chỉnh lưu ta có quan hệ
giữa điện áp trung bình trên tải với biên độ điện áp đầu vào và điện trở R
L
và tụ
điện C như sau:

max
L
L
DC
maxDC
V
1CfR4
CfR4
fC4
I
VV








1
11
1-

-
Các tham số cơ bản của diode Zener
Các tham số cơ bản của diode ZenerCác tham số cơ bản của diode Zener
Các tham số cơ bản của diode Zener:
::
: (H3
(H3 (H3
(H3-

-1)
1)1)
1) Điện áp ổn đònh V
Z
khi dòng điện qua zener thay đổi trong khoảng I
zmin
÷
I
zmax
. Thực tế
maxzminz

Z
Z
ZZ
ZZ
r
R
I
V
dV
dI
V/dV
I
/
dI
S ===
(1-15)
2
22
2-

-
Mạch ổn áp dùng Diode Zener:
Mạch ổn áp dùng Diode Zener:Mạch ổn áp dùng Diode Zener:
Mạch ổn áp dùng Diode Zener: (H3
(H3 (H3
(H3-


I
Zmax
khi I
Lmin
và V
Smax

Từ (1-16) và (1-17) tùy từng trường hợp cụ thể mà ta có thể suy ra các hệ
phương trình khác nhau.
Ví dụ nếu R
i
= const thì ta có hệ phương trình:
(V
Smin
– V
Z
)(I
Lmin
+ I
Zmax
) = (V
Smax
– V
Z
)(I
Lmax
± I
Zmin
) (1-18)
Ví dụ nếu R

+ I
L
)R
i
+ V
Z
= I
max
R
i
+ V
Z
(1-20)
Chú ý vì V
L
= V
Z
≈ const nên khi I
L
thay đổi ta có:

maxL
Z
minL
I
V
R =
(1-21)

minL

-1)
1)1)
1) +
Hệ số truyền đạt dòng điện phát khi mắc Base chung
Thông thường α = 0,95 ÷ 0,99, lý tưởng α = 1.
+
Hệ số truyền đạt dòng điện khi mắc Emitter chung:
α−
α
=β
1
(vài chục ÷ vài trăm lần).
+
Dòng điện ra ở cực Collector:
I
C
= αI
E
+ I
CBO
(2-1)
Trong đó I
CBO
là dòng điện phân cực ngược hay còn gọi là dòng nhiệt,

=
C
CBO
C
CBOCB
I
I
I
II
1
I
(2-4)
Ở tần số thấp (H2-1) ta có: h
fe
= β = h
FE
(2-5)
II.
II.II.
II.

Mạch phân cực cho Transistor:
Mạch phân cực cho Transistor:Mạch phân cực cho Transistor:
Mạch phân cực cho Transistor: 1
11
1-


) (2-6)
Số lượng điện tử tới được Collector

Số lượng điện tử phát đi từ cực Emitter

α
=

V
CEQ
+

-

R
E

I
CQ
+V
CC

R
C Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-6- Tóm Tắt Bài Giảng. -6-
⇒


V
R
÷
≈=
(2-8)
Thay vào (2-7) dễ dàng tính được R
C
.
Nếu R
E
= 0 từ (2-7) ta có:
CQ
CEQCC
C
I
V
V
R
−
=
(2-7’)
2
22
2-

-

Mạch phân cực Base:
Mạch phân cực Base:Mạch phân cực Base:
Mạch phân cực Base:

CCEEQ
EQ
b
VRI7,0
1
I
R =++
+β

Suy ra:
1
R
R
V
1
R
R
7
,
0
V
I
b
E
CC
b
E
CC
EQ
+β

CC

R
C

R
E

i
i

R
b

I
BQ
I
EQ
V
CC

R
L

R
E

V
BB


V
RR
R
V
+
=
(2-10)
21
21
b
RR
R
R
R
+
=
(2-11)
BBCC
CC
b
CC
BB
b1
VV
V
R
V
V
1
1

I
V
I
R
=++
(2-15)
⇒

β+
+
−
=≈
1
R
R
7
,
0
V
II
b
E
BB
EQCQ
coi V
BE
= 0,7v (2-16)
Thay vào (2-14) ta tính được V
CEQ
.

