Bài tập Linh kiện điện tử

Đề c−ơng ôn tập CKĐT Chất bán dẫn. Câu 2. Nêu cấu tạo và quá trình dẫn điện của chất bán dẫn thuần . Câu 3. Nêu quá trình dẫn điện của chất bán dẫn pha tạp loại N và loại P . Diode bán dẫn. Câu 5. Trình bày cấu tạo, đặc tuyến V/A, và nguyên lý hoạt động của Diode bán dẫn. Câu 6. Trình bày ứng dụng chỉnh l−u (nửa và hai nửa chu kỳ) của Diode bán dẫn. Câu 7. Trình bày nguyên lý mạch hạn biên trên, hạn biên d−ới, hạn biên hai phía sử dụng Diode bán dẫn với tín hiệu vào hình sin. Câu 8. Nêu nguyên lý làm việc, đặc tuyến V/A của Diode Zener. Transistor (chế độ tĩnh dc) Câu 9. Nêu cấu tạo của Transistor, các chế độ làm việc của Transistor . Câu 10. Nguyên tắc hoạt động của Transistor ở chế dộ khuếch đại. Câu 11. Nêu khái niệm đ−ờng tải tĩnh, điểm công tác tĩnh. Câu 12. Tại sao phải ổn định điểm làm việc tĩnh khi nhiệt độ thay đổi. Câu14. Các cách mắc BJT ở chế độ khuếch đại. Các sơ đồ phân cực cho BJT. Bài tập xác định đ−ờng tải tĩnh, điểm làm việc tĩnh của các sơ đồ ổn định điểm làm việc Transistor tr−ờng FET. Câu 18. Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của JFET. Câu 19. Cấu tạo nguyên lý làm việc của MOSFET. Câu 20. So sánh giữa transistor l−ỡng cực BJT và transistor tr−ờng FET. Các linh kiện bán dẫn khác. Câu 22. Trình bày nguyên lý làm việc, đặc tuyến V/A của UJT Câu 26. Trình bày nguyên lý làm việc, đặc tuyến V/A của SCR. Câu 27. Trình bày nguyên lý làm việc, đặc tuyến V/A của DIAC . Câu 28. Trình bày nguyên lý làm việc, đặc tuyến V/A của TRIAC BÀI TẬP DIODE Cho mạch như hỡnh vẽ xỏc định điện ỏp đầu ra ( )io vfv = 1a. VEVEtvi 6;8;sin10 21 === ω ; Diode D1 và D2 là lý tưởng 1b. VEVEtvi 4;2;sin5 21 === ω ; Diode D1 và D2 cú Ω== 10;7,0 DD RVU 1c. vi cú dạng xung tam giỏc biờn độ VEVEVUm 5;3;8 21 === ; Diode D1 và D2 là lý tưởng 1d. vi cú dạng xung vuụng biờn độ VEVEVUm 2;3;5 21 === ; Diode D1 và D2 Ω== 12;7,0 DD RVU 2a. VEVEtvi 2;5;sin8 21 === ω ; Diode D1 và D2 là lý tưởng 2b. VEVEtvi 1;3;sin5 21 === ω ; Diode D1 và D2 cú Ω== 10;7,0 DD RVU 2c. vi cú dạng xung tam giỏc biờn độ VEVEVUm 5;2;10 21 === ; Diode D1 và D2 là lý tưởng 3a. VEtvi 5;sin8 == ω ; Diode D là lý tưởng 3b. VEtvi 2;sin5 == ω ; Diode D cú Ω== 10;7,0 DD RVU 4a. VEtvi 15;sin10 == ω ; Diode D là lý tưởng 4b. VEtvi 15;sin10 == ω ; Diode D cú Ω== 10;7,0 DD RVU + + ~ vo vi R=10k Ω D2 D1 E 1 E2 + ~ vo vi R=1kΩ D E + + ~ vo vi 1kΩ R2 R1=1 kΩ D2 D1 E1 E2 R3=1kΩ + ~ vi vo R1=1kΩ 2kΩ R2 D E 5a. VEtvi 5;sin10 == ω ; Diode