Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
MỘT SỐ BÀI TẬP MẪU CHO QUYỂN
“Giáo trình mạch điện tử I”
Chương I: DIODE BÁN DẪN.
I. Diode bán dẫn thông thường:
1) Vẽ dạng sóng chỉnh lưu : (Bài 1-1 trang 29)
Công thức tổng quát tính V
L
:
L
Li
DS
L
R
RR
VV
V
+
−
=
V
D
= 0,7V (Si) và V
D
= 0,2V (Ge)
a- Vẽ V
L
(t) với V
S
(t) dạng sóng vuông có biên độ 10 và 1V
Kết quả với giả thiết: R
91
7,01
V
2L
=
+
−
=
∗ Trong
0T
2
1
<
, Diode tắt → i
D
= 0 → i
L
= 0 → V
L
= 0.
- 35 - Một số bài tập mẫu - 35 -
i
L
i
D
R
L
R
i
V
4
t(ms)
8,37
0
1
V
L1
2 3 4
t(ms)
0,27
0
1
V
L2
2
3 4
t(ms)
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
b- Vẽ V
L
(t) với V
S
(t) dạng sóng sin có biên độ 10 và 1V.
∗ Khi V
S
= 10sinω
o
t nghóa là V
Sm
= 10V >> V
<
)
∗ Khi V
S
= 1sinω
0
t
nghóa là V
Sm
= 1V so sánh được với 0,7V:
+ V
S
> 0,7V, Diode dẫn, i
D
≠ 0, i
L
≠ 0, V
L
≠ 0.
6,0tsin9,09
91
7,0tsin1
V
0
0
2L
−ω=
+
−ω
1
>
, Diode dẫn, R
thD
≈ 0, dòng i
L
chảy qua R
i
, D, R
L
nên ta có:
V37,810.9.
10.910
7,010
R
RR
VV
V
3
33
L
Li
DS
1L
=
+
−
=
+
−
V
L
V
s
+
-
-
+
V
D
R
b
=10K
10
0
-10
9
- -
+
+
1
2 3
4
t(ms)
V
S
V
L1
0
1 2 3 4
chảy qua R
i
, R
b
, R
L
nên ta có.
V5,410.9.
10.91010
10
R
RRR
V
V
3
343
L
Lbi
S
1L
=
++
=
++
=
V45,010.9.
10.91010
1
R
RRR
≈ 0, dòng i
L
chảy qua R
i
, D, R
L
nên ta
có:
)V(tsin910.9.
10.910
tsin10
R
RR
V
V
0
3
33
0
L
Li
S
1L
ω=
+
ω
=
+
=
+
ω=
++
ω
=
++
=
∗ Khi V
S
= 1sinω
0
t so sánh được với V
D
ta sẽ có:
+
0T
2
1
>
, khi V
Sm
≥ 0,7, Diode dẫn, R
thD
≈ 0, dòng i
L
chảy qua R
i
,
D, R
L
nên ta có:
t = 1, ta có V
L2m
= 0,9 - 0,63 = 0,27V
+
0T
2
1
>
, khi V
Sm
< 0,7, Diode tắt, R
ngD
= ∞, dòng i
L
chảy qua R
i
,
R
b
, R
L
nên ta có:
- 37 - Một số bài tập mẫu - 37 -
10
-10
0 1
-
-
++
V
t(ms)
-4,5
-0,45
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
tsin315,010.9.
10.91010
tsin7,0
R
RRR
tsin7,0
V
0
3
343
0
L
Lbi
0
2L
ω=
++
ω
=
++
ω
=
+
0T
2
1
=
++
ω
=
2) Dạng mạch Thevenin áp dụng nguyên lý chồng chập:
Bài 1-20 với V
i
(t) = 10sinω
0
t
a- Vẽ mạch Thevenin:
Áp dụng nguyên lý xếp chồng đối với hai nguồn điện áp V
DC
và V
i
:
∗ Khi chỉ có V
DC
, còn V
i
= 0 thì điện áp giữa hai điểm A-K:
V3
10.5,110
10.5,1
5
rR
r
VV
33
ω=
+
=
- 38 - Một số bài tập mẫu - 38 -
V
L
+
-
V
i
+
-
i
D
R
L
1,4K
R
i
=1K
V
DC
=5v
K
A
r
i
=1,5K
R
T
1
0
-1
t(ms)
V
S
V
L2
t(ms)
0,7
0,315
+ +
-
-
-4,5
-4,5
0,585
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
∗ Vậy khi tác động đồng thời cả V
DC
và V
i
thì sức điện động tương
đương Thevenin giữa hai điểm A-K là:
)V(tsin43
rR
R
V
rR
r
ii
ii
T
b- Vẽ đường tải DC khi
2
,
3
,
2
,
3
,0t
0
π
−
π
−
ππ
=ω
.