R
I
V
I
R
=
+
+
(2-18)
Suy ra:

1
R
R
7
,
0
V
I
b
E
EE
EQ
+β
+
−
=
với V
BE
= 0,7v (2-19)

+ I
CQ
(R
C
+ R
E
) (2-20)
Phương pháp phân cực Base này chỉ được dùng khi mạch yêu cầu chất lượng
cao như mạch khuếch đại vi sai, mạch khuếch đại thuật toán (KĐTT) vì nó phải tốn
thêm một nguồn cung cấp.
III.
III.III.
III.

Giải tích mạch Transist
Giải tích mạch TransistGiải tích mạch Transist
Giải tích mạch Transistor bằng đồ thò:
or bằng đồ thò:or bằng đồ thò:
or bằng đồ thò: 1
11
1-

-

Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:
Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:
Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:

RR
V
II
+
==
(2-21)

AC
TƯCQTƯCE
maxcm
R
I
V
V
=
=
(2-22)
Với sơ đồ (H3-1) ta có: R
AC
= R
DC
= R
C
+ R
E
nên từ (2-21) và (2-22) ta suy ra:
)RR(2
V
I
EC

CQ
< I
CQTƯ
thì I
cm
= I
CQ
.

Nếu I
CQ
> I
CQTƯ
thì I
cm
= i
CQmax
– I
CQ
.
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-9- Tóm Tắt Bài Giảng. -9-
b-

Có C
E
, không có C
C
(Tụ Bypass Emitter) (H2-5)
Chế độ t

(2-25)
C
E
CC
EC
CCC
AC
TƯCQTƯCEQ
maxcm
R
R
2
V
RR2
R
V
RIVV
+
=
+
===
(2-26)
Chế độ bất kỳ:
Chế độ bất kỳ:Chế độ bất kỳ:
Chế độ bất kỳ: được tính toán theo các công thức (2-10, 11, 14, 16) và đặc
tuyến tải AC được vẽ như sau:


C
= 0
⇒
v
CEmax
= V
CEQ
+ I
CQ
R
AC
(2-29)
Phương trình (2-28) và (2-29) để xác đònh i
Cmax
và v
CEmax
trong các trường hợp
điểm tónh Q bất kỳ
Q
2
V
CE
(V)

i
C
(mA)

i
Cmax1








−
DC
R
1
DCLL

Q
1
Q
TƯ
i
Cmax2V
CETƯV
CEmax1
V
CC
V

RR
+
+=
Thay vào (2-21) ta được:
LC
LC
EC
CC
TƯCQ
maxCm
RR
RR
R2R
V
II
+
++
==
(2-30)
AC
TƯCQTƯCE
maxCE
R
I
V
V
==

EC
CC
LC
LC
LmaxLmmaxLm
RR
RR
R2R
V
RR
R
R
RIV
+
++
+
==
(2-33)
Chế độ bất kỳ như trên nhưng chú ý:

I
CQ
< I
CQTƯ
: I
Cm
= I
CQ
.


. (2-35)
d-

Có C
E
, có C
c
: (tụ ghép vô hạn) (H2-6)
ECDC
R
R
R
+
=

LC
LC
AC
RR
R
R
R
+
=

C
C
→∞

R

TƯCQ
maxCm
RR
RR
RR
V
II
+
++
==
(2-36)
LC
LC
LC
LC
EC
CC
TƯCEQ
maxCm
RR
R
R
RR
RR
RR
V
VV
+
×
+

(2-38)
LC
LC
EC
CC
LC
LC
LmaxLmmaxLm
RR
RR
RR
V
RR
R
R
RIV
+
++
+
==
(2-39)
Chế độ bất kỳ xác đònh như trên.
So sánh 4 trường hợp trên ta nhận thấy tác dụng của các tụ C
E
và C
C
là làm
tăng biên độ dòng điện ra và điện áp ra (so sánh các công thức (2-21), (2-25), (2-30)
và (2-36)).
e-

