bai tap cau kien dien tu doc

Một mạch bằng diode có điện áp làm việc là 3V, nên sụt áp tiếp giáp là đáng kể.. Khi diode Zener làm việc ở vùng đánh thủng zener, với một sự thay đổi lớn về dòng zener sẽ tạo ra.. Mạch

CÂU HỎI & BÀI TẬP (1) CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ

( PHẦN TRẢ LỜI & BÀI GIẢI CỦA SINH

VIÊN )

Họ & tên sinh viên:

ý:

 Mỗi sinh viên hãy tự trả lời câu hỏi và làm bài tập trực tiếp vào tài

liệu này (bản cứng) Không sao chép bài giải của người khác

 Đối với phần câu hỏi trắc nghiệm, SV làm bài cần suy nghĩ thật kỹ

trước khi chọn bằng cách khoanh tròn hoặc đánh dấu  vào ngay trước một phương án đúng nhất, và giải thích ngắn gọn vào phần trống bên cạnh hoặc phía dưới mỗi câu hỏi Đối với các bài tập, hãy ghi lời giải vào ngay phần để trống tương ứng ở mỗi bài tập.

 Tài liệu tham khảo:

- Bài giảng Cấu kiện điện tử (2001) [Dw Quang Bình].

- Fundamentals of Linear Electronics Integrated and Dicrete (1998) [James Cox ].

- Địa chỉ liên hệ khi cần: Thầy Dw Quang Bình, 0905894666, hoặc: Email: binhduquang@.gmail.com

 Thời hạn hoàn thành và nộp bài tập:

.

tại bm: Điện tử, Khoa Điện tử-Viễn thông, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng – 54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, Tp Đà Nẵng (không chấp nhận sự chậm trể).

A Câu hỏi về diode.

1.1 Giới thiệu về diode.

1 Ký hiệu mạch của diode

a các điện tử; b các ion; c các hạt trung hòa [neutron]; d các lỗ trống.

8 Điện áp rào chắn [barrier voltage] của diode tiếp giáp PN bằng Silicon vào khoảng

10 Một mạch bằng diode có điện áp làm việc là 3V, nên sụt áp tiếp giáp là đáng kể mạch sẽ được phân tích bằng mô hình

a zener; b chi tiết; c lý tưởng; d thực tế

1.4 Các mạch diode.

11 Mạch nào sau đây (sử dụng các diode) không phải là mạch chỉnh lưu ?

a cầu; b bán kỳ; c ghim; d biến áp điểm giữa

12 Mạch chỉnh lưu sử dụng 4 diode.

a cầu; b bán kỳ; c ghim; d biến áp điểm giữa

13 Mạch chỉnh lưu có hai diode được phân cực thuận đồng thời

a cầu; b bán kỳ; c ghim; d biến áp điểm giữa

14 Đối với các mạch chỉnh lưu khi tăng dòng tải sẽ làm cho điện áp gợn

a giảm; b vẫn không đổi; c tăng; d giảm xuống 0

15 Mạch nhân áp được cấu tạo bằng các diode và

a các tụ điện; b các điện cảm;

c chỉ có các diode và các điện trở; d các mạch hạn chế

16 Mạch xén (hạn chế) sẽ làm thay đổi của tín hiệu ra.

a mức 0 của điện áp DC [DC offset]; b dạng;

c tần số; d độ rộng băng tần

17 Mạch ghim sẽ làm thay đổi của tín hiệu ra.

a mức 0 của điện áp DC [DC offset]; b dạng;

c tần số; d độ rộng băng tần

1.5 Các thông số của diode.

18 Hai thông số làm việc định mức của diode quan trọng nhất là

a Điện áp ngược lặp lại đỉnh và dòng thuận trung

bình b Dòng thuận gợn đỉnh và sụt áp thuận

c Dòng ngược và thời gian hồi phục

a diode hở mạch; b diode bị ngắn mạch; c diode là bình thường.

