đề thi tự luân điện tử cơ bản, (có đáp án)

cơ bản củachương Khái niệm 1: Đáp ứng tần số của một mạch khuếch đại là đồ thị biểu diễn quan hệgiữa tần số của tín hiệu với hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại.. Khái niệm 2: Tần số cắ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA: ĐIỆN TỬ

BỘ MƠN: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

A - NGÂN HÀNG CÂU HỎI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KIỂU TỰ LUẬN

Chương 1: Đáp ứng tần số của mạch khuếch đại

1 Các nội dung kiến thức tối thiểu mà sinh viên phải nắm vững sau khi học xong chương 1

1.1 - Liệt kê ngắn gọn các khái niệm, hay các thuật ngữ, hay các định nghĩa, hay tên các sơ đồ(hình vẽ) nguyên lý, hay các sự kiện, hay hiện tượng, các chỉ tiêu, tiêu chí, cơ bản củachương

Khái niệm 1: Đáp ứng tần số của một mạch khuếch đại là đồ thị biểu diễn quan hệgiữa tần số của tín hiệu với hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại Bao gồm: vùng tần sốtrung bình, cao và thấp

Khái niệm 2: Tần số cắt trên và cắt dưới được dịnh nghĩa là tần số tại đó hệ số khuếchđại của mạch giảm đi 3dB hay 0,707 lần, công suất tín hiệu ra giảm một phần hai so với tầnsố tín hiệu hoạt động của mạch

1.2 - Liệt kê ngắn gọn các nguyên lý, hay các định lý, hay các cơng thức, hay các hình vẽ cĩ liênquan cần cho ứng dụng thực tế

Độ rộng băng tầng của mạch:

1.3 Liệt kê ngắn gọn các dạng bài tốn(hay vấn đề) các phương pháp, các qui trình, các bước giải quyết bài tốn (hay vấn đề),

 Bài tốn (vấn đề) 1: Tìm tần số cắt dưới của một mạch khuếch đại

e r

Trang 2

Nếu điều kiện này thoả ta sử dụng phương pháp tính gần đúng:

Tính dòng

Suy ra

Và Độ lợi điện áp tại giữa băngthông là

Tổng trở vào của mạch:

Ta có

Hay

Suy ra

°Tính tần sốcắt thấp do tụ ﾧ

°Tính tần số cắt thấp do tụ ﾧ

Ta có :

Suy ra

Tần số cắt:

 Bài tốn (vấn đê) 2: Tìm tần sốcắt trên của một mạch khuếch đại

°Tínhtần sốcắt caongõ vào

Tính giátrị điệntrở Tínhgiá trịcủa tụ

Tần số cắt

°Tính tần số cắt cao ngõ ra

Tính giá trị điện trở

Trang 2

CC V R R

o V

r

R R V

V

e i

Z = = 1// 2 //β

S S i

i

R R

i

S

i

R R

R V

i i

o S

o

V A V

V V

V A

S C

S S i L

C R R

f

1+

=

πC C

C L C L

C R R

f

1+

=

π C E

2 1

C R

f E

π2

1

=

Hi f

i s

R 1 = ||

be Wi

i Th Hi

C R

f

1

2

1π

=

Ho f L

C

R 2 = ||

Trang 3

Tính giá trị của tụ Tần số cắt

Vậytần số cắt cao củamạch là

 Bài tốn (vấn đê) 3: Vẽ đáp ứng tần số

2 Ngân hàng câu hỏi và đáp án chi tiết chương 1

1 Câu

hỏi

Cho mạch khuếch đại như hình vẽ

a Hãy tìm điểm làm việc Q

b Tính hệ số khuếch đại và tổng trở vào của mạch

c Tìm đáp ứng tần số thấp của mạch

d Tìm đáp ứng tần số cao của mạch

e Vẽ đáp ứng tần số của mạch

Biết giá trị R1, R2, RC, RE, CS, CC, CE,VCC và các thông số của transistor là β, Cbe, Cbc, Cce, Cwi, Cwo.

