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-

D
và i
D
là thành phần tức thời của điện áp và dòng điện.
 V
DQ
và I
DQ
là các giá trò một chiều của điện áp và dòng điện.
 v
d
và i
d
là các giá trò xoay chiều của điện áp và dòng điện.
Vậy phương trình đường tải xoay chiều ACLL trong hệ tọa độ tổng quát sẽ
là:

sDQDL1DQD
v)Ii)(R//R(Vv +−−=− (1-8)
3
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:

V
(1-10)
4
44
4-
--
-

Mạch lọc:
Mạch lọc:Mạch lọc:
Mạch lọc: (H2
(H2 (H2
(H2-
--
-9a,b)
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

11a,b)11a,b)
11a,b) Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-3- Tóm Tắt Bài Giảng. -3-
Điện áp ra gần gấp đôi điện áp vào.
II.
II.II.
II.

Diode ổn áp Zener:
Diode ổn áp Zener:Diode ổn áp Zener:
Diode ổn áp Zener: 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

d
≈ 0Ω.
Điện trở tónh:
Z
Z
t
I
V
R =
(1-14)
Hệ số ổn đònh:

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

(1-16, 1-17)
Trong đó chỉ có V
Z
≈ const, còn các đại lượng khác có thể biến đổi nhưng
phải thỏa mãn điều kiện:

I
Zmin
khi I
Lmax
và V
Smin


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
+ V
Z
= I
min
R
i
+ V
Z
(1-19)
V
Smax
= (I
Zmax
+ I
L
)R
i
+ V
Z
= I
max
R
i
+ V
Z
(1-20)
Chú ý vì V
L
= V

ở chế độ tín hiệu lớn. ở chế độ tín hiệu lớn.
ở chế độ tín hiệu lớn. I.
I.I.
I.

Các tham số cơ bản của Transistor.
Các tham số cơ bản của Transistor.Các tham số cơ bản của Transistor.
Các tham số cơ bản của Transistor. (H2
(H2 (H2
(H2-
--
-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

⇒

β
≈−
β
=−






α
α−
=
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

R
C
+ I
EQ
R
E

≈ V
CEQ
+ I
CQ
(R
C
+ R
E
) (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)3,01,0(
I
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
VV
R
−
=
(2-7’)
2
22
2-
--
-

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

nay chủ yếu dùng Transistor Silic nên từ (2-8) ta có :

CCEEQ
EQ
b
VRI7,0
1
I
R =++
+β

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


R
C

R
E

i
i

R
b

I
BQ
I
EQ
V
CC

R
L

R
E

V
BB

R

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

β+
+
−
=≈
1
R
R
7,0V
II
b
E
BB
EQCQ
coi V
BE
= 0,7v (2-16)
Thay vào (2-14) ta tính được V
CEQ
.
Thông thường khi thiết kế ta thường chọn R
E
>> (1-α)R
b
để ổn đònh dòng I
EQ
.
Vì vậy nếu chưa biết R
b
ta thường chọn:


+β
+
−
=
với V
BE
= 0,7v (2-19)

R
b

I
BQ
+V
CC

R
C

R
E

-V
EE

I
EQ
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-8- Tóm Tắt Bài Giảng. -8-
Phương trình tải DC trong trường hợp này sẽ là:

--
-

Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:
Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:
Bộ khuếch đại mắc Emitter chung:
Ta có thể chia thành 4 loại mạch cơ bản như sau:
a-

Không có C
E
, không có C
C
: (H2-3)
Bộ khuếch đại có thể được thiết kế ở chế độ tối ưu (sóng ra tốt nhất) hoặc ở
chế độ bất kỳ.
Chế độ tối ưu:
Chế độ tối ưu:Chế độ tối ưu:
Chế độ tối ưu: Thiết kế sao cho sóng ra lớn nhất và không bò méo (I
cmmax

hoặc V
Lmax
), thường chưa biết các điện trở phân cực R
1
, R
2

EC
CC
TƯCQ
+
=
(2-23)
2
V
V
CC
TƯCEQ
=
(2-24)
Chế độbất kỳ:
Chế độbất kỳ:Chế độbất kỳ:
Chế độbất kỳ: Thường cho trước R
1
, R
2
hoặc V
CEQ
hoặc I
CQ
. Áp dụng các
công thức (2-10, 11, 14, 16) sẽ xác đònh được (I
CQ
, V
CEQ
)