20 Khi tháo một diode ra khỏi mạch và kiểm tra diode bằng một vạn năng số [DMM] Đồng hồ chỉ thị 0,636V khi được phân cực thuận và quá thang đo khi được phân cực ngược Có hư hỏng nào với diode ?

a Diode bị hở mạch; b Diode bị ngắn mạch; c Diode hoạt động bìnhthường

21 Khi tháo một diode ra khỏi mạch và kiểm tra diode bằng một vạn năng số [DMM].

Số chỉ thị trên đồng hồ là 0,636V khi được phân cực thuận và 0,752V khi được phân cực ngược Có hư hỏng nào với diode ?

a Diode bị hở mạch; b Diode bị ngắn mạch; c Diode hoạt động bìnhthường

22 Mạch ở hình 1.70, có tín hiệu vào là sóng sin Diode D 1 hở mạch Dạng sóng tại đầu ra là dạng sóng nào dưới đây ?

23 Mạch hình 1.70, có tín hiệu vào là sóng sin Diode D 1 ngắn mạch Dạng sóng ra

26 Mạch ở hình 1.72, có tín hiệu đặt vào đầu vào là sóng sin, 50V đỉnh Dạng sóng ra là

27 Mạch ở hình 1.72, có tín hiệu vào là sóng sin, 35V hiệu dụng Dạng sóng ra là

28 Mạch ở hình 1.73, có tín hiệu vào là sóng vuông, 20V đỉnh - đỉnh (+ 10V đến - 10V) Tụ

điện C 1

bị ngắn mạch Dạng sóng ra là

B Bài tập chương diode.

1 Nếu đặt nguồn dc là 18V vào mạch, thì mức điện áp chỉ thị trên đồng hồ đo trong mạch hình

1.74a là bao nhiêu? và mạch hình 1.74b là bao nhiêu?

R 1 (nhỏ nhất) =

3 Mức công suất tiêu tán ở diode D 1 trong mạch hình 1.76a là bao nhiêu ?

P D = và mạch hình 1.76b là bao nhiêu ? P D =

điện áp lớn nhất có thể đặt vào mạch ở hình 1,77a, là bao nhiêu ? VA (lớn nhất) =

7 Hãy vẽ dạng và ghi mức điện áp của dạng sóng ra cho mạch ở hình 1.80.

8 Mạch ở hình 1.81a, có điện áp vào là 2VDC (điện áp tại hai điểm AB) Hãy tính mức tín hiệu tại điểm đo 1 (TP 1 ).

9 Mạch ở hình 1.81b, có điện áp vào là 2VDC (điện áp tại hai điểm AB) Hãy tính mức tín hiệu tại điểm đo 1 (TP 1 ).

13 Hãy tính công suất tiêu tán bởi mạch chỉnh lưu cầu khi mạch chỉnh lưu cung cấp mức dòng là 5A.

14 Hãy tính công suất tiêu tán bởi mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng biến áp điểm giữa khi mạch chỉnh lưu cung cấp mức dòng là 5A.

15 Hãy tính phần trăm sai số của mức điện áp ra do bỏ qua sụt áp thuận của các

19 Vẽ và ghi mức điện áp của dạng sóng ra đối với mạch ở hình 1.85.

C Câu hỏi về các diode đặc biệt.

2.1 Diode Zener:

1 Diode Zener thường làm việc ở chế độ:

a Phân cực thuận; b Phân cực ngược;

c Không phân cực; d Phân cực bằng điện trở

2 Diode Zener so với diode thông thường ở chế độ phân cực thuận sẽ như thế nào ?

a Sụt áp trên tiếp giáp là nhỏ hơn nhiều; b Sụt áp trên tiếp giáp là lớn hơn nhiều;

c Sụt áp trên tiếp giáp là gần như nhau; d Sụt áp trên tiếp giáp luôn luôn xấp xỉ 2V

3 Khi diode Zener làm việc ở vùng đánh thủng zener, với một sự thay đổi lớn về dòng zener sẽ tạo ra

a một sự thay đổi lớn về điện áp zener; b.một sự thay đổi nhỏ về điện áp zener;

c không thay đổi về điện áp zener; d một sự thay đổi lớn về dòng thuận

2.2 Ứng dụng của diode Zener.