0.5đ0.5đ0.75đ0.75đ0.5đ

Trang 3

Mo ce Wo

0 2

2

1

C R

f

Th

Ho = π]

;min[ Hi Ho

f =

Trang 4

b Độ lợi điện áp tại giữa băng thông là

Tổng trở vàocủa mạch:

Suy ra

c Tính tần số cắt dưới:

2

β

E

E E R

o Vmid

r

R R V

V

e i

Z = = 1// 2 //β

S i

i Vmid S

i i

o S

o mid V

R R

R A

V

V V

V A

S C

S S i L

C R R

f S

)(

2

1+

=

πC C

C L C L

C R R

f

1+

=π

Trang 5

Ta có :

Suy ra

Tần số cắt:

Vậy

d Tính tần số cắt trên:

• Tính tần số cắt cao ngõ vào

Tính giá trịđiện trở

Tính giá trị của tụ

Tần số cắt

Tính giá trị điệntrở

Tính giá trịcủa tụ Tần số cắt

Vậy tần số cắt cao của mạch là

e Vẽ đáp ứng tần số

Trang 5

E C

2 1

C R

ie s

R 1 = || 1|| 2||

be Wi

i Th Hi

C R

f

1

2

1π

=

Ho f

L C

R 2 = ||

Mo ce Wo

0 2

2

1

C R

f =

Trang 6

2 Câu

hỏi

a Tìm điểm làm việc Q

b Tìm Avs , Ri

c Tìm tần số cắt dưới

d Tìm tần số cắt trên

e Vẽ đáp ứng băng thông của mạch

0.5đ0.5đ0.75đ0.75đ0.5đ

P

GS DSS

D

R I V

V

V I

I

2

1

Trang 7

Ta được và Suy ra

b Hệ số khuếch đại giữa băng thông và tổng trở vào

c Tần số cắt dưới

°Tính tần sốcắt thấp dotụ ﾧ

Do Nên

Tính giá trịcủa tụ

Tần số cắt

Tính giá trị điện

Trang 7

L D

R 2 =Ho ||

f

i Th Hi

C R

f

1

2

1π

=

gs Wi

G sig

R 1 = Hi ||

f

],,max[ L G L D L S

L

C R

L

C R R

mV

r = 26

D

C sig i G LG

C R R

f

)(

2

1+

=π

G C

S i

i Vmid S

i i

o S

o mid V

R R

R A

V

V V

V A

m

V

V g

1

P

DSS mo

Trang 8

trở Tính giá trịcủa tụ Tần số cắt

Vậy tầnsố cắt cao của mạch là

e Vẽ đáp ứng tần số của mạch: tương tự bài 1

3 Câu

hỏi Cho mạch như hình vẽ:a Hãy tìm điểm làm việc Q

Biết giá trị RB, RC, RE, CS, CC, CE,VCC và các thông số của transistor là β, Cbe, Cbc, Cce, Cwi, Cwo.

0.5đ0.5đ0.75đ0.75đ0.5đ

Đáp

án a Tìm Q:

Và

b Độ lợi điện áp tại giữa

băng thông là

Tổng trở vào củamạch:

Trang 8

]

;min[ Hi Ho

f =

0 2

2

1

C R

f

Th

Ho = π

Mo ds Wo

E B

CC CQ

R R

V V I

o Vmid

r

R R V

V

e B i

Trang 9

Suy ra

c Tính tần số cắt dưới:

°Tính tần sốcắt thấp do tụﾧ

Ta có :

Suy ra

Tần số cắt:

Vậy

d Tính tần số cắt trên:

• Tính tần số cắt cao ngõ vào

Tính giá trịđiện trở

Tính giá trị của tụ

Tần số cắt

Tính giá trị điệntrở

Tính giá trịcủa tụ Tần số cắt

Vậy Trang 9

S i

i Vmid S

R R

R A

V

V V

S S i L

C R R

f

1+

=

πC C

C L C L

C R R

f C

)(

2

1+

=

π C E

B S

C R

f E

π2

ie B s

R 1= || ||

be Wi

i Th

=

Ho f

L C

R 2 = ||

Mo ce Wo

0 2

2

1

C R

f =

Trang 10

tần số cắt cao của mạch là

e Vẽ đáp ứng tần số

4 Câu

hỏi

a Hãy tìm điểm làm việc Q

0.5đ0.5đ0.75đ0.75đ0.5đ

Đáp

án a. Tính toán phân cực DC:

Giải hệ phương

Trang 10

DD G G

G

R R

R V

2 1

P

GS DSS

D

R I V V

V

V I

I

2

1

Trang 11

trình

Suy ra

b Hệ số khuếch đại giữa băng thông và tổng trở vào

c Tần số cắt dưới

°Tính tần sốcắt thấp dotụ ﾧ

Do Nên

Tính giá trịcủa tụ

Tần số cắt

m

V

V g

1

m i

i Vmid S

i i

o S

o mid V

R R

R A

V

V V

V A

G C

G i sig

f

)(

2

1+

=

π C D

E e

f

D = 2 0 +

1π

S C

m S

eq R g

S eq L

C R

f =

Hi f

2 1

i Th Hi

C R

f

1

2

1π

=

Ho f

L D

R 2 = ||

Trang 12

trở Tính giá trịcủa tụ Tần số cắt

Vậy tầnsố cắt cao của mạch là

e Vẽ đáp ứng tần số của mạch: tương tự bài 1

Chương 2: Mạch khuếch đại công suất

1.1 - Liệt kê ngắn gọn các khái niệm, hay các thuật ngữ, hay các định nghĩa, hay tên các sơ đồ