Chế độ t
Chế độ tChế độ t
Chế độ tối ưu:
ối ưu:ối ưu:
ối ưu:
R
DC
= R
C
+ R
E
và R
AC
= R
C
thay vào (2-21) ta được:
EC
CC
ACDC
CC
TƯ
CQmaxcm
RR2
V
RR
V
II
+
=
+
( )
CEQCE
AC
CQC
Vv
R
1
Ii −−=−
(2-27)
Cho V
CEQ
= 0
⇒

AC
CEQ
CQmaxC
R
V
Ii +=
(2-28)
Cho i

ACDC
CC
RR
V
+









−
AC
TƯ
R
1
ACLL
0I
CQTƯ






CETƯ
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-10- Tóm Tắt Bài Giảng. -10-
c-

Không có C
E
, có C
C:

Chế độ tối ưu:
Chế độ tối ưu:Chế độ tối ưu:
Chế độ tối ưu:
ECDC
RRR +=

LC
LC
EAC
RR
RR
RR
+
+=
Thay vào (2-21) ta được:
LC
LC

R2R
V
RR
R
I
RR
R
I
+
++
+
=
+
=
(2-32)
LC
LC
EC
CC
LC
LC
LmaxLmmaxLm
RR
RR
R2R
V
RR
RR
RIV
+

C
Lm
I
RR
R
I
+
=
(2-34)

V
Lm
= I
Lm
R
L
. (2-35)
d-

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

LC
LC
AC

R
E

Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-11- Tóm Tắt Bài Giảng. -11-
thay vao (2-21) ta được:
LC
LC
EC
CC
TƯCQ
maxCm
RR
RR
RR
V
II
+
++
==
(2-36)
LC
LC
LC
LC
EC
CC
TƯCEQ
maxCm
RR

R
I
+
++
×
+
=
+
=
(2-38)
LC
LC
EC
CC
LC
LC
LmaxLmmaxLm
RR
RR
RR
V
RR
RR
RIV
+
++
+
==
(2-39)
Chế độ bất kỳ xác đònh như trên.

1
PI
2
1
P ==
(2-41)
Ở chế độ tối ưu: I
Cmmax
= 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)

L
P
P
=η
(2-45)
CC
maxL
max
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-
--

RR
RR
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

C
E
→∞
R
L+V
CC

R
C

R
E

R
1-V
EE

V
L
R
b


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
RRR +=

LE
LE
AC
RR

×
+
++
==
LE
LE
LE
LE
EC
CC
AC
TƯCQTƯCEQ
RR
RR
RR
RR
RR
V
RIV
(2-51)
Ta luôn có:
maxCm
LE
E
maxLm
I
RR
R
I
+



Chế độ tối ưu:
CDC
RR =

LC
LC
AC
RR
RR
R
+
=

Thay vào (2-21), (2-22) ta được:
V
i
+

-

R
iV
L
R
1

RR
R
V
II
+
+
== (2-54)








+
×
+
+
===
LC
LC
LC
LC
C
CC
AC
TƯCQTƯCEQ
maxCm
RR
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.
Nếu sự thay đổi I
CBO
, V
BE
và β là nhỏ thì biến xét I
CQ
sẽ là hàm tuyến tính
theo các biến khác.
I
CQ
= I
CQ
(I
CBO
, V
BE
, β) (3-1)

Thừa số ổn đònh hệ số khuếch đại:
( )






+β+
+








β
=
β∆
∆
=
β
E2b
Eb
1
1CQCQ
R1R
RR

1
1CQ
BE
E
CBO
E
b
R1R
RR
I
V
R
1
I
R
R
1 (3-6)
Chú ý ∆V
BE
thường có giá trò âm. 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.