∗ Tại
V3V0t
T0
=⇒=ω
∗ Tại
)V(46,6
2
3
43V
3
π
−=ω
Theo đònh luật Ohm cho toàn mạch ta có.
T
T
D
TT
DT
R
V
V.
R
1
R
VV
i +−=
−
=
∗ Tại
)mA(15,1
10.2
3
7,0.
10.2
1
i0t
33
0
=+−=⇒=ω
∗ Tại
7
7,0.
10.2
1
i
2
t
33
0
=+−=⇒
π
=ω
∗ Tại
)mA(58,0
10.2
46,0
7,0.
10.2
1
i
3
t
33
0
−=−−=⇒
π
−=ω
∗ Tại
)mA(85,0
10.2
Lii
T
L
T
T
LDLL
ω+=ω+==
=
+
===
II. Diode Zenner:
1) Dạng dòng I
L
= const (bài 1-40); 200mA ≤ I
Z
≤ 2A, r
Z
= 0
a- Tìm R
i
để V
L
= 18V = const.
I
min
= I
Zmin
+ I
L
= 0,2 + 1 = 1,2 A.
Zmini
i
V
imax
= 28V = I
Zmax
R
i
+ V
Z
Suy ra
Ω==
−
=
−
= 3,3
3
10
3
1828
I
VV
R
maxZ
Zmaxi
i
Vậy R
i
= 3,3Ω.
b- Tìm công suất tiêu thụ lớn nhất của Diode Zenner:
I
L
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
2) Dạng dòng I
L
≠ const: (bài 1-41), 10mA ≤ I
L
≤ 85mA.
I
Zmin
= 15mA.
a- Tính giá trò lớn nhất của R
i
maxLminZ
Zi
i
minLmaxZ
Zi
II
VV
R
II
VV
+
−
≤≤
+
−
∗ Khi V
Z
.
Mặt khác: V
imax
= I
Zmax
R
i
+ V
Z
⇒
mA200
30
1016
R
VV
I
i
Zmaxi
max
=
−
=
−
=
⇒
mA19019,001,02,0III
minLmaxmaxz
==−=−=
⇒
maxZ
maxZ
===
Vậy 10mA ≤ I
Z
≤ 80mA
Ta có: I
min
= I
Zmin
+ I
Lmax
= 60mA
I
max
= I
Zmax
+ I
Lmin
= 110mA
- 41 - Một số bài tập mẫu - 41 -
R
L
V
Z
=10v
20v<V
DC
<25v
R
min
.R
i
+ V
Z
= 20V
⇒
Ω=
−
= 7,166
06,0
1020
R
maxi
V
imax
= I
max
.R
i
+ V
Z
= 25V
⇒
Ω=
−
= 36,136
11,0
1025
R
mA30IkhiV5,1515003,020
150IV
L
L
ZZ
∗ Với DC = 25V ta có:
==×−
==×−
=+
mA50IkhiV5,1715005,025
mA30IkhiV5,2015003,025
150IV
L
L
ZZ
Tương ứng ta tính được các dòng I
Z:
mA7,36
150
105,15
I
1Z
=
−
=
;
mA7,16
Z
36,7
50
30
80
70
10
20,5
17,5 15,5
V
Z
=10V
0
r
Z
=10Ω
16,7
12,5
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Chương II: TRANSISTOR HAI LỚP TIẾP GIÁP
I. Bộ khuếch đại R-C không có C
C
và không có C
E
(E.C).
1) Bài 2-10: 20 ≤ β ≤ 60, suy ra I
CQ
không thay đổi quá 10%.
∗ Phương trình tải một chiều:
V
≥ 7,2mA.
∗ Ta giải bài toán bài toán một cách tổng quát coi β
1
= 20; β
2
= 60.
E22bbE11b
R
10
1
RRR
10
1
R β=≤≤β=
Ω==≤≤Ω== K610.60.
10
1
RRK210.20.
10
1
R
3
2bb
3
1b
Vậy 2KΩ ≤ R
b
≤ 6KΩ
∗ Mặt khác
β
β
+
β
+
=
(1)
∗ Có thể tính trực tiếp từ bất phương trình (1):
β
+
β
−≥⇒
β
+≥
β
1
10.1,0
9,01
R1,0
R
3
3
12
E
b
Chọn R
b
= 3,5KΩ.
