Bài tập môn Kỹ thuật điện tử

án công suất collector cho phép lớn nhất là 0,5 W tại IB = 500 µA. Xác định VCE. [Gợi ý: Công suất tiêu tán tại collector có thể chấp nhận xấp xỉ bằng tích của dòng điện và điện áp collector: P = ICVCE. Trong đó, P là độ tiêu tán công suất cho phép trên transistor; IC là dòng collector tĩnh; VCE là điện áp collector-emitter tại điểm làm việc.] 2.10 Cho mạch như ở hình P2.10, giả sử cả hai transistor đều được chế tạo từ silicon có  = 100. Hãy xác định: a. IC1, VC1, VCE1. b. IC2, VC2, VCE2. -31- 2.11 Sử dụng các thông số của transistor npn 2N3904 để xác định điểm làm việc (ICQ, VCEQ) của transistor ở mạch hình P2.11. Trị số của  tại điểm làm việc này là bao nhiêu ? 2.12 Cho mạch như ở hình P2.12, hãy kiểm chứng rằng transistor hoạt động ở vùng bảo hòa bằng cách tính tỷ số của dòng collector đối với dòng base. [gợi ý: Hãy tham khảo mô hình BJT tương ứng ở hình 2.22, V = 0.6 V; VSAT = 0,2 V]. -32- 2.13 Mạch ở hình P 2.13, có điện áp VE = 1 V. Nếu transistor có V = 0,6 V, hãy xác định:VB; IB; IE; IC; ; và . 2.14 Mạch ở hình P2.14, là tầng khuyếch đại emitter-chung. Hãy xác định đại lượng tương đương Thévenin cho phần mạch gồm R1; R2; và VCC theo các đầu điện cực của R2. Vẽ lại mạch theo cách sử dụng tương đương Thévenin. Trong đó: VCC = 20 V;  = 130; R1 = 1,8 M; R2 = 300 k; RC = 3 k; RE = 1 k; RL = 1 k; RS = 0,6 k; vS = 1 cos (6,28 x 10 3 t) mV. -33- 2.15 Mạch thể hiện ở hình P2.14, là một tầng khuyếch đại emitter-chung được thực hiện bằng transistor silicon npn. Hãy xác định VCEQ và vùng làm việc của BJT. Trong đó: VCC = 15 V;  = 100; R1 = 68 k; R2 = 11,7 k; RC = 200 ; RE = 200 ; RL = 1,5 k; RS = 0,9 k; vS = 1 cos (6,28 x 10 3 t) mV. 2.16 Mạch thể hiện ở hình P2.14, là một tầng khuyếch đại emitter-chung được thực hiện bằng transistor silicon npn. Hãy xác định VCEQ và vùng làm việc của BJT. Trong đó: VCC = 15 V;  = 100; R1 = 68 k; R2 = 11,7 k; RC = 4 k; RE = 200 ; RL = 1,5 k; RS = 0,9 k; vS = 1 cos (6,28 x 10 3 t) mV. -34- 2.17 Mạch thể hiện ở hình P2.17, là một tầng khuyếch đại collector-chung (cũng được gọi là tầng lặp lại emitter) được thực hiện bằng transistor silicon npn. Hãy xác định VCEQ tại vùng làm việc DC hay điểm Q. Trong đó: VCC = 12 V;  = 130; R1 = 82 k; R2 = 22 k; RS = 0,7 k; RE = 0,5 k; RL = 16 k. 2.18 Mạch thể hiện ở hình P2.18, là một tầng khuyếch đại emitter-chung được thực hiện bằng transistor silicon npn và hai nguồn cung cấp điện áp DC (một nguồn dương và một nguồn âm) thay cho một nguồn. Mạch phân cực DC được kết nối đến base gồm một điện trở. Hãy xác định VCEQ và vùng làm việc của BJT. Trong đó: VCC = 12 V; VEE = - 4 V;  = 100; RB = 100 k; RC = 3 k; RE = 3 k; RL = 6 k; RS = 0,6 k; vS = 1 cos (6,28 x 10 3 t) mV. -35- 2.19 Mạch thể hiện ở hình P2.19, là một tầng khuyếch đại emitter-chung được thực hiện bằng transistor silicon npn. Mạch phân cực DC được kết nối đến base gồm một điện trở; tuy nhiên, điện trở base được mắc trực tiếp giữa base và collector . Hãy xác định VCEQ và vùng làm việc của BJT. Trong đó: VCC = 12 V;  = 130; RB = 325 k; RC = 1,9 k; RE = 2,3 k; RL = 10 k; RS = 0,5 k; vS = 1 cos (6,28 x 10 3 t) mV. 2.20 Mạch thể hiện ở hình P2.19, là một tầng khuyếch đại emitter-chung được thực hiện bằng transistor silicon npn. Hãy xác định VCEQ và vùng làm việc của BJT. Trong đó: VCC = 15 V; C = 0,5 µF;  = 170; RB = 22 k; RC = 3,3 k; RE = 3,3 k; RL = 1,7 k; RS = 70 ; vS = 1 cos (6,28 x 10 3 t) mV. -36- 2.21 Mạch thể hiện ở hình P2.14, là một tầng khuyếch đại emitter-chung với: VCC = 15 V; C = 0,47 µF; R1 = 220 k; R2 = 55 k; RC = 3 k; RE = 710 ; RL = 3 k; RS = 0,6 k; vS = Vio sin (t) Vio = 10 mV. Phân tích DC đã cho điểm làm việc DC hay điểm Q là: IBQ = 19,9 µA và VCEQ = 7,61 V. Transistor là transítor silicon npn có đặc tuyến truyền đạt và beta: // BEQ be TBE T V v Vv V C S Si I e I e    ;  = 100 Đặc tuyến i-v được vẽ ở hình P2.21. a. Hãy xác định hệ số khuyếch đại không tải tín hiệu lớn ( vo / vi ). b. Vẽ dạng sóng của điện áp ra theo thời gian. c. Giải thích dạng sóng điện áp ra bị méo dạng so với dạng sóng vào. -37- Transisistor hiệu ứng trường. 2.22 Thể hiện ở hình P2.22, là các ký hiệu mạch của MOSFET kiểu nghèo và kiểu tăng cường. Đối với MOSFET kiểu tăng cường có: k = 0,56 mA/V 2 và VGSTh = + 5 V. Đối với MOSFET kiểu nghèo có: IDSS = 7 mA và VGSOFF = - 5 V. a. Các MOSFET trên là cấu kiện kênh-p hay kênh- n ? b. Cấu kiện kiểu nghèo là loại nào ? Cấu kiện kiểu tăng cường là loại nào ? c. Đối với mỗi cấu kiện, các điều kiện trạng thái để làm việc ở vùng bảo hòa thể hiện dưới dạng các điện áp theo cấu kiện và các điện áp ngưỡng hay điện áp thắt kênh đã cho ở trên là bao nhiêu ? 2.23 Các transistor thể hiện ở hình P2.23, có 3VTV  . Hãy xác định vùng làm việc của mỗi loại tương ứng. -38- 2.24 Tại ba điện cực của một MOSFET kiểu tăng cường kênh-n có các mức điện áp là 4 V; 5 V; và 10 V so với đất. Hãy vẽ ký hiệu mạch, với các mức điện áp thích hợp tại mỗi điện cực nếu cấu kiện là đang hoạt động: a. ở vùng thuần trở [ ohmic ]. b. ở vùng bão hòa. 2.25 Một transistor NMOS kiểu tăng cường có VGSTh = 2 V, cực nguồn của nó được nối đất và có mức điện áp cổng-nguồn là 3 VDC. Hãy xác định trạng thái làm việc của MOSFET nếu: a. VD = 0,5 V. b. VD = 1 V. c. VD = 5 V. -39- 2.26 Trong mạch ở hình P2.26, là transistor kênh-p có VGSTh = - 2 V; và k = 10 mA / V 2 . Hãy tính trị số của R và VD để có ID = 0,4 mA. 2.27 Một transistor NMOS kiểu tăng cường có VGSTh = 2 V; và ID = 1 mA khi VGS = VDS = 3 V. Hãy tính trị số của ID theo VGS = 4 V. 2.28 Một transistor MOSFET kiểu tăng cường kênh-n được phân cực để hoạt động ở vùng thuần trở [ohmic], với VDS = 0,4 V và VGSTh = 3,2 V. Điện trở hiệu dụng của kênh dẫn được tính theo RDS = 500 / (VGS – 3,2) . Hãy tính trị số của ID khi VGS = 5 V; RDS = 500 ; và VGD = 4 V. 2.29 Một JFET kênh-n có VGSOFF = - 2,8 V. Nếu transistor đang hoạt động ở vùng thuần trở [ohmic] (hay còn gọi là vùng tuyến tính), với khi VGS = - 1 V; VDS = 0,05 V và ID = 0,3 mA. Hãy xác định trị số của ID nếu: a. VGS = - 1 V; VDS = 0,08 V. b. VGS = 0 V; VDS = 0,1 V. c. VGS = - 3,2 V; VDS = 0,06 V. -40- 2.30 Một transistor NMOS kiểu tăng cường có VGSTh = 2,5 V có cực nguồn của nó