D là lý tưởng; Ω= kR 10 5b. VEtvi 5;sin10 == ω ; Diode D cú Ω== 10;7,0 DD RVU ; Ω= kR 10 6a. Xỏc định ( )tfvo = ; biết tvRC i ωsin20; =>> ; Diode D là lý tưởng 6b. Xỏc định ( )tfvo = ; biết >>RC ; vi cú dạng xung vuụng biờn độ VUm 10= ; Diode D là lý tưởng BÀI TẬP BJT Bài 1. Cho mạch (hỡnh 1): VCC=12V; UBEQ=0,7V; β=100 RB= 100KΩ; RC=1KΩ; RE=500Ω Xỏc định điểm cụng tỏc tĩnh và vẽ đường tải tĩnh Bài giải: Áp dụng định luật Kirchhoff II Vũng 1: EEBEBBCC RIURIV .. ++= BCBE IIII )1( β+=+= hay: ( ) EBBEBBCC RIURIV .1. β+++= Vậy: ~ vo vi R D C R D + E vi ~ vo + E D R ~ vi vo + ~ vo vi R D E=5V C Vcc RE RCRB Hỡnh 1 IB IE IC 1 2 ( ) EB BECC B RR UVI .1 β++ − = ( ) ARR UV I EB BEQCC BQ àβ 56.1 =++ − = mAII BQCQ 6,556.100. === β Vũng 2: EECECCCC RIURIV .. ++= CE II ≈ nờn: ( )ECCCECC RRIUV ++= . hay: ( )ECCCCCE RRIVU +−= . , Đõy chớnh là phương trỡnh đường tải tĩnh. ( ) VRRIVU ECCQCCCEQ 6,3. =+−= Điểm làm việc tĩnh ( )CEQCQBQ UIIQ ,, Bài 2. Cho mạch (Hỡnh 1) VCC=9V; UBEQ=0,7V; β=80; RC=1,2KΩ; RE=470Ω; Xỏc định giỏ trị của RB để điểm làm việc tĩnh Q nằm chớnh giữa đường tải tĩnh. Phương trỡnh đường tải tĩnh: ( )ECCCCCE RRIVU +−= . mA RR VIU EC CC CCE 4,547,02,1 90 = + = + =→= VVUI CCCEC 90 ==→= Vậy: Để điểm làm việc tĩnh Q nằm chớnh giữa đường tải tĩnh thỡ: VU AIImAI CEQ C BQC 5,4 7,337,2 = ==→= àβ Áp dụng Định luật Kirchhoff II cho vũng 1: EEBEBBCC RIURIV .. ++= hay: ( ) EBBEBBCC RIURIV .1. β+++= Vậy Ω= kRB 208 Bài 3. Cho mạch (Hỡnh 2) VCC=6V; UBEQ=0,7V; β=150 RB=1,5KΩ; RC=1KΩ; RE=1,8KΩ Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q và vẽ đường tải tĩnh. Áp dụng định luật Kirchhoff II: Phương trỡnh đầu vào: ( ) EEBEBBCCBCC RIURIRIIV ... ++++= ( ) BECB IIII .1 β+==+ Vậy: ( ) ( )( )[ ]ECBBBEECEBEBBCC RRRIURRIURIV ++++=+++= .1... β 1>>β ( )( ) ARRR UV I ECB BEQCC BQ àβ 5,12.1 =+++ − = mAII BQCQ 87,110.5,12.150. 3 === −β Phương trỡnh đầu ra: ( )ECCCEEECECBCCC RRIURIURIIV ++≈+++= ..).( ( )ECCCCCE RRIVU +−= . , đõy chớnh là phương trỡnh đường tải tĩnh. Vậy: ( ) VRRIVU ECCQCCCEQ 8,0. =+−= Bài 4. Cho mạch (Hỡnh 3) VCC=9V; β=100; UBEQ=0,7V RC=1KΩ; R1=1,8KΩ;R2=22KΩ Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q và vẽ đường tải tĩnh. Bài giải: Trong chế độ tĩnh, tụ ngăn thành phần một chiều, bỏ tụ. Đưa sơ đồ về dạng giống bài 3: 21 RRRB += +Vcc C1 Rc R2R1 Hỡnh 3 Hỡnh2 IC IB IE Bài 5. Cho mạch (Hỡnh 4) VCC=12V; UBEQ=0,7V; β=200; R1=27KΩ; R2=4,7KΩ; RE=500Ω; RC=1KΩ Xỏc định điểm cụng tỏc tĩnh Q và vẽ đường tải tĩnh Đưa sơ đồ mạch về sơ đồ tương đương Thevenin: VV RR RV CCBB 78,1. 