- 43 - Một số bài tập mẫu - 43 -
V
CEQ
= 5V
+
-
+25V
R
2
R
1
R
C
=1,5K
R
E
=1K
V
1
1
RR
3
3
CC
BB
b1
Ω≈Ω=== K06,1010057
7,8
25
10.5,3
V
V
RR
3
BB
CC
b2
∗ Ta có thể tính tổng quát: Chọn R
b
= 4KΩ thay vào (1):
%9,88
1200
1067
20
10.4
10
60
3
3
3
2CQ
1CQ
==
+
+
=
thỏa mãn bất phương trình (1), ta tính tiếp như trên.
2) Bài 2-11: Với hình vẽ bài (2-10) tìm giá trò cho R
1
, R
2
sao cho dòng i
C
xoay
chiều có giá trò cực đại.
∗ Điểm Q tối ưu được xác đònh như sau:
AC
ƯCQTTƯCEQ
ACDC
CC
TƯCQ
maxCm
R.IV
RR
V
II
33
TƯCQ
=
+
=
V
CEQTƯ
= 5.10
-3
.2,5.10
3
= 12,5V
∗ Chọn
Ω==β= K1010.100.
10
1
R
10
1
R
3
Eb
(bỏ qua I
BQ
)
V
BB
≈ V
BE
+ I
CC
=
+
−≡
3
10.5,2
1
ACLLDCLL
Q
TƯ
0
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
Ω≈Ω==
−
=
−
= K13K95,12
772,0
10
25
7,5
1
1
10.10
= 1,2V; β = 20. Tìm giá trò tối đa của dao
động có thể có được ở C và tính η.
Biết β = 20, V
BEQ
= 0,7V.
Ta có:
mA3,3
50100
7,02,1
R
R
VV
I
b
E
BEQBB
CQ
=
+
−
=
β
+
−
=
∗ Để tìm giá trò tối đa của dao động có thể có được ở C ta phải vẽ
phương trình tải DC, AC
V
CEQ
= V
= 2,15V
∗ P
CC
= I
CQ
.V
CC
= 3,3.10
-3
.6 = 19,8mW
- 45 - Một số bài tập mẫu - 45 -
+6V
R
b
= 1K
R
C
= 1K
R
E
= 100Ω
V
BB
= 1,2V
45,5
R
V
DC
CC
=
( )
mW31,210.10.15,2
2
1
R.I
2
1
P
3
2
3
C
2
maxCmL
===
−
Hiệu suất:
%7,11
10.8,19
10.31,2
P
P
3
3
CC
L
===η
−
−
II. Bộ KĐRC không có C
−
==
−
≈
suy ra V
BB
= 0,7 + 100.10
-2
= 1,7V
Ω==β= K1100.100
10
1
R
10
1
R
Eb
Ω≈=
−
=
−
= K2,1
83,0
10
10
7,1
1
10
V
V
cc
=10V
R
2
R
1
R
C
=150Ω
R
E
100Ω
β=100; V
BEQ
=0,7v
i
C
(mA)
V
CE
(V)
Q
−
150
+ R
E
) = 10 – 10
-2
.250 = 7,5V
Từ hình vẽ ta nhận thấy để I
Cm
lớn nhất và không bò méo thì I
Cmmax
=
10mA.
Ta có thể tìm i
Cmax
và V
Cemax
theo phương trình
( )
CEQCE
C
CQC
VV
R
1
Ii −−=−
Cho V
CE
= 0 ⇒
mA60
150
5,7
(1)
V
CEQTƯ
= R
AC
.I
CQTƯ
(2)
R
DC
= R
C
+ R
E
= 150 + 100 = 250Ω
R
AC
= R
C
= 150Ω
Thay vào (1) ta được:
mA25
150250
10
I
ƯCQT
=
+
=
V75,310.25.150V
V
V
1
1
RR
33
CC
BB
b1
- 47 - Một số bài tập mẫu - 47 -
V
CE
(V)
i
C
(mA)
V
CEQTƯ
= 3,75
2I
CQTƯ
= 50
40
RR
V
EC
CC
=
+
10
10
V
V
RR
3
BB
CC
b2
Để vẽ ACLL, rất đơn giản ta chỉ cần xác đònh:
i
Cmax
= 2I
CQTƯ
và V
Cemax
= 2V
CEQTƯ.
III. Bộ KĐ R-C có C
C
và C
E
(E.C).
1)
Bài 2-20: Điểm Q tối ưu
R
DC
= R
C
+ R
.R
AC
= 6,9.10
-3
.450 = 3,1V
V
BB
= 0,7 + R
E
.I
CQTƯ
= 0,7 + 100.6,9.10
-3
= 1,4V
Ω==β= K1100.100.
