Giải BT kỹ thuật xung chương 6

Mạch tương đươnga... Điện áp trên C tăng đột biến, > VCC và VE âm... Mạch tương đương: a Để mạch có thể hoạt động: Tại t=0+ Ta kích xung âm vào cực C-> phân cực thuận -> Q bắt đầu dẫn dò

CHƯƠNG 6 6.1

Trong trạng thái tĩnh, tổng đại số amper vòng = 0 :

i−n i B=0

Gọi V là biên độ áp rơi trên sơ cấp:

V =V CC−V CES

i B=nV −V BES

n(V CC−V CES)−V BES

R

→ i= n

2

R

L d i m

dt =V → i m=Vt

L

i C=i+i m=n2(V CC−V CES)−nV BES

L (1)

Với n

2

V CC

n2(V CC−V CES)−nV BES

L

n V CC

n(V CC−V CES)−V BES

R Tạit=0−¿: I B=n(V CC−V CES) −V BES

R ,i C=n2

(V CC−V CES) −V BES

để Q sat :i c<β I B (hay β >n )

Tạit=t−p¿:i c=I C=β I B¿

Thay t=t p vào pt (1) :

n2(V CC−V CES)−V BES

n(V CC−V CES)−V BES

R

→ t p=n(V CC−V CES)−V BES

1

V CC−V CES

→ t p=

V CC−V CES−V BES

n

V CC−V CE

nL

R (β−n)

F (đpcm)

6.2

Mạch tương đương

a

áp dụng định luật vòng kín mạch CB

-Vcc + V + nV + 2 = 0 => V = Vcc+2

n+1 =

10+62

3 = 4V

Từ mạch E: VE = nV -2 = 2 4 – 2 = 6V

Vc = Vces +VE = 0.3 +6 = 6.3 V

b

ta có: ie = VE R = 1.56 = 4mA

 Ic= ie - ib= 0.004-ib và ib = ie – ic = 0.004 – ic (*)

Từ mạch C: i= ic- im= ic - Vt

L

Tổng đại số amper vòng trong VALT = 0 => i-n ib + n1 i1 = 0 I1= 0 => I – n ib = 0  ic - Vt

L – n ib = 0

Thay (*) vào

0.004 – ib - Vt

L – n ib = 0 => ib =

1

750 -

4000 t

9

Ic - Vt

L – n( 0.004 – ie ) = 0 => ic=

1

375 +

4000 t

9 Tại t= tp-: ic = β ib  3751 + 4000 tp9 = 50 [7501 −4000 tp

9 ]

 Tp= 2.82 (µs)

 Ic = 3.92 ms và ib = 0.078 ms

6.3

Tại t= 0+, ta kích một xung âm vào cực C -> Q bắt đầu dẫn (VB = 0)

Dòng iC tăng dần qua cuộn dây hồi tiếp tái sinh qua BAX làm dòng VE âm nhanh -> Q nhanh chóng bão hòa

Bây giờ, iC tiếp tục tăng cho đến khi IC = αIIE -> Q active

-> VBE giảm -> hồi tiếp tái sinh làm VC tăng nhanh -> Q off

a) Tổng đại số số amper vòng trong BALT = 0

i+nie+ni1 = 0

Gọi V là điện áp rơi trên sơ cấp

V = VCC

Và iE = nV/R = nVCC/R

I1 = -nVCC/RL

-> i = -n2VCC/R + n2VCC/RL = n2VCC(1/RL – 1/R)

Im là dòng từ hóa, do V= const nên Ldim/dt = V -> im = Vt/L

Do iC = i + im = n2VCC(1/RL – 1/R) + Vt/L

Tại t = 0- :

iE = nVCC/R = 0.5x6/2x103 = 1.5 mA

iC = i = n2VCC(1/RL – 1/R) = -0.4 mA

tại t = tp- :

iC = IC = αIIE

<=> -0.4x10-3 + 6tp/10x10-3 = 0.98x1.5x10-3 -> tp = 3.12 (us)

6.4

a) Gọi V là biên độ áp rơi trên sơ cấp

- Ta có: -VCC –V –VBB = 0 -> V= - VCC - VBB

- Tổng đại số số amper nhân số vòng trong BALT = 0

-> i – niE = 0 -> i = nIE

Ta có: VBB + nV + iER = 0 -> IE = (-nV-VBB)/R = (nVCC + nVBB – VBB)/R

Ldim/dt = -V -> im = -Vt/L

Ta có iC = im +I = [n2(VCC + VBB) - nVBB]/R – Vt/L

Tại t = tp- : iC = IC = αIIE

-> αI(nVCC + nVBB – VBB)/R = [n2(VCC + VBB) - nVBB]/R – Vt/L

-> tp = nL(αI – n ) (1 – VBB/n(VBB+VCC)]

b) Khi t=0

> iC = n2VCC/R ; iE = nVCC/R ( do VBB =0)