4 Mạch ổn định điện áp bằng diode zener thích hợp có khả năng duy trì mức điện

áp gần như

không đổi .

a khi có sự thay đổi ở dòng tải; b khi có sự thay đổi ở điện trở tải;

c khi có sự thay đổi ở điện áp trên tải; d Tất cả các trường hợp trên

5 Điện áp vào của mạch ổn định điện áp bằng diode Zener cần

zener; c lớn hơn điện áp zener; d bằng 0

6 Mạch ổn định điện áp bằng diode zener sử dụng một điện trở hạn dòng

a mắc nối tiếp với điện trở tải; b mắc song song với điện trở tải;

c mắc nối tiếp với tổ hợp mạch song song gồm tải và diode zener; d mắc nối tiếp với diode

zener

2.3 Bộ bảo vệ quá điện áp.

7 Các xung điện áp có thể phát sinh trên nguồn điện lưới là do

a các thay đổi về ánh sáng; b các nguồn âm thanh;

21 Ký hiệu mạch của diode biến dung [varactor] là

22 Ký hiệu mạch của photodiode là

23 Sụt áp trên diode zener phân cực thuận xấp xỉ bằng

e Zener hở mạch; f Zener bị ngắn mạch; g mạch bình thường

26 Điện áp ra của mạch hình 2.31, là 0V và tất cả các linh kiện làm việc ở nhiệt độ phòng, nguyên nhân có thể là do

27 Điện áp ra của mạch hình 2.31, là 6,8V, nguyên nhân có thể là do

D Bài tập về các diode đặc biệt.

2 Mức công suất tiêu tán trên diode zener ở hình 2.32, là bao nhiêu ?

nhất có thể được cung cấp khi mạch không còn ổn định điện áp.

8 Hãy thiết kế và vẽ một mạch ổn định điện áp bằng zener tương tự như mạch ở hình 2.33 với điện áp ra là 9,1V Dãi điện áp vào trong khoảng từ 12,3V đến 14,6V, và khoảng dòng tải đầu ra từ 0 đến 100mA.

9 Mức công suất tiêu tán của một diode zener 9,1V là bao nhiêu khi mức dòng chảy qua zener theo chiều phân cực thuận là 100mA ?.

10 Mức công suất tiêu tán của một diode Zener 9,1V là bao nhiêu khi mức dòng chảy qua zener theo chiều phân cực ngược ?.

11 Một bộ triệt điện áp quá độ [TVS - Transient Voltage S uppressor] hai chiều làm việc với mức điện áp đánh thủng là + / - 28V Cáp nối RS232 làm việc trong phạm vi hai mức điện áp giới hạn (chuyển mạch từ - 15V đến + 15V) Mức dòng chảy qua TVS

là bao nhiêu ?.(hình 2.34)

12 Diode biến dung ở hình 2.35, có điện dung là 200pF khi điện áp phân cực ngược là

4V Tại tần số nào của V 1 để mạch ở hình 2.35 có mức điện áp tín hiệu ra lớn nhất ?.

13 Nếu nguồn cung cấp một chiều 4VDC ở mạch hình 2.35 được điều chỉnh lên

8VDC, thì tại tần số nào của V 1 mạch có mức tín hiệu ra lớn nhất ? (xem đặc tuyến ở hình 2.12).

14 Tính điện áp tại TP 1 và TP 2 đối với mạch ở hình 2.36.

15 Một LED được sử dụng để chỉ thị khi mạch được cấp nguồn là 20V Hãy tính điện trở nối tiếp cần phải có để giới hạn dòng thuận của LED ở mức 15mA.