10
1
R
10
1
R
Eb
- 48 - Một số bài tập mẫu - 48 -
C
E→
∞
V
cc
=10V
R
V
EC
CC
=
+
−
450
1
ACLL
6,2 10
0
I
CTƯ
= 6,9
−
1000
1
DCLL
CC
b2
Ta có dòng xoay chiều:
V1,3V
mA45,39,6
900900
900
I.
RR
R
I
Lm
Cm
LC
C
Lm
=⇒
=
+
=
+
=
2)
Vẫn bài 2-20 nếu ta bỏ tụ C
E
thì ta sẽ có bộ khuếch đại R.C có C
C
mà không
có C
E
RR
V
II
3
ACDC
CC
maxCm
ƯCQT
=
+
=
+
==
V
CEQTƯ
= I
CQTƯ
.R
AC
= 6,45.10
-3
.550 = 3,55V
V
BB
= 0,7 + I
CQ
. R
E
= 0,7 + 6,45.10
-3
345,1
10
10
V
V
RR
3
BB
CC
b2
mA225,310.45,6.
900900
900
I
RR
R
I
3
Cm
LC
C
Lm
=
+
=
+
=
−
V
Lm
=
+
=
mA1,2
60
10.4
10.2
7,05
R
R
7,0V
I
3
3
b
E
BB
CQ
=
+
−
=
β
+
−
=
- 49 - Một số bài tập mẫu - 49 -
R
b
= = =
7,0V
I
−
=
)
V
CEQ
= V
CC
– I
CQ
(R
C
+ R
E
) = 25 – 2,1.10
-3
.3.10
3
= 18,7V
Từ hình vẽ ta thấy: I
CQ
< I
CQTƯ
nên I
Cm
= I
CQ
= 2,1mA
mA05,110.1,2.
* Cách vẽ DCLL và ACLL của bộ KĐ R.C mắc C.C tương tự như cách mắc
E.C
( )
CEQCE
AC
CQC
VV
R
1
Ii −−=−
với
Ω=
+
+= k2
RR
RR
RR
LE
LE
CAC
Cho V
CE
= 0 suy ra
mA45,11
10.2
7,18
10.1,2
R
V
Ii
−
3
10.2
1
ACLL
10
0
I
CQTƯ
= 5
−
3
10.3
1
DCLL
22,9
25
I
CQ
= 2,1
CQACCEQmaxCEQ
=+=+=
−
* Với bài toán trên nếu chưa biết R
1
và R
2
ta có thể thiết kế để dòng điện ra
lớn nhất: R
DC
= R
C
+ R
E
= 10
3
+ 2.10
3
= 3KΩ.
Ta có:
mA5
10.210.3
25
RR
V
I
33
ACDC
CC
ƯCQT
Suy ra
mA93
100
7,010
R
R
7,0V
I
b
E
BB
EQ
=
−
≈
β
+
−
=
V
CEQ
= V
CC
+ V
EE
– I
CQ
(R
C
+ R
= 46,5.10
-3
.10
2
= 4,65V
∗ Đây là điểm Q bất kỳ nên ta có:
( )
CEQCE
AC
CQC
VV
R
1
Ii −−=−
+ Cho V
CE
= 0 suy ra
mA214
R
V
Ii
AC
CEQ
CQmaxC
=+=
+ Cho i
C
= 0 suy ra
V675,1050.10.9305,6RIVV
3
L
=100Ω
V
CC
=10v
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
∗ Nếu bài này được tính ở chế độ tối ưu thì:
R
DC
= R
C
+ R
E
= 150Ω
Ω=
+
= 50
RR
RR
R
LE
LE
AC
khi đó
mA100A1,0
50150
20
RR
V
I
EC
EECC
=
+
+
−
50
1
ACLL
10,675 20
0
I
CQ
= 93
−
150
1
DCLL
21
1
BB
≈
+
=
+
=
mA6,4
100
10.3
500
7,03
I
3
CQ
≈
+
−
=
V
CEQ
= V
CC
– I
CQ
(R
C
+ R
E
(1)
- 53 - Một số bài tập mẫu - 53 -
Z
o
i
C
Z
i
R
i
2K
i
b
R
b
3K
i
i
R
C
1,5K
i
L
R
L
=1,5K
h
ie
100i
b
i
=2K
R
E
1,5K
C
C1→
∞
-
+
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
50100.
10.5,110.5,1
10.5,1
h.
RR
R
i
i
i
i
i
i
33
3
fe
LC
C
b
C
= -50.0,61 = -30,6
Z
i
= R
i
//R
b
//h
ie
= 1200//760 = 465Ω
Z
o
= R
C
= 1,5KΩ.