Để Q bão hòa iC<αIiE

-> n<αI

Khi n=1 -> αI>1 vô lý -> mạch không hoạt động

c) Khi VBB=0 -> tp = nL(αI – n)/R -> tp không cần độc lập với VCC và VBB do không phụ thuộc 2 giá trị này

d) IE = [n(VCC + VBB)-VBB]/R = 9 mA

iC = [n2(VCC + VBB)-nVBB]/R –Vt/L = 4.5x10-3 +3600t

Khi t=

tp+ ,Q off, dòng từ hóa im ghép qua tụ ký sinh của cuộn dây tạo

1 dao động sin tắt dần Điện áp trên C tăng đột biến,

> VCC và VE âm Sau nửa chu kỳ dao động, VC giảm

về 0 và VE tăng đến 0

Mạch tương đương:

a) Để mạch có thể hoạt động: Tại t=0+

Ta kích xung âm vào cực C-> phân cực thuận -> Q bắt đầu dẫn dòng ie vọt lên và Q nhanh chóng bão hòa

Bây giờ dòng ib tiếp tục tăng lên cho đến thời điểm IE = (+1)IB làm Q dẫn active làm Vce tăng nhanh và hồi tiếp tái sinh qua biến áp xung; VB giảm nhanh => (cực tính cuộn sơ cấp phải nằm với cực E và B và f cùng chiều) Q tắt vả kết thúc thời gian mono

b) Tổng đại số Amper vòng = 0

 i + niB - n1.i1 = 0

Gọi V là biên độ áp rơi trên sơ cấp Vcc=n.V

Vr=Vcc−V =Vcc(1−1

n)

i e=Vr

R=

Vcc (1−1

n)

i e=i+i m=n1i1−n i B+i m=n12 V

R L −n i B+Vt

Vcc (1−1

n)

R

→ i B=n12.V

n R L−

Vcc (1−1

n)

Vt nL

Tạit=t p ,i B=I B= I E

β +1=

Vcc (1−1

n)

R( β+1)

→ n1

2.V

n R L−

Vcc (1−1

n)

V t p

nL =

Vcc (1−1

n)

R ( β +1)

→ t p=

n2 L.(1−1

n)

R .(1n+

1

R ( β+1))−n12 L

R L

a) Sau thời gian tp  Mạch Laplace:

Biến đổi Laplace: [I m (s )−I o(s )]sL=−V γ ( s)−I m (s ) R f

 I m(s )=−V γ ( s)

sL+R f +

I o (s ) sL

sL+R f =

−V γ ( s)

s +1 τ

.1

L+

I o ( s ) s

s+1 τ

với τ = R L

f

 I m ( s )=−V γ

sL .

1

s+1 τ

+ I o s+1 τ

 i m (t )=−V γ

R f (1−e−t

τ )+I o e

−t τ

=−V γ

R f +(

V γ+I o R f

R f )e

−t τ

Dòng qua Diode giảm về 0 tại thời điểm tf, im = 0

 −V γ

R f +(V γ+I o R f

R f )e

−t

τ =0

 e

−t

τ

= V γ

V γ+I o R f 

−t f

V γ+I o R f)

 tf=τ ln(1+I o R f

V γ )= L

R f ln(1+I o R f

V γ ) (đpcm)

b) Khi I o R f

V γ ≪1  I o R f ≪V γ

thì ln(1+I o R f

V γ )≈ I o R f

V γ  t f=L I o

V γ (đpcm)

6.9

Từ công thức (6.21): tp=nL/R (RL -> vô cùng)

(6.27): tf = [n/(n+1)](L/R)(VCC/Vγ) (6.28): tαI = 1.57(LC)1/2

Yêu cầu: tp/(tp + tf + tαI) = 1/10 = nL/R[nL/R + [n/(n+1)](L/R)(VCC/Vγ) + 1.57(LC)1/2]

Đỉnh xung ở cực C (so với VCC) là 10V -> Vγ = 10V

iE = VE/R = nV/R = nVCC/(n+1)R = 5x10-3

-> n/(n+1)R = 0.167x10-3

-> 1/R = 0.167x10-3(n+1)/n

Chọn L = 5.2mH, C = 9nF

-> n=0.7075, R=4.2kΩ

6.10

a) Tại t=0+, kích 1 xung âm vào cực C, hồi tiếp dương qua BAX làm VB tăng, Q bắt đầu dẫn,

dòng ic tăng dần qua cuộn dây Dòng ic tăng đến thời điểm t p : I C=β I B làm Q dẫn chủ động,

VCE tăng nhanh và hồi tiếp tái sinh qua BAX làm VB giảm nhanh < 0, Q tắt kết thúc thời gian mono

- Để diode dẫn thì cuộn dây n1 cùng dấu với cuôn sơ cấp

 ta chọn cực của các cuộn dây như sau:

b)

Áp dụng định luật vòng kín mạch CB:

 V =V CC−V BB

n+1

Tổng đại số ampe vòng BALT=0:

i−n i B−n1i1=0 (*)

Từ mạch E:

V E=nV

 iE=i B+i C=V E

nV

n n+1

R

i E=const

Từ mạch C: i=i C−i m=i C−Vt

L

Từ mạch tải:

V γ+i1R f−n1V +V CC=0

→ i1=−V CC−V γ+n1V

R f

Thay i ,i1vào (*): i C−Vt

L −n i B−n1−V CC+n1V −V γ

Và i B+i C= n

n+1

R

→ i B= n

(n+1)2

V CC−V BB

V CC−V BB

(n+1 )2

t

L+

n1V CC− n12

n+1(V CC−V BB)+n1V γ

R f (n+1)

→ iC=V CC−V BB

(n+1)2

t

L+

n2

(n+1)2

V CC−V BB

n1V CC− n2

n+ 1(V CC−V BB)+n1V γ

R f(n+1)

Tại t=tp  i C=β I B

→ t p=[ n2

(n+1)2

V CC−V BB

(n1V CC− n12

n+1(V CC−V BB)+n1V γ) [1+ β]

βn

(n+1)2

V Cc−V BB

(V CC−V BB)(1+β) Mạch tương đương tính tf:

Ta có: i m=V CC−V BB

n+1

t p

L=I0 Theo biến đổi Laplace:

[I m (s )−I0( s)]sL+ V CE ( s)+ I m (s )(R+ R f)+V γ (s )−n1V (s )=0

 i m (t )=−V γ−V CE+n1V

R + R f (1−e−τ t)+I0e

−t

τ với τ = R+R L

f

Tại t=tp , im=0

→ tf =τ ln[1+ I0(R+ R f)

V γ+V CE−n1V ¿]¿

c)Với n1=n+1 ,V CC ≫ V BB , V CC ≫ V γ

→ V = V CC−V BB

V CC n+1

T ừ 0→ t p :V C 1=V CC−V

T ừ t p →t f :V C 2=V CC−n1V +V γ−V E=V CC−n1V −nV

Để có xung vuông đối xứng:

V C 2=−V C 1 ↔V CC−(n+n1)V =−V CC+V

→ 2V CC=(n+n1+1)V −(2 n+2) V CC

n+1

→ 2V CC=2 VCC(đú ng)

 Khi n1=n+1và V CC ≫ V BB thì ngõ ra điện áp có xung vuông đối xứng.

Khi t = tf :

V1 e

−t f

τ

=V BB−V γ  t f=R1 C1 ln V1

V BB−V γ

Từ mạch trên  −V CC+V + nV +V BB=0  V = V CC−V BB

n+1

Tổng đại số Amper = 0:

i−n i B+n1i1=0 (1)

i1=−V L

−n1V

R L

(2)

i m=V t

L (3)

i e=V CC−V −v1

n(V CC−V BB)−(n+1)(v1−V BB)

i b=i e−i c (5)

i c=i+i m (6)

(1)(2)(3)(4)(5)(6)  {i c (t )= V CC−V BB

(n+1)2 (t

L+

n2

R+

n12

R L)−n(v1−V BB)

(n+1) R

i b(t )= V CC−V BB

( n+ 1)2 (n

R−

n12

R L−

t

L)−v1−V BB

(n+1) R Tại t=t−p¿, i c¿¿

t p=nL

n12L

R L −

(n+1)(v1−V BB)

V CC−V BB .

L R

Mạch tương đương:

V C1¿

V E=V CC−V = n V CC+V BB

n+1

Thevenin tại V1: V' E= R1

R1+R V E= R1

R1+R .

nV CC+V BB n+1

 v1(t )=V ' E(1−e

−t

τ )+V C

1¿ với τ =R ' C1

¿ R1

R1+R .

n V CC+V BB n+1 (1−e−τ t)+V C1¿

Tại t=t−p¿, V1 ¿¿

 V1=n V CC

V BB n+1

2

− n n+1¿ V CC−V BB¿.e−t p

R C1 ( R1 >> R )

 tp=nL

R e

−t p

R C1

−n1L

R L

Thông thường: t p

R C1≪ 1  t L p(1+ nL

R ' C1)≈ n

R−

n12

R L