21 2 = + = Ω= + = k RR RRRB 4 . 21 21 Áp dụng định luật Kirchhoff II: Phương trỡnh đầu vào: EEBEBBBB RIURIV .. ++= ( ) ARR UV I EB BEQBB BQ àβ 10.1 =++ − = mAII BQCQ 210.10.200. 3 === −β Phương trỡnh đầu ra: ( )ECCCEEECECCCC RRIURIURIV ++≈++= ... ( )ECCCCCE RRIVU +−= . , Đõy chớnh là phương trỡnh đường tải tĩnh ( ) VRRIVU ECCQCCCEQ 9. =+−= Hỡnh 4 IC IB IE IC IE IB +Vcc + VBB RE RB RC +Vcc RER2 R1 RC BÀI TẬP FET Bài 1. JFET kờnh n hoạt động trong miền bóo hũa (miền thắt) UP=-3V; IDSS=9mA; IG=0. Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q(ID, UGS, UDS) Biểu diễn điểm làm việc trờn đặc tuyến ra. Bài giải: Đõy là mạch phõn cực cho JFET kờnh đặt sẵn (kờnh n) hoạt động trong miền bóo hũa. Do IG=0 nờn UGS=-1V mA U UII P GS DSSD 41 2 =      −= VRIVU DDDDDS 51.49. =−=−= Bài 2. JFET kờnh n hoạt động trong miền bóo hũa. UP=-3V; IDSS=6mA; IG=0. Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q(ID, UGS, UDS) Biểu diễn điểm làm việc trờn đặc tuyến ra. Bài giải: Đõy là mạch phõn cực cho JFET kờnh đặt sẵn (kờnh n) hoạt động trong miền bóo hũa. Do IG=0 nờn: SDGGGS RIVU .−= hay: S GSGG D R UVI −= (1) )2(1 2       −= P GS DSSD U UII Từ (1) và (2), giải phương trỡnh bậc 2: VUGS 2,2−= mAI D 4,0= VRRIVU SDDDDDS 2,4).( =+−= +VDD=9V RD=1kΩ RG=0,8MΩ VGG=-1V +VDD=6V RD=4kΩ VGG=-2V RG=1MΩ RS=0,5kΩ Bài 3. JFET kờnh n hoạt động trong miền bóo hũa. Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q. Vẽ đường tải tĩnh và biểu diễn điểm làm việc tĩnh Q trờn đặc tuyến ra. UP=-3V; IDSS=8mA; IG=0. Bài giải: Theo định lý Thevenin: VV RR RV DDGG 4,2. 21 1 = + = Ω= + = M RR RRRG 12,0 21 21 Vẽ lại mạch: Đõy là mạch phõn cực cho JFET kờnh đặt sẵn (kờnh n) hoạt động trong miền bóo hũa. Do IG=0 nờn: SDGGGS RIVU .−= hay: S GSGG D R UVI −= (1) )2(1 2       −= P GS DSSD U UII Từ (1) và (2), giải phương trỡnh bậc 2: Ta được DSDGS U,I,U Bài 4. MOSFET kờnh đặt sẵn (kờnh n) hoạt động trong chế độ nghốo. Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q. Vẽ đường tải tĩnh và biểu diễn điểm làm việc tĩnh Q trờn đặc tuyến ra UP=-4V; IDSS=10mA; IG=0. Theo định lý Thevenin: VV RR RV DDGG 2,3. 21 1 = + = +VDD=6V RD=1kΩ RS=500Ω 0,3MΩ 0,2MΩ R2 R1 +VDD=6V RD=1kΩ VGG=2,4V RG=0,12MΩ RS=500Ω +VDD=16V RD=1,5kΩ RS=0,5kΩ 0,1MΩ 0,4MΩ R2 R1 Ω= + = M RR RRRG 8,0 21 21 Vẽ lại mạch: Đõy là mạch phõn cực cho MOSFET kờnh đặt sẵn (kờnh n) hoạt động trong chế độ nghốo. Do IG=0 nờn: SDGGGS RIVU .