=


Độ lợi dòng điện thuận khi ngắn mạch tải:
0v
i
i
h
2
1
2
f
=
=

Tổng dẫn ngõ ra khi hở mạch nguồn:
0i
v
i
h
1
2
2
o
=
=
Ứng với các cách mắc khác nhau EC, BC hay CC mà chữ thứ hai được chỉ
đònh. Ví dụ: h
ie
, h

V
h4,1h = (4-3)
* Đối với H4-1a, có mạch tương đương rút gọn H4-4, ta có:

Hệ số khuếch đại dòng điện:
( )
b
ie
fe
ieb
b
fe
i
b
b
L
i
L
i
R
h
1
h
hR
R
h
i
i
i
i

ie
<< R
b
(4-6)

Trở kháng ra:
∞≈=
oe
o
h
1
Z
vì h
oe
= 10
-4
÷ 10
-5
(4-7)
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-17- Tóm Tắt Bài Giảng. -17-
* Đối với H4-5, có mạch tương đương H4-6 ta có:

Hệ số khuếch đại dòng điện:
( )
( )
bi
ie
LC
C

i
A
+
+
−=
+








+
−===
(4-8)
Nếu R
C
>> R
L
& R
b
//r
i
>> h
ie
ta có: A
imax
= -h

Efeiebi
bi
fe
RC
C
i
b
b
L
i
L
i
Rh1hR//r
R//r
h
R
R
i
i
i
i
i
i
A
L
+++





Từ mạch H4-9, H4-10, và H4-11 các tham số của cách mắc Base chung (BC)
có thể đưa về các tham số của cách mắc Emitter chung (EC) như sau:

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

ie
(4-19)
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

i
V
+= (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

+
==
(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

Lý thuyết hoạt động của JFET:
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
VBVBV +=
(5-2)
Trong đó BV
DSS
là điện thế Breakdown ứng với 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)
II.

Lý thuyết hoạt động của IGFET:





+=
(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

S
(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

≈ 0 nên ta có:
SDDD
21
1
SDGGGS
RIV
RR
R
RIVV −
+
=−=
(5-16)
Để I
D
ít thay đổi theo nhiệt độ ta phải chọn:
2
VV
VV
GGpo
GGGSQ
+
−=
(5-17)
Suy ra:
poGSQGG
VV2V += (5-18)
DQ
poGSQ
S
I

Đưa tín hiệu AC vào cực cổng:
Khoa Điện – Điện Tử. Kỹ thuật mạch Điện Tử I
-22- Tóm Tắt Bài Giảng. -22-
tcosVVvVV
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
nhất bậchài phầnThành
0
po
im
po
GSQ
po
DC bìnhtrung phầnThành
2
po
im
2
po
GSQ
D














+








+=
(5-22)
Khi V
im
= 0 ta có:
2
po
GSQ

log20D
im
po
GSQ
po
im
2
=































+=
∂
∂
=
po
GSQ
po
po
GS
D
m
V
V
1
V
I2
Q
V
i
g
(5-26)
Lm

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
Trở kháng vào nhìn từ nguồn: Z
i
= R
3
+ (R
1
//R
2

V
V
V
A −≈














+
+
−===
(5-32)
với r
i
<< R
3
+ (R
1
//R
2

= -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
rds
Z
o
+µ
=
(5-35)
Hệ số khuếch đại điện áp:






++µ
µ
−
=
do R
S1
<< R
S2
(5-37)
Mạch tách pha H5-6 có
d
02
S
01
R
V
R
V
−=
(5-38)

Hệ số khuếch đại điện áp: A’
1
≈ 1 (5-39)


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
Rr
i
V
R
dds
i
sg
sg
+µ
+
==
(5-42)

Hệ số khuếch đại:
1
Rr
r
R
V
V
A
dds


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









+








+
−








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

Trở kháng vào: Z
i
= r
i
//R
b1

++
−








+
−
=
1E1fe1íe
'
1b
'
1b
2E2fe2ìe
'
2b
'
2b1fe
L2C
2C2fe
i
RhhR
R
RhhR
Rh








+








++








+
=
==
1íe1b
1b

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

i
C1
h
fe1
i
b1

R
E2
h
fe2

R
L
h
fe2