17 Tính mức dòng chảy qua các đoạn LED dẫn điện trong mạch hình 2.37.

18 Tính tổng công suất tiêu tán của mạch hình 2.37.

19 Vẽ mạch, các trị số linh kiện của mạch của một LED được nối với nguồn 12V để

LED phát sáng Dòng chảy qua LED được giới hạn ở mức 25mA.

20 Hãy vẽ sơ đồ các kết nối đến bộ hiển thị bằng LED 7-đoạn chung-anode

(MAN72A) theo các đầu vào, các điện trở cần thiết, và nguồn cung cấp để hiển thị chữ

số 5.

BÀI TẬP BỔ SUNG PHẦN

DIODE

D1.1 Một diode silicon dẫn ở nhiệt độ 25oC, với mức sụt áp trên hai cực diode là 0,7V

a) Xác định mức sụt áp V trên diode nếu diode làm việc ở nhiệt độ +100oC và –100oC

(Đs: a) V = 0,55V; b) V =

0,95V)

D1.2 Mạch ở hình 1.31S, dùng để chỉnh lưu sóng sin có 100Vrms và tần số 60Hz Mứcđiện áp ra nhỏ nhất không thể giảm dưới 70V và tỷ số biến áp là 1:2 Điện trở tải là

2k Tính điện dung cần thiết của tụ lọc mắc song song với RL (Đs: 8,25µF)

D1.3 Điện áp ra của bộ chỉnh lưu bán kỳ vào khoảng 50V, tần số 60Hz Giả sử trở

thuận của diode bằng 0, tải thấp nhất có thể mắc vào mạch khi sử dụng tụ khoảng50µF để duy trì mức điện áp gợn nhỏ nhất trên 40V là bao nhiêu ? (Đs: 1,67k)

D1.4 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ như mạch ở hình 1.31S, có biến áp với tỷ số vòng

D1.5 Một mạch ổn định bằng diode Zener (hình 1.37S) có điện áp đầu vào thay đổi

trong khoảng từ 10V đến 15V và mức dòng tải thay đổi trong khoảng từ 100mA đến 500mA

a) Tính trị số của Ri và IZmax, biết rằng mạch sử dụng diode zener 6V

D1.6 a) Nếu không sử dụng điện trở xả RF trong mạch ở hình 1.37S, và biến áp là biến

áp điểm giữa 4:1 với tín hiệu vào là 120Vrms, 60Hz Tính trị số của Ri cần thiết để duytrì 10V trên tải có mức dòng thay đổi từ 50mA đến 200mA Biết điện áp thấp nhất chophép tại đầu vào của mạch ổn định là 14V

1.1 Xác định dạng sóng ra của mạch ở hình P1.1, khi tín hiệu vào vS là dạng sóng vuông đối xứng biên độ đỉnh – đỉnh là 100V, có chu kỳ là 2s Giả thiết rằng diode là lý tưởng.

1.2 Xác định dạng sóng ra của mạch ở hình P1.2, (diode lý tưởng) khi vS là:

a) Sóng vuông đối xứng 100V đỉnh – đỉnh, có chu kỳ là 2s

b) Sóng sin 100V đỉnh – đỉnh, với chu kỳ là 2s

c) Sóng tam giác đối xứng 40V đỉnh – đỉnh, với chu kỳ là 2s

1.3 Xác định dạng sóng ra của mạch ở hình P1.3, khi vS là sóng sin 100V đỉnh – đỉnh,

có chu kỳ là 2s Giả sử diode là lý tưởng, và C = 0.