= I
CQTƯ
nên đối với trường hợp a và b ta
có:
C
2
TƯCQ
C
2
maxCmmaxL
RI
2
1
RI
2
1
P ==
vì R
L
= R
C
(2-42)
Còn đối với trường hợp c và d thì do R
C
≠ R
L
nên ta có:
L
2
maxLmmaxL

P
P
=η
(2-46)
Ở chế độ lớp A hiệu suất cực đại
%
25
max
=
η


Hệ số phẩm chất:
2
P
P
maxL
maxC
=
(2-47)
2
22
2-

- Bộ
Bộ Bộ
Bộ khuếch đại mắc Collector chung:
khuếch đại mắc Collector chung:khuếch đại mắc Collector chung:
khuếch đại mắc Collector chung:


R
RR
+
+=

thay vào công thức (2-21), (2-22) ta sẽ có:
LE
LE
EC
CC
TƯCQ
maxEm
RR
RR
RR2
V
II
+
++
=≈
(2-48)








+


C
E
→∞

R
L+V
CC

R
C

R
E

R
1-
V
EE

V
L
R
b


C
E
→∞

R
L+V
CC

R
C

R
E

Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-13- Tóm Tắt Bài Giảng. -13-

Trong cả 3 hình nếu có C
C
ta có: ECDC
R
R
R








+
×
+
++
==
LE
LE
LE
LE
EC
CC
AC
TƯCQTƯCEQ
RR
RR
RR
RR
RR
V
RIV
(2-51)
Ta luôn có:
maxCm

-

Bộ khuếch đại mắc Base chung:
Bộ khuếch đại mắc Base chung:Bộ khuếch đại mắc Base chung:
Bộ khuếch đại mắc Base chung: 
Chế độ tối ưu:
CDC
R
R
=

LC
LC
AC
RR
R
R
R
+
=

Thay vào (2-21), (2-22) ta được:
V
i


C
b
→∞

Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-14- Tóm Tắt Bài Giảng. -14-
LC
LC
C
CC
TƯCQ
maxCm
RR
RR
R
V
II
+
+
== (2-54)








+

=
(2-56)
LmaxLmmaxLm
R
I
V
=
(2-57)

Chế độ bất kỳ: được tính trực tiếp từ mạch
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-15- Tóm Tắt Bài Giảng. -15-
Chương III:
Chương III:Chương III:
Chương III: Ổn đònh phân cực cho Transistor BJT
Ổn đònh phân cực cho Transistor BJT Ổn đònh phân cực cho Transistor BJT
Ổn đònh phân cực cho Transistor BJT Chương này nhằm nghiên cứu sự dòch chuyển điểm Q theo I
CBO
, V
BE
khi thay
đổi nhiệt độ và theo β khi bò lão hóa. Coi gần đúng các đại lượng V
CC
, V
BB
không
thay đổi.

∂
∂
= (3-2)

Thừa số ổn đònh điện áp:
EBE
CQ
V
R
1
V
I
S −≈
∂
∂
= (3-3)

Thừa số ổn đònh hệ số khuếch đại:
( )






+β+
+




β
=
β
∆
(3-5)
Khi đó sự thay đổi của I
CQ
sẽ được tính bằng công thức:
β∆+∆+∆=∆
β
S
V
S
I
S
I
EVCBOICQ

( )
β∆
+β+
+
β
+∆−∆







Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-16- Tóm Tắt Bài Giảng. -16-
Chương IV. Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ tần số thấp.
Chương IV. Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ tần số thấp.Chương IV. Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ tần số thấp.
Chương IV. Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ tần số thấp. I.

Các thông số Hybrid:
Các thông số Hybrid:Các thông số Hybrid:
Các thông số Hybrid:

Trở kháng vào khi ngắn mạch tải:
0v
i
v
h
2
1
1
i
=
=

Độ lợi điện áp ngược khi hở mạch nguồn:
0i
v
v
h

=
Ứng với các cách mắc khác nhau EC, BC hay CC mà chữ thứ hai được chỉ
đònh. Ví dụ: h
ie
, h
ib
, h
ic
,
II.