−= hay: S GSGG D R UVI −= (1) )2(1 2       −= P GS DSSD U UII Từ (1) và (2), giải phương trỡnh bậc 2: VUmAIVU DSDGS 04,1;48,7;54,0 ==−= Bài 5. MOSFET kờnh n hoạt động trong chế độ giàu trong miền bóo hũa UT=3V; ID=8mA tại UGS=5V. Xỏc định điểm làm việc tĩnh Q. Viết phương trỡnh và vẽ đường tải tĩnh. Bài giải: Chuyển sơ đồ mạch về sơ đồ tương đương Thevenin: VV RR RV DDGG 5. 21 1 = + = Ω= + = k RR RRRG 160 21 21 MOSFET hoạt động tại chế độ làm giàu kờnh dẫn, trong miền bóo hũa: Vẽ lại mạch: Do UT=3V; ID=8mA tại UGS=5V ( )2 2 TGSD UUKI −= => K=... Với VGG = 5V, UT=3V và K = ... => +VDD=25V RD=2kΩ RS=500Ω 0,8MΩ 0,2MΩ R2 R1 ( )2 2 TGSD UUKI −= (1) Định luật Kirchoff II đầu vào: SDGSGG RIUV .+= (2) Định luật Kirchoff II tại đầu ra: ( ) DSSDDDD URRIV ++= (3) Đõy chớnh là phương trỡnh đường tải tĩnh. 1a. Cho mạch nh− hình 1: UP=-2V; IDSS=10mA; IG=0. Xác định điểm làm việc Q và biểu diễn trên đặc tuyến ra. 1b. Cho mạch nh− hình 1: điểm làm việc trong mìên thắt với ID=4mA, IG=0; xác định điện áp UDS. Nếu VGG=0,2V thì ID=6mA, xác định điện áp thắt UP và dòng máng bão hoà IDSS. +VDD=10V RD=2kΩ RG=1MΩ -VGG=-1V Hình 1a +VDD=12V RD=1,5kΩ RG=500kΩ -VGG=-0,3V Hình 1b Hình 2a +VDD=15V RD=4kΩ -VGG=-1V RG=1MΩ RS=1kΩ Hình 2b +VDD=6V RD=2kΩ -VGG=-1V RG=10MΩ RS=100Ω +VDD=12V RD=1kΩ RS=500Ω 8MΩ 2MΩ R2 R1 Hình 3a 2a. Cho mạch nh− hình 2a: UP=-2V; IDSS=8mA; IG=0. Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt 2b. Cho mạch nh− hình 2b: IDSS=4mA; UP=-2V; IG=0. Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt. 3a. Cho mạch (hình 3a): UP=-4V; IDSS=mA; IG=0. Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt. 3b. Cho mạch (hình 3b): UP=-1,5V; IDSS=6mA; IG=0. Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt. 4a. Cho mạch (hình 4): UT=1V; ID=10mA tại UGS=5V Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt. 4b. MOSFET kênh cảm ứng ( kênh n): RG=750kΩ có VT=2,5V. Nếu ID=10mA và UGS=4V; xác định VGG; RD; và VDD để MOSFET làm việc tại: ID=6mA; UDS=3V. 4c. Cho mạch (hình 4): UT=1V; ID=8mA tại UGS=3,6V Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt. 5. Cho mạch (hình 5): MOSFET kênh có sẵn hoạt động trong chế độ làm giàu kênh dẫn với UT=2V; ID=10mA tại UGS=3V. Xác định điểm làm việc tĩnh Q và biểu diễn trên đặc tuyến truyền đạt. +VDD=6V RD=1kΩ RS=1kΩ 0,3MΩ 0,1MΩ R2 R1 Hình 3b +VDD=15V RD=2kΩ RS=200Ω 0,8MΩ 0,2MΩ R2 R1 Hình 4a +VDD=25V RD=1,5kΩ RS=0,5kΩ 0,1MΩ 0,4MΩ R2 R1 Hình 5 +VDD=24V RD=1,5kΩ RS=200Ω 0,5MΩ 0,1MΩ R2 R1 Hình 4c