GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ 1 pot

[3] Lê Tiến Thường, Tuyển Tập Bài Tập Mạch Điện Tử Tương Tự, NXB ĐH Quốc gia TP.HCM... Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ 4..  dùng để tạo các điện áp chuẩn. LED light emitting diode –

Tài liệu tham khảo

[1] Lê Tiến Thường, Mạch Điện Tử 1, NXB ĐH Quốc gia

TP.HCM.

[2] Lê Tiến Thường, Mạch Điện Tử 2, NXB ĐH Quốc gia

TP.HCM.

[3] Lê Tiến Thường, Tuyển Tập Bài Tập Mạch Điện Tử

Tương Tự, NXB ĐH Quốc gia TP.HCM.

2

CẤU TRÚC MÔN HỌC

1 Diode bán dẫn

2 Transistor hai lớp tiếp giáp (BJT)

3 Thiết kế và phân tích tín hiệu nhỏ

4 Transistor trường (FET)

5 Mạch transistor ghép liên tầng

6 Mạch khuếch đại thuật toán

3

Nội dung:

1.1 Giới thiệu;

1.2 Diode bán dẫn thông thường;

1.2.1 Quan hệ giữa điện áp và dòng điện của diode;

 dùng để tạo các điện áp chuẩn.

 LED (light emitting diode – Diode phát quang):

 Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị để điều khiển từ xa trong điện tử dân dụng;

 Làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông.

5

 Cấu trúc tinh thể

 Các mức năng lượng

7

Sự dẫn điện trong chất bán dẫn

 Dòng khuếch tán (diffusion current): Khi có sự

thay đổi mật độ electron (hole)

 Dòng chảy (drift current): Khi có điện trường

ngoài

8

Bán dẫn loại P

 Chất đưa vào: Chất nhận (acceptor material) Ví dụ:

Boron (III)

 Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng

 Phần tử mang điện chủ yếu: Lỗ trống (positive): p-type

Bán dẫn loại N

 Chất đưa vào: Chất cho (donor material) Ví dụ:

Phosphorus (V)

 Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng

 Phần tử mang điện chủ yếu: Electron (negative): n-type

1.2 Diode bán dẫn thông thường

 Cấu trúc, ký hiệu:

 Lớp tiếp xúc pn:

11

Phân cực của diode

12

1.2.1 Quan hệ giữa dòng điện và điện áp

Diode lý tưởng

 vi > 0: iD > 0 và vD = 0 (Diode ngắn mạch: short circuit)

 vi < 0: vD < 0 và iD = 0 (Diode hở mạch: open

circuit)

13

Đặc tuyến volt-ampere của diode

14

) 1 (

) 1

D D

mV v

o mkT

qv o

i

 Diode thực tế và Xấp xỉ tuyến tính hóa từng đoạn

15

1.2.2 Phân tích mạch diode

 Phần tử phi tuyến được thể hiện bởi đặc tuyến VA của diode

 Phần tử tuyến tính là mạch tương đương Thevenin

Điểm tĩnh Q là giao điểm của đặc tuyến diode và DCLL

16

)( D

17

Phương trình đường tải

 Tín hiệu DC: Điện trở tương đương Thevenin

Phân tích đồ thị

19

0 -2 0.7 1.4

1.2.3 Chỉnh lưu điện áp xoay chiều

Chỉnh lưu: là quá trình chuyển đổi từ tín hiệu xoay chiều (AC) thành tín hiệu một chiều (DC).

Có 2 loại chỉnh lưu:

Chỉnh lưu bán kỳ (Half-wave rectification)

Chỉnh lưu toàn kỳ (Full-wave rectification)

21

i D

R r

v

v i

L i

i D

R r

v i

L i

L

i D

L L

R r

R

v i

R v

0

D

L dc

L

V dt

t

v T

4

cos 15

2 2

cos 3

2 cos

2

1

1 )

Chỉnh lưu toàn kỳ

24

Phân tích tín hiệu chỉnh lưu toàn kỳ

 Giá trị trung bình:

 Khai triển Fourier:

 Giá trị điện áp ngõ ra của mạch lọc:

 Giá trị hiệu dụng của thành phần gợn sóng:

 Độ gợn sóng

25

Lm dc

4 2

cos 3

4

2 )

1 2

sin 300

2

2 )

0024

0 420

1

4

sin 1500

1 2

sin 300

2

2 )

Mạch nhân đôi điện áp một bán kỳ

 Bán kỳ âm của vS: C1 nạp điện qua D1 đến điện áp Vsmax

 Bán kỳ dương của vS: Điện áp chồng chập của C1 và vS nạp điện cho C2 qua D2 đến điện áp 2VSmax

26

1.2.4 Mạch lọc

 Để tạo điện áp DC ở ngõ ra thì cần sử dụng mạch lọc thông thấp (LPF)

 Các bộ lọc LPF thường dùng:

27

•VZ: Điện áp Zener

•Izmax: Dòng phân cực nghịch tối đa

•Izmin: Dòng phân cực nghịch tối thiểu để vZ = VZ , thường IZmin = 0.1

Izmax

•Pzmax=VzIzmax: Công suất tiêu tán tối đa