Cách mắc Emitter chung:
Cách mắc Emitter chung:Cách mắc Emitter chung:
Cách mắc Emitter chung:
Trở kháng vào khi ngắn mạch tải:
EQ
T
feie
I
V
mhh =
(4-1)
Trong đó: - V
T
=25mV ở 300
0
K (27
0
C) (4-2)
- m = 1 ÷ 2 phụ thuộc vào chất bán dẫn. Ví dụ BJT Silic có m = 1,4

h
i
i
i
i
i
i
A
+
−=
+
−===
(4-4)
Nếu h
ie
<< R
b
ta có A
imax
= -h
fe
(4-5)

Trở kháng vào:
ie
ieb
ieb
i
h
hR

(
)
( )
bi
ie
LC
C
fe
iebi
bi
fe
LC
C
i
b
b
L
i
L
i
R//r
h
1
1
RR
R
h
hR//r
R//r
h

//r
i
>> h
ie
ta có: A
imax
= -h
fe
(4-9)

Trở kháng vào:
iebii
h
//
R
//
r
Z
=
(4-10)

Trở kháng ra:
CC
oe
o
RR//
h
1
Z ≈


i
i
i
i
i
i
A
L
+++








−===
+
(4-12)

Trở kháng vào:
(
)
[
]
Efeiebii
R
h
1


Trở kháng vào khi ngắn mạch tải:
fe
ie
ib
h1
h
h
+
= (4-15)

Độ lợi dòng điện thuận khi ngắn mạch tải:
fe
fe
fb
h1
h
h
+
= (4-16)

Tổng dẫn ra khi hở mạch nguồn:
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-18- Tóm Tắt Bài Giảng. -18-
fe
oe
ob
h1
h
h

V
E
= i
E
R
E
= i
b
(1 + h
fe
)R
E
(4-20)
Suy ra:
V
b
= i
b
h
ie
+ i
b
(1 + h
fe
)R
E
= i
b
[h
ie

+= (4-23)
Efeieb
b
R)h1(h
1
V
i
++
=
(4-24)
Gọi:
[
]
Efeieb
'
b
R)h1(h//RR ++= (4-25)
'
bi
'
b
'
bi
i
'
b
ii
b
Rr
R

==
(4-27)
với R’
b
theo (4-25).
Trở kháng vào của sơ đồ H3-7 : Z
i
= h
ie
+ (1 + h
fe
)R
E
(4-28)
Từ sơ đồ H3-8 ta xác đònh được trở kháng ra:
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-19- Tóm Tắt Bài Giảng. -19-
fe
'
bi
ib
i
E
E
o
h1
R//r
h
0V
i

Lý thuyết hoạt động của JFET:Lý thuyết hoạt động của JFET:
Lý thuyết hoạt động của JFET:
V
DS
: điện áp giữa cực máng và cực nguồn.
V
DS (tại điểm nghẽn)
= V
p
= V
po
+ V
GS
(5-1)

V
po
: điện thế nghẽn được tra trên đồ thò.

V
GS
: điện áp giữa cực cổng và cực nguồn.
Điện thế đánh thủng Breakdown là một hàm của điện áp GS:
GSDSSDSX
V
BV
BV
+
=
(5-2)

poD
V
V
2
V
V3
1II
với V
GS
< 0 (5-3)
I
po
: dòng điện nghẽn được tra trên đồ thò.
Từ (5-3) ta thấy:

Khi V
GS
= 0 ta có: I
D
= I
po
(5-4)

Khi V
GS
= -V
po
ta có: I
D
= 0 (5-5)








+=
(5-8)
 Khi V
GS
= 0 ta có: I
D
= I
po
(5-9)
 Khi V
GS
= -V
po
ta có I
D
= 0 (5-10)
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-21- Tóm Tắt Bài Giảng. -21-
III. Giải tích đồ thò và phân cực:
Giải tích đồ thò và phân cực:Giải tích đồ thò và phân cực:
Giải tích đồ thò và phân cực:
1
11