2)
Bài 4-11: Q bất kỳ và h
fe
thay đổi.
a- Chế độ DC:
∗
100R5010.50.
10
1
R
10
1
R
bE11b
=<Ω==β=
=
+
−
=
β
+
−
=
mA100
10
7,07,1
R
7,0V
I
E
BB
2EQ
=
−
=
−
≈
Ω≈=
−
−
21
10.83
10.25
.50.4,1h
3
=100Ω
C
C→
∞
-
+
+V
CC
=20v
C
E→∞
+
-
i
L
R
E
10Ω
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
ieb
b
fe
LC
C
i
b
b
L
i
L
100100
100
A
2i
−=
++
−=
Z
i
= R
b
//h
ie
suy ra Z
i1
= 100//21 = 17,36Ω
Z
i2
= 100//52,5 = 34,43Ω
Vậy 20,66 ≤ A
i
≤ 49,18
17,36Ω ≤ Z
i
≤ 34,43Ω
3)
Bài 4-12: Dạng không có tụ C
E
a- Chế độ DC:
mA5,4
CC
– I
CQ
(R
C
+ R
E
) = 20 – 4,5.10
-3
.(3.10
3
) = 6,5V
Ω==
−
−
778
10.5,4
10.25
.100.4,1h
3
3
ie
b- Chế độ AC:
- 55 - Một số bài tập mẫu - 55 -
R
b
=10K
V
BB
=5,7V
i
R
C
2K
i
L
h
fe
R
E
100i
b
h
ie
=778Ω
i
C
i
b
R
b
100Ω
i
i
R
C
100Ω
i
L
h
i
i
i
fe
LC
C
b
C
C
L
b
L
−=
+
−==
09,0
1077810
10
RhhR
R
i
i
54
4
Efeieb
b
i
b
=
++
+
=
−
−
32
10
10.25
.10.4,1.
11
1
h1
h
h
3
3
fe
ie
ib
5
4
fe
oe
ob
10
11
10
h1
h
h
−
L
1/h
ob
10
5Ω
i
C
h
fb
i
e
0,91i
b
h
ib
32Ω
i
e
R
i
50Ω
V
i
+
-
Khoa Điện – Điện tử Kỹ thuật mạch Điện Tử I
i
e
e
L
fb
ob
L
ob
L
e
C
C
LL
e
L
−=
+
−=
+
−==
012,0
3250
1
hR
1
hR
V
.
V
1
V
i
ibiibi
i
10
10
7,010
R
R
7,0V
I
5
3
b
E
CC
EQ
=
+
−
=
β
+
−
=⇒
V
CEQ
= V
CC
– R
E
I
EQ
= 10 – 4,65.10
c1→∞
+V
CC
=10V
i
L
’
r
i
500Ω
V
i
+
-
h
ie
753Ω
i
b
R
b
100KΩ
R
e
.hfe
100KΩ
R
L
.hfe
100KΩ
A ==
(1)
( )
( )
[ ]
985,0
000.50753
500.100
R//Rhhi
R//Rh.i
V
V
LEfeieb
LEfeb
b
L
=
+
=
+
=
(2)
R
’
b
= R
b
//[h
ie
+ h
+
Ω
=
+
=
+
=
(3)
Thay (2), (3) vào (1) ta có: A
V
= 0,985.0,994 = 0,979 ≈ 0,98
[ ]
Ω≈+≈
+= 37,12553,7//10
h
R//r
h//RZ
3
fe
bi
ibEo
( )
[ ]
Ω==+= K3,33RR//Rhh//RZ
+
=
+
= 500R.h.
10
1
RK1,2
10.710.3
10.7.10.3
RR
R.R
R
Efeb
33
33
2111
2111
1b
suy ra, không được bỏ qua I
BQ1
;
V310.
10.710.3
10.3
V.
RR
R
V
33
3
+
−
=
V
CEQ1
= V
CC
– I
EQ1
(R
C1
+ R
E1
) = 10 – 16,2.10
-3
.300 = 5,14V
Ω===
−
−−
108
10.2,16
10.25
.50.4,1
I
10.25
.h4,1h
3
3
1EQ
3
33
3
CC
2212
12
2BB
=
+
=
+
=
mA2,1
250
3,0
50
900
250
7,01
2h
R
R
7,0V
I
2b
2E
2BB
2EQ
=≈
+
−
3
2fe2ie
b - Chế độ AC
i
1b
1b
2b
2b
L
i
i
i
.
i
i
.
i
i
A =
(1)
- 59 - Một số bài tập mẫu - 59 -
i
C2
V
L
Z
o
Z
i
R