1.4 Vẽ đặc tuyến ID theo VD cho một diode silicon nếu dòng bảo hòa ngược IS = 0,1µA,

1.6 Một diode thực tế có dòng bảo hòa ngược là 0,2 A, n = 1,6, và VT = 26mV Hãyxác định dòng chảy qua diode khi sụt áp trên diode là 0,4V Tính điện trở thuận củadiode tại điểm làm việc này

1.7 Cho mạch ở hình 1.4, hãy xác định mức dòng chảy qua diode khi sụt áp dc

a) Khi các diode được xem là lý tưởng

b) Khi các diode được xem là diode thực tế, có Rf = 10 , và V = 0,7V Bỏ qua

dòng bảo hòa ngược

1.9 Nếu tải ở đầu ra của một mạch nắn bán kỳ là 10k , thì trị số của tụ cần phải có là

bao nhiêu để có mức điện áp ra không thay đổi quá 5% ? Điện áp vào là 100Vrms,60Hz Dựa vào hình P1.1 Suy ra dạng sóng ra

1.10 Thiết kế một bộ nguồn cung cấp theo kiểu mạch nắn bán kỳ để nhận tín

hiệu vào là

120Vrms, 60Hz và yêu cầu mức điện áp ra lớn nhất là 17V và thấp nhất là 12V Nguồncung cấp sẽ cung cấp điện áp nguồn cho mạch điện tử yêu cầu mức dòng không đổi là1A Hãy xác định cấu hình mạch, tỷ số vòng dây của biến áp, trị số của tụ Giả sử cácdiode và biến áp là lý tưởng

1.11 Nếu tải đầu ra của mạch nắn toàn kỳ là 10k , trị số của tụ là bao nhiêu cần thiết

để duy trì mức điện áp ra không thay đổi thấp nhiều so với 10% ? Tín hiệu vào là110Vrms, 60Hz Dựa vào hình 1.3 Suy ra dạng sóng ra

1.12 Lặp lại bài tập 1.11, với kiểu nguồn cung cấp là mạch chỉnh lưu

toàn kỳ

1.13 Hãy xác định thông số của tụ trong mạch ở hình 1.31S, khi a = 6 và RL = 50 .Mức điện áp nhỏ nhất đến tải cần phải có không suy giảm quá 20%.

1.14 Nếu một diode zener được mắc trong mạch như ở hình P1.6, trị số điện trở Ri là

bao nhiêu để duy trì điện áp trên tải ở mức 10V (VZ) khi dòng tải thay đổi từ 50mA đến500mA và điện áp vào thay đổi từ 15V đến 20V ? Hãy xác định mức công suất địnhmức cần thiết cho điện trở và diode zener

1.15 Mạch ổn định bằng zener như ở hình P1.6, sử dụng diode zener 20V để duy

trì điện áp không đổi 20V trên điện trở tải RL Nếu điện áp vào thay đổi từ 32V đến 43V

và dòng tải biến thiên từ 200mA đến 400mA, hãy tính chọn trị số của Ri để giữ điện ápkhông đổi trên tải Xác định công suất định mức cần thiết cho điện trở và diode zener

1.16 Mạch ổn định zener như ở hình P1.7, sử dụng diode zener 9V để giữ mức điện áp

hằng 9V trên tải, với điện áp vào thay đổi từ 18V đến 25V và dòng ra thay đổi từ 400mA

1.17 Giả sử không có tổn hao trong các diode nắn của mạch nắn toàn kỳ (hình P.18)

với n = 2, trị số của Ri cần thiết là bao nhiêu để duy trì VL ở mức 16V với dòng tải

là 500mA, sử dụng zener 16V? VS thay đổi trong khoảng từ 110Vrms đến 120Vrms,

60Hz Giả sử RZ = 0 Mức điện áp để mạch ổn định cần phải không được giảm nhiều

hơn 8V trên mức VZ

1.18 Giả sử không có sụt áp ở các diode chỉnh lưu trong mạch ở hình P1.8, và n = 2, trị

số của Ri cần thiết là bao nhiêu để duy trì VL = 16V với mức dòng tải khoảng 500mA ?Điện áp vào của biến áp là 110Vrms đến 120Vrms, 60Hz Điện áp ra của mạch nắn

đã được lọc không thể thay đổi nhiều hơn ± 5V Hãy xác định công suất định mức cầnthiết cho điện trở và diode zener