(hình vẽ) nguyên lý, hay các sự kiện, hay hiện tượng, các chỉ tiêu, tiêu chí, cơ bản của

chương

Khái niệm 1: Mạch khuếch đại công suất thường được sử dụng để nâng công suất tín hiệu

lên cao trước khi đưa ra tải

Khái niệm 2:

- Mạch khuếch đại công suất lớp A là mạch khuếch đại mà transistor có điểm làm việc Qnằm trong vùng khuếch đại và nó dẫn trong toàn chu kì của tín hiệu ngõ vào

- Mạch khuếch đại công suất lớp B là mạch khuếch đại mà transistor có điểm làm việc Q

nằm trong vùng tắt do đó transistor chỉ dẫn trong một bán kì của của tín hiệu ngõ vào

Mạch khuếch đại công suất lớp AB là mạch khuếch đại mà transistor có điểm làm việc Q

nằm trong vùng khuếch đại gần vùng tắt do đó transistor dẫn hơn một bán kì và ít hơn mộtchu kì của của tín hiệu ngõ vào

- Mạch khuếch đại công suất lớp C là mạch khuếch đại mà transistor có điểm làm việc Q

nằm sâu trong vùng tắt do đó transistor chỉ dẫn ít hơn một bán kì của của tín hiệu ngõ vào

1.2 - Liệt kê ngắn gọn các nguyên lý, hay các định lý, hay các cơng thức, hay các hình vẽ cĩ liên

quan cần cho ứng dụng thực tế

Thông số để đánh giá mạch khuếch đại công suất chính là hiệu suất, :

1.3 Liệt kê ngắn gọn các dạng bài tốn (hay vấn đề) các phương pháp, các qui trình, các bước giải quyết bài tốn (hay vấn đề),

 Bài tốn (vấn đề) 1: Tìm công suất ngõ ra của mạch khuếch đại

 Bài tốn (vấn đề) 2: Tìm công suất ngõ vào hay nguồn cung cấp

Trang 12

Mo ds Wo

0 2

2

1

C R

f =

η

( ) ( )

100%

out ac

in dc

P x P

η =

L

L O R

V P

2

=

L

L O

R

V

P ) max( )max(

2

=

CC CC CC

Trang 13

 Bài toán (vấn đề) 3: Tìm hiệu suất của mạch

 Bài tốn (vấn đề) 4: Tìm công suất tiêu tán trên transistor

Công suất ac ngõ ra

Công suất dc ngõvào

Hiệu suất của mạch

0.5đ

0.5đ0.5đ

0.5đ

hỏi Cho mạch điện như hình dưới, loa có giá điện trở R

L và tín hiệungõ vào sẽ tạo ra dòng điện biến thiên bằng Ib(p)

a Hãy tính toán công suất trên tải

Trang 13

%100

P

P i

O

=η

%100)max(

%)

P

P i

O

=η

O i

) ( )

C p C

P

2)(

2 ) (

=

CQ CC

i dc V I

P( )=

%100)(

)(

dc P

ac P i o

η

Trang 14

b Tính toán công suất dc

c Côn

Điện trở ac chuyểnđổi:

Đường tải ac được vẽvới hệ số góc đi qua điểm tĩnh Q

Kiểm tra nếu < thì

0.25đ

Trang 14

CC CEQ V

CC B B

B

R R

R V

2 1

2

+

=

2 1

B B

B B BB

R R

R R R

+

=

E BB

BB CQ

R R

V V I

β

γβ

2

1 /

)

L

CEQ CQ p

C

R

V I i

Maxswing I C(p) ==βI b(p)

Trang 15

Ngược lại

a Công suất ac phân bố trên tải có thể được tính

b Côngsuất tín hiệu

Tính công suất vào:

Tính công suất ngõ ra:

Hiệu suất củamạch:

Đá

p

án

Tính công suất cựcđại ngõ ra:

Tính công suất cực

0.25đ0.25đ

Trang 15

]

;min[

)

) (

L

CEQ CQ p

C p

C

R

V I i

Maxswing

22

)(

2 ) ( '