được nối đất và điện áp cổng-nguồn là 4 VDC. Hãy xác định vùng làm việc của cấu kiện nếu: a. VD = 0,5 V. b. VD = 1,5 V. 2.31 Một transistor NMOS kiểu tăng cường có VGSTh = 4 V; ID = 1 mA khi VGS = VDS = 6 V. Bỏ qua sự phụ thuộc của ID vào VDS ở vùng bão hòa, hãy xác định giá trị của ID theo VGS = 5 V. 2.32 Một transistor NMOS trong mạch ở hình P2.32, có VGSTh = 1,5 V; k = 10 mA / V 2 . Bây giờ, nếu vG là dạng xung có biên độ từ 0 V đến 5 V, hãy xác định các mức điện áp của tín hiệu xung ra tại cực máng. 2.33 Một JFET có VGSOFF = - 2 V và IDSS = 8 mA là đang hoạt động tại trị số VGS = - 1 V; và VDS rất nhỏ. Hãy xác định trị số: a. rDS. b. VGS tại trị số rDS bằng một nửa trị số của nó ở (a). -41- 2.34 Mạch thể hiện ở hình P2.34, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung. Hãy xác định điểm làm việc DC và xác nhận rằng cấu kiện đang hoạt động ở vùng bão hòa. Trong đó: k = 1 mA / V2; VGSTh = 1,5 V; R1 = 1,32 M; R2 = 2,2 M; RD = 4 k; RS = 4 k; RL = 1,3 k; C = 0,47 µF; RSS = 0,7 k; VDD = 12 V. 2.35 Mạch thể hiện ở hình P2.35, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung đã được đơn giản hóa trong đó mạch phân cực DC tại mạch cổng đã được thay thế bằng mạch tương đương Thévenin của nó. Hãy xác định điểm làm việc DC hay điểm Q và vùng làm việc. Trong đó: IDSS = 7 mA; VGSOFF = -2,65 V; RG = 330 k; VGG = 4,7 V; RD = 3,3 k; RS = 3,3 k; RL = 1,7 k; C = 0,5 µF; RSS = 70 k; VDD = 15 V. -42- 2.36 Mạch ở hình P2.35, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung, RG là một cấu kiện thực tế trong mạch và VGG đã được loại bỏ (tức là thực hiện bằng 0). Việc giải cụ thể cho điểm làm việc DC hay điểm-Q sẽ cho: IDQ = 1,324 mA; VGSQ = - 4,368 V ; IDSS = 18 mA; VGSOFF = - 6 V; RG = 1,7 M; RS = 3,3 k; RL = 3 k; C = 0,5 µF; VDD = 20 V; VGG = 0 V; vS (t) = 1 cos (6,28 x 10 3 t) V. Hãy xác định trị số của RD để có VDSQ = 6 V. 2.37 Mạch ở hình P2.35, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung, RG là một cấu kiện thực tế trong mạch và VGG đã được loại bỏ (tức là đã được ngắn mạch). Việc giải cụ thể cho điểm-Q sẽ cho: IDQ = 2,97 mA; VGSQ = - 3,56 V Hãy xác định trị số của RD để có VDSQ = 6 V. Trong đó: IDSS = 18 mA; VGSOFF = - 6 V; RG = 1,7 M; RS = 1,2 k; RL = 3 k; C = 0,5 µF; VDD = 20 V; VGG = 0 V; vS (t) = 1 cos (6,28 x 10 3 t) V. -43- 2.38 Mạch thể hiện ở hình P2.38a, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung được thực hiện bằng một MOSFET kiểu nghèo kênh-n có họ đặc tuyến i-v tĩnh như ở hình P2.39b. Điểm-Q và trị số của các cấu kiện là: VDSQ = 13,6 V; VGSQ = 1,5 V; RD = 1 k; RS = 0,4 k; RL = 3,2 k; RSS = 0,6 k; và vS (t) = 2 cos (t) V. Hãy xác định trị số điện áp nguồn cung cấp DC cần thiết để có điểm-Q và các trị số của các cấu kiện đã được quy định ở trên. -44- -45- -46- Tóm tắt nội dung mạch transistor  Mô hình tín hiệu nhỏ của transistor cho phép phân tích mạch khuyếch đại như mạch tuyến tính.  