1.19 Thiết kế bộ nguồn ổn áp toàn kỳ sử dụng biến áp điểm giữa 4:1 và diode zener

8V, 1W để cung cấp 8V không đổi cho tải thay đổi từ 200 đến 500 Điện áp vào của biến áp là 120Vrms,

60Hz Bỏ qua tổn hao trong biến áp và các diode Xác định:

a) IZmax và IZmin b) Ri và VSmin c) trị số tụ cần thiết d) Độ ổn định theo % khi RZ = 2

1.20 Thiết kế bộ nguồn ổn áp toàn kỳ sử dụng biến áp điểm giữa 5:1 và diode zener

8V, 2W để cung cấp 8V không đổi cho tải thay đổi từ 100 đến 500 Điện áp vào củabiến áp là 120Vrms,

60Hz Bỏ qua tổn hao trong biến áp và các diode Xác định:

a) IZmax và IZmin b) Ri và VSmin c) trị số tụ cần thiết d) Độ ổn định theo % khi RZ = 2 e) Công

suất định mức của Ri

1.21 Sử dụng các giá trị của điện áp vào đối với Ri của bài tập 1.20, nhưng dùng zener

12V, trị số của Ri cần phải có là bao nhiêu để duy trì 12V ở đầu ra nếu tải thay đổi từ20mA đến 600mA ? Thông số của tụ cần phải có là bao nhiêu ?

1.22 Sử dụng mạch ở hình P1.8, và giả sử không có tổn hao ở các diode nắn, trị số

1.23 Với sóng vào là 10sin t, dạng sóng ra là như thế nào đối với các mạch xén ở

hình P1.9 ? Giả sử rằng tất cả các diode là lý tưởng với V = 0 và Rf = 0

1.24 a) Điện áp vào vi của mạch xén ở hình P1.11a, thay đổi tuyến tính từ 0 đến 150V Vẽ dạng điện áp ra trên cùng một đồ thị theo thời gian với điện áp vào Giả sử các diode lý tưởng

b) Lặp lại như phần a) cho mạch ở hình P1.11b

1.25 a) Vẽ dạng sóng ra của mạch ở hình P1.12a, khi vi = 9sin1000t V Thể hiện các giá

trị lớn nhất và nhỏ nhất trên dạng sóng và phương trình của đường cong tại các thờiđiểm khác nhau Giả sử các diode là lý tưởng

b) Lặp lại phần a) cho mạch ở hình

P1.12b

1.26 Thiết kế một mạch xén để nhận được dạng sóng ra như ở hình P1.13, từ dạng

sóng vuông đối xứng ở đầu vào là ± 10V Giả sử V = 0,7V.

1.27 Kiểu mạch xén như thế nào cần phải có để nhận được các dạng sóng cho ở

hình P1.14 ? Giả sử tín hiệu vào là 10sin t V Vẽ mạch và ghi tên cho mạch.

1.28 Thiết kế mạch ghim để có mức ghim + 2V đối với dạng sóng vuông đầu vào của

mạch như ở hình P1.15 Biên độ đỉnh – đỉnh của sóng vào vuông đối xứng là 4V, chu

kỳ là 100 s

1.29 Một nguồn điện áp sin 10kHz lý tưởng có các mức đỉnh 10V so với đất được áp

đặt đến mạch ghim bằng diode ở hình P1.16 Giả sử R , RS = 0,

1.31 Thiết kế một mạch ghim để cho dạng

sóng ra như ở hình P1.17 Giả sử tụ cho

sẳn là 0,1 F

và tín hiệu vào vi = 5sin25000t V Cho V = 0,7V.

Đáp số một số bài tập bổ sung có gạch dưới dòng

E Câu hỏi về transistor hiệu ứng trường cổng tiếp giáp-JFET.

6.1 Giới thiệu về các JFET.

1 Ba điện cực của FET được gọi là