(5-12)
2
22
2-

-
Phân cực JGFET:
Phân cực JGFET:Phân cực JGFET:
Phân cực JGFET:

H5-14
Phương trình tải DC (DCLL): V
DD
= V
DS
+ I
D
(R
d
+ R
S
) (5-13)
Đònh nghóa nguồn áp cung cấp cho cực cổng là:

DD
21
1

21
1
SDGGGS
RIV
RR
R
RIVV −
+
=−=
(5-16)
Để I
D
ít thay đổi theo nhiệt độ ta phải chọn:
2
V
V
VV
GGpo
GGGSQ
+
−=
(5-17)
Suy ra:
poGSQGG
V
V
2
V
+
=



+=
(5-20)
Đưa tín hiệu AC vào cực cổng:
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-22- Tóm Tắt Bài Giảng. -22-
t
cos
V
V
v
V
V
0imGSQiGSQGS
ω
+
=
+
=
(5-21)
Thay (5-21) vào (5-20) ta được:
44 344 21
44444 344444 21
4444 34444 21
hai bậchài phầnThành
0
po
im
po

V
V
1I ω+ω








++
















+


im
<< V
GSQ
+ V
po
thì sự dòch chuyển của dòng DC có thể bỏ qua.
Hệ số méo hài bậc 2:
20
V
log20
V
V
14
V
V
log20D
im
po
GSQ
po
im
2
=








∂
∂
=
Q
i
r
g
GS
gs
(5-25)
 Độ xuyên dẫn:








+=
∂
∂
=
po
GSQ
po
po
GS
D
m

r ≈
∂
∂
= (5-28)
 Hệ số khuếch đại:
dsm
GS
DS
rg
Q
V
V
=
∂
∂
=µ
(5-29)
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-23- Tóm Tắt Bài Giảng. -23-
1)
1)1)
1)
Bộ khuếch đại cực nguồn chung:
Bộ khuếch đại cực nguồn chung:Bộ khuếch đại cực nguồn chung:
Bộ khuếch đại cực nguồn chung:

H5-17

R//RR
r
1
1
Z//Rg
V
V
V
V
V
V
A −≈














+
+
−===
(5-32)

(R
S1
+ R
S2
) (5-33)
Điện áp tự phân cực: V
GSQ
= -I
DQ
R
S1
(5-34)
Thực tế V
GSQ
chỉ vài volt, trong khi
2
V
V
DD
SQ
=
do đó R
S1
<< R
S2
.
Trở kháng tra nhìn từ điện trở nguồn R
S
:
1

RR
R
1
1
R
Z +µ≈






++µ
µ
−
=
do R
S1
<< R
S2
(5-37)
Mạch tách pha H5-6 có
d
02
S
01
R
V
R
V

ds
+ R
S
(µ + 1) (5-41)
3)

Mạch khuếch đại cực cổng chung
Mạch khuếch đại cực cổng chungMạch khuếch đại cực cổng chung
Mạch khuếch đại cực cổng chung:
::
: H5-9
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-24- Tóm Tắt Bài Giảng. -24-

Trở kháng vào:
1
R
r
i
V
R
dds
i
sg
sg
+µ
+
==
(5-42)



1)
1)1)
1)

Transistor ghép Cascading:
Transistor ghép Cascading:Transistor ghép Cascading:
Transistor ghép Cascading: a) Tầng E.C-E.C: H6-1
Độ lợi dòng điện:









+









L
i
L
i
hR
R
hR
Rh
RR
Rh
i
i
i
i
i
i
i
i
A
(6-1)
với R’
b1
= r
i
//R
b1
và R’
b2
= R
c1

++








++
−








+
−
=
1E1fe1íe
'
1b
'
1b
2E2fe2ìe
'
2b


b) Tầng E.C-C.C hình bài tập 6-3

Độ lợi dòng điện:
( ) ( )








+








++





i
'
i
'i
i
i
i
A
(6-6)
Z
i
= R
b1
//h
ie1
(6-7)
Z
o
Z
i
h
ie1

i
C1
h
fe1
i
b1



R
C1

i
b2