2 ) ( 2

L L L o

I R

I N

N R I R ac

P Q = i − o

%100)(

)(

dc P

ac P i

o

η

CC V

L

L L

R

p V p

( )p I

R

p V ac P

2

=

%100)(

)(

dc P

ac P i

o

η

CC V

( )

L

CC o

R

V ac P

R

V dc P

π

2

=

Trang 16

đại ngõ vào:

Hiệu suất

cực đại của mạch:

Công suất tiêu tán cực đại của mỗi transistor là

Đá

p

án

Điện áp đỉnh của tín hiệu ngõ vào là

Ở trường hợp lý tưởng thì điện áp cung cấp cho tải bằng điện áp nguồn cung cấp nên:

Công suất ngõ vào

Công suất ngõ ra củamạch khuếch đại

Hiệu suất của mạch khuếch đại

Công suất tiêu thụ của hai transistor

%100)(

)(

dc P

ac P i

Q

R

V P

2 max

25.0

)(2)

) ( )

R

V V P

π

) (

2

=

L

p L

V P

2

2 ) (

=

%5,78

%100

CC

P L

i

O

V

V P

P

η

O i

P2 = −

Trang 17

6 Câu

hỏi Cho mạch kđ công suất như hình sau, hãy tính:a Công suất cực đại

b Công suất cực đại

c Hiệu suất cực đại

d Công suất tiêu tán cực đại trên cả 2 transistor

Đá

p

án

Ở trường hợp lý tưởng thì điện áp cực đại trên tải là

Tính công suất cực đại ngõ ra:

Tính công suất cực đại ngõ vào:

Hiệu suấtcực đại của mạch:

V ( ) =

L

CC o R

V P

R

V dc P

%100)(

)(

dc P

ac P i

V P

max

25.0

Trang 18

a Công suất cực đại

b Công suất cực đại

c Hiệu suất cực đại

d Công suất tiêu tán cực đại trên cả 2 transistor

Đá

p

án

Ở trường hợp lý tưởng thì điện áp cực đại trên tải là

Tính công suất cực đại ngõ ra:

Tính công suất cực đạingõ vào:

Hiệu suất

cực đại của mạch:

V P

π2

2

=

%54.78

%100)(

)(

dc P

ac P i

Q

R

V P

2 max

25.0

Trang 19

a Hãy tìm công suất ngõ ra cực đại

b Hiệu suất cực đại của mạch

Đá

p

án

a Công suất ngõ ra cực đại

Ở trường hợp lý tưởng thì điện áp trên tải cực đại là:

Nên công suất ngõ ra cực đại:

b Hiệu suất cực đạiCông suất nguồn cung cấp khi tín hiệu ra cực đại:

Hiệu suất cực đại là:

0.25đ

0.5đ

Chương 3: Mạch khuếch đại có hồi tiếp

1.1 - Liệt kê ngắn gọn các khái niệm, hay các thuật ngữ, hay các định nghĩa, hay tên các sơ đồ(hình vẽ) nguyên lý, hay các sự kiện, hay hiện tượng, các chỉ tiêu, tiêu chí, cơ bản củachương

L P

L

V R R

V P

2

2 ) (

=

L

P L CC i

R

V V P

π

) (

=

%100

i

O P P

η

Trang 20

Khái niệm 1: Hồi tiếp âm là mạch có tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu ngõ vào

vì vậy làm giảm tín hiệu ngõ vào của mạch Hồi tiếp âm có khuynh hướng duy trì độ ổn địnhcủa hệ số khuếch đại của mạch chống lại sự thay đổi của các thông số transistor do nhiệt độ,điện áp nguồn cung cấp

 Khái niệm 2:

Hồi tiếp âm có ưu điểm:

- Oån định hàm truyền

- Mở rộng băng thông

- Giảm nhiễu

- Giảm méo

- Cải thiện tổng trở vào và ra

Hồi tiếp âm có khuyết điểm:

- Giảm độ lợi

- Có thể mạch không ổn định (sinh ra dao động) tại tần số cao

1.2 - Liệt kê ngắn gọn các nguyên lý, hay các định lý, hay các cơng thức, hay các hình vẽ cĩ liênquan cần cho ứng dụng thực tế

Hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại có hồi tiếp âm được tính theo công thức sau:

Độ lợi khi chưa có hồi tiếp

Hệ số hồi tiếp

=1

Trang 21

Độ lợi khi có hồi tiếp

Khi chưa có hồi tiếp

Hệ số hồi tiếp

Khi có hồi tiếp

2

R R

R

+

−

=β

V

V VF

A

A A

β+

=1

ie

i h

R =

ie B i B

=β

E fe ie

fe

g

g Fg

R h h

h A

A A

+

=+

=β1

)(

||

)1(

O

I I

Trang 22

Hệ số hồitiếp:

Vậy độlợi vòng kínlà:

1 1

1 1 2 2

2 2

1

1 1

])1(

\[(

\{

b B

ie B

b fe E fe

ie B

c

i

o i

I R

h R

I h R h

h R

R

R I

I A

+

+++

−

=

2 2

2 2 2

2

1

b B

E fe

ie B

b fe L C c

o

o i

I R

R h

h R

I h R R R I

I A

++

2

ie B

F E

E o

fb i

h R

R R

R I

I

+ +

=

β

i i

i

O iF

A

A I

I A

β+

1

E

ie B F E

i iF

R

h R R R

β

)

\( B1 ie1

R >>

2

11

E

F

i iF

O

V V

Trang 23

Với

Hệ số hồi tiếp:

Hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp:

Chương 5: Ứng dụng tuyến tính của op-amp

1.1 - Liệt kê ngắn gọn các khái niệm, hay các thuật ngữ, hay các định nghĩa, hay tên các sơ đồ

(hình vẽ) nguyên lý, hay các sự kiện, hay hiện tượng, các chỉ tiêu, tiêu chí, cơ bản củachương

Khái niệm 1: thông thường khi hoạt động ở chế độ tuyến tính op-amp hoạt động dưới cấuhình hồi tiếp âm

Khái niệm 2: op-amp có hai ngõ vào đảo và không đảo Do op-amp có hệ sốkhuếch đại rất lớn nên chúng ta có thể xem “nếu một op-amp lý tưởng được dùngtrong cấu hình hồi tiếp âm và làm việc trong vùng tuyến tính thì có thể xem điện thế đầu vào

đảo và không đảo bằng nhau ”

Khái niệm 3: Do op-amp có tổng trở ngõ vào rất lớn nên có thể xem nếu một op-amp lý

tưởng thì có thể xem dòng vào op-amp bằng không hay i+ = i- = 0

1.2 - Liệt kê ngắn gọn các nguyên lý, hay các định lý, hay các cơng thức, hay các hình vẽ cĩ liên

quan cần cho ứng dụng thực tế

Khi hoạt động ở chế độ tuyến tính op-amp hoạt động trong vùng đặc tuyến khuếch đại

Trong trường hợp op-amp có cấu hình gần đúng với op-amp lý tưởng thì:

Hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại không đảo có thể tính gần đúng theo công thức

Hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại đảo có thể tính gần đúng theo công thức

||

e

i C v

r

Z R

A =−

2 4 3

||

e

L C v

r

R R

A =−

F E

E O

F

R R

R V

V i

O vF

A

A V

V A

β+

β

2

11

E

F i

O vF

R

R V

Trang 24

b Tìm độ lợi gần đúng.

c Tìm sai số

0.5đ0.5đĐá

p

án

Độ lợi chính xác:

Độ lợi gần đúng

Sai số

hỏi Một mạch khuếch đại không đảo phải khuếch đại một tín hiệu -200mV thành -5V với sai số độ lợi không vượt quá 1%.

a Chọn điện trở RI và RF cho mạch trong giới hạn từ 1 đến 50K

b Tìm độ lợi tối thiểu của op-amp để thoả yêu cầu

0.5đ0.75đĐá

p

án

a Hệ số khuếch đại của mạch

Chọn Vậy

b Độ lợi chính xác của mạch khuếch đại không đảo là

Vậy

hỏi Một mạch trừ có R3.3K, R I = 1K, R1 =

2 = 6K và RF = 4K Điện áp vào là V1= -2.2Vdc và V2 = 1.5sin 3πt

Biết

a Tìm công thức cho điện áp ngõ ra Tính điện áp ngõ ra

b Thay đổi giá trị R1 để mạch trừ trở thành mạch khuếch đại vi sai

Đá

p

án

a Điện áp ngõ ra:

Để mạch trừ trởthành mạch khuếch đại vi sai thì

R A R

AR v

v A

++

R

R v

A

=ε

2,0

O CL

R

R V

V A

Ω

= K

R I 2)

I i

O VCL

R R

R A

A v

v A

++

=

1

%1

A A

ε

F I

I CL

CL

R R

R A

A A

)1(ε

ε

V

V CC =±15

1 2

2 1

R

R V R

R R

R

R V

=

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	7,19 MB