Các mô hình BJT tín hiệu nhỏ đưa đến việc xem xét các đặc tuyến i-v base và collector dưới dạng các thông số điện trở đã được tuyến tính hóa và các nguồn có điều khiển. Các mô hình đó có thể được sử dụng để phân tích hoạt động của BJT như một bộ khuyếch đại tuyến tính. Có các cấu hình khuyếch đại khác nhau, mà mỗi loại đều có thể được đặc trưng bằng một điện trở vào và ra tương đương và bằng một hệ số khuyếch đại điện áp vòng hở.  Các transistor hiệu ứng trường cũng có thể được mô hình hóa bằng phương pháp tham số tín hiệu nhỏ và các nguồn điều khiển. Các mạch khuyếch đại tính hiệu nhỏ bằng FET có thể được thiết kế trên cơ sở các mô hình mạch tuyến tính theo cách tương tự với các mạch khuyếch đại bằng BJT.  BJT được đặc trưng bằng đặc tính truyền đạt tuyến tính hơn so với FET nên thường cho tín hiệu ra có mức dòng lớn hơn. Tuy nhiên, trở kháng vào của FET lớn hơn nhiều. Nói chung, các đặc tính có lợi của mỗi loại transistor có thể được khai thác khi thiết kế các mạch khuyếch đại nhiều tầng.  Tất cả các mạch khuyếch đại transistor đều bị hạn chế về đáp ứng tần số của chúng do có các tụ ghép tầng và do các điện dung ký sinh nội của transistor.  Các transistor tạo nên thành phần chính của nhiều mạch chuyển mạch. Các chuyển mạch bằng transistor có thể sử dụng các mạch hoặc bằng BJT hoặc bằng FET, tạo ra hai họ mạch logic số rất lớn: TTL và CMOS. Mỗi họ đều được đặc trưng bằng một số ưu điểm; trong thực tế các mạch TTL hoạt động nhanh hơn và có thể cung cấp mức dòng điện lớn hơn, trong khi các mạch CMOS được đặc trưng bởi mức tiêu thụ công suất cực thấp và dễ chế tạo hơn. Các mạch chuyển mạch bằng transistor có thể được phân tích dễ dàng hơn so với các mạch khuyếch đại tuyến tính, do các mạch chuyển mạch thường chỉ được xem như hoặc là cấu kiện dẫn [on] hoặc là ngưng dẫn [off]. -47- Các mạch khuyếch đại bằng transistor bipolar 3.1 Mạch thể hiện ở hình P3.1, là một mạch base-chung đã được rút gọn. a. Hãy xác định điểm làm việc của mạch transistor. b. Vẽ mạch tương đương AC cho mạch. 3.2 Xét mạch khuyếch đại emitter-chung có các trị số của các thông số sau (xem hình 3.7): VCC = 10V; R1 = 3 k; R2 = 3 k; RS = 50 ; RC = RE = 100 ; RL = 150 ;  = 100. a. Xác định điểm làm việc của transistor b. Vẽ mạch tương đương AC của bộ khuyếch đại. c. Nếu điện dẫn ra = 10-5 S, hãy xác định hệ số khuyếch đại điện áp như được định nghĩa bằng vout / vin. d. Tính điện trở vào, ri. e. Tính điện trở ra rO -48- 3.3 Transistor thể hiện trong mạch khuyếch đại ở hình P3.3, có , er = 1,3 k;  = 90; và 1 /ro = 120 µS. Xác định hệ số khuyếch đại của mạch. 3.4 Mạch thể hiện ở hình P3.4, là một biến thể của mạch khuyếch đại base-chung. a. Xác định điểm làm việc của transistor b. Vẽ mạch tương đương AC của bộ khuyếch đại. c. Tính hệ số khuyếch đại điện áp, vL / vin. d. Tính điện trở vào, ri. e. Tính điện trở ra. rO. -49- 3.5 Cho mạch thể hiện ở hình P3.5, vS là tín hiệu nhỏ dạng sóng sin có trị trung bình là 3 V. Nếu  = 100 và RB = 60 k. a. Xác định trị số của RE để IE = 1 mA. b. Xác định trị số của RC để VC = 5 V. c. Cho RL = 5 k, hãy vẽ mạch tương đương tín hiệu nhỏ của bộ khuyếch đại. d. Tính hệ số khuyếch đại điện áp. 3.6 Mạch ở hình P3.6, là cấu hình collector-chung. Sử dụng bảng 3.2 và cho biết RC = 200 : a. Xác định điểm làm việc của transistor b. Vẽ mạch tương đương AC của bộ khuyếch đại. c. Nếu hệ số khuyếch đại điện áp được định nghĩa bằng, vout / vin, hãy tính hệ số khuyếch đại điện áp. Nếu hệ số khuyếch đại dòng điện được định nghĩa bằng, iout / iin, hãy tính hệ số khuyếch đại dòng điện. d. Tính điện trở vào, ri. e. Tính điện trở ra. rO. -50- 3.8 Một cuộn dây relay DC được chuyển đổi thành một cuộn điện cảm với điện trở nối tiếp do các vòng dây như ở hình P3.8a. Relay ở hình P3.8b sẽ được điều khiển bằng mạch transistor. Khi VR lớn hơn 7,2 VDC, thì chuyển mạch của relay sẽ đóng (kín mạch) nếu chuyển mạch của relay ở trạng thái hở. Nếu chuyển mạch đã được đóng, thì chuyển mạch sẽ hở khi VR thấp hơn 2,4 VDC. Điện trở của diode khi dẫn là 10 , còn khi diode ngưng dẫn điện trở của diode là . Relay được định mức công suất tiêu tán là 0,5 W khi VR = 10 V. Nếu RE = 40 ; RB = 450 ; RS = 20 ; L = 100 mH; Rw1 = Rw2 = 100 ; VCE Sat = 0,3 V; V = 0,75 V; và VS(t) là sóng vuông có điện áp từ 0 V đến 4,8 V và có mức dòng đỉnh là 20 mA. a. Hãy xác định mức công suất tiêu tán lớn nhất của mạch. b. Xác định khoảng thời gian cần có để relay chuyển mạch từ vị trí kín mạch sang vị trí hở mạch nếu VS đã được đặt ở mức 4,8 V liên tục. -51- 3.9 Mạch ở hình P3.9, được dùng để chuyển mạch relay đóng mở đèn chiếu sáng tắt [off] hay sáng [on] nhờ điều khiển bằng máy tính. Relay tiêu tán công suất là 0,5 W ở mức 5 VDC. Mạch sẽ chuyển mạch ON ở mức 3 VDC và OFF ở mức 1,0 VDC. Tần số lớn nhất là bao nhiêu để nguồn sáng có thể được chuyển mạch ? Điện cảm của relay là 5 mH, và transistor sẽ bảo hòa ở mức 0,2 V, V = 0,8 V. 3.10 Một cặp transistor Darlington mắc như mạch ở hình P3.10. Các thông số của transistor cho hoạt động ở mức tín hiệu nhỏ là: transistor Q1: , 1,5kbr   ; µe = 4 x 10 -4 ; 1/roe = 110 µA/V, và fe = 130; Q2: , 0,2kbr   ; µe = 10 -3 ; 1/roe = 500 µA/V, và fe = 70. Tính: a. Hệ số khuyếch đại dòng toàn bộ. b. Trở kháng vào. -52- 3.11 Cho mạch khuyếch đại emitter- chung như ở hình P3.11, trong đó transistor có các thông số theo bảng. Hãy xác định giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của: a. Hệ số khuyếch đại điện áp vòng hở AV. b. Hệ số khuyếch đại dòng điện vòng hở AI. 3.12 Transistor trong mạch ở hình P3.12, có V = 0,6 V. Hãy xác định trị số của R1 và R2 để có: a. Điện áp collector-emitter tĩnh, VCEQ = 5 V. b. Dòng collector tĩnh, ICQ thay đổi không quá 10% khi  thay đổi từ 20 đến 50. 3.13 Xét hệ số khuyếch đại của mạch ở hình P3.12. Hãy xác định trị số của R1 và R2 để mạch cho độ dao động đối xứng lớn nhất ở dòng collector. Giả sử  = 100. -53- Các mạch khuyếch đại bằng transistor hiệu ứng trường 3.24 Đặc tuyến i-v của một MOSFET kiểu nghèo thể hiện ở hình P3.24a, và mạch khuyếch đại bằng MOSFET tương ứng như mạch ở hình P3.24b. Hãy xác định điểm làm việc tĩnh nếu VDD = - 30 V và RD = 500 . 3.25 Hãy xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24. Hãy xác định điểm làm việc tĩnh nếu VDD = - 15 V và RD = 330 . 3.26 Xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24. Hãy xác định điểm làm việc tĩnh nếu VDD = - 50 V và RD = 1,5 k. -54- 3.27 Hãy xét mạch khuyếch đại như ở hình P3.24. Cho RD = 1 k. Nếu điểm làm việc tĩnh là: IDQ = - 25 mA; VDSQ = - 12,5 V, hãy xác định trị số của VDD . 3.28 Xét mạch khuyếch đại như ở hình P3.24. Cho RD = 2 k. Nếu điểm làm việc tĩnh là IDQ = - 25 mA; VDSQ = - 12,5 V, hãy xác định trị số của VDD . 3.29 Hãy xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24, có trị số cấu kiện như quy định ở bài tập 3.24. Cho vGS = 1 sin t V. Hãy vẽ dạng sóng điện áp và dòng ra, và tính hệ số khuyếch đại điện áp. 3.30 Hãy xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24, có trị số cấu kiện như quy định ở bài tập 3.24. Cho vGS = 3 sin t V. Hãy vẽ dạng sóng điện áp và dòng ra, và tính hệ số khuyếch đại điện áp. -55- 3.31 Hãy xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24, có trị số cấu kiện như quy định ở bài tập 3.25. Cho vGS = 1 sin t V. Hãy vẽ dạng sóng điện áp và dòng ra, và tính hệ số khuyếch đại điện áp. 3.32 Hãy xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24, có trị số cấu kiện như quy định ở bài tập 3.25. Cho vGS = 3 sin t V. Hãy vẽ dạng sóng điện áp và dòng ra, và tính hệ số khuyếch đại điện áp. 3.33 Hãy xét hệ số khuyếch đại của mạch khuyếch đại như ở hình P3.24, có trị số cấu kiện như quy định ở bài tập 3.24. Hãy tính Avo và gm tại điểm làm việc tĩnh. -56- 3.34 Mạch ở hình P3.34, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung bằng MOSFET kiểu nghèo kênh-n. Điểm làm việc-Q và trị số các cấu kiện là: VDSQ = 13,6 V; VGSQ = 1,5 V; RD = 1,0 k; RS = 0,4 k; RL = 3,2 k; RSS = 0,6 k; VDD = 35 V; vi(t) = 2 sin (t) V. a. Xác định đường tải DC b. Xác định đường tải AC. c. Bằng các trị số trên đường tải AC, vẽ đặc tuyến truyền đạt, nghĩa là đặc tuyến dòng máng phụ thuộc vào điện áp cổng-nguồn. d. Sử dụng hàm truyền, vẽ dạng sóng điện áp ra như một hàm số của t với 0 < t < 2. Nhớ rằng: vI = VIQ + vi. e. Hãy xác định hệ số khuyếch đại điện áp có tải của tầng. 3.35 Mạch ở hình P3.34, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung bằng MOSFET kiểu nghèo kênh-n. Cho điểm làm việc-Q và trị số các cấu kiện là: VGSQ = 1,5 V; VDSQ = 13,6 V; IDQ = 15,3 mA; RD = 1,0 k; RS = 0,4 k; RL = 3,2 k; RSS = 0,6 k; VDD = 35 V; vi(t) = 1 sin (t) V. a. Đối với các điều kiện có tải (tính cả các ảnh hưởng của điện trở tải), xác định đường tải AC, vẽ điện áp ra như một hàm số của t, và xác định hệ số khuyếch đại điện áp tín hiệu lớn. Xác định đường tải AC. b. Lặp lại câu a khi không tính ảnh hưởng tải của điện trở tải. -57- 3.37 Một MOSFET kiểu tăng cường kênh-n có các thông số: IDSS = 7 mA; VGSth = 5 V. FET được phân cực để làm việc tại điểm-Q: VGSQ = 7 V; IDQ = 1,120 mA. a. Hãy vẽ ký hiệu của transistor. b. Hãy xác định bằng số các thông số cho mô hinh AC tín hiệu nhỏ đơn giản nhất của transistor. c. Vẽ mô hình AC tín hiệu nhỏ. 3.38 Mạch tương đương AC tín hiệu nhỏ của một mạch có các FET, các tụ chặn DC, các tụ rẽ mạch, các nguồn DC lý tưởng, các thành phần nào dưới đây trong mạch được mô hình hóa ở dãi tần trung bình: a. Các transistor ? b. Các tụ ghép AC và chặn DC ? c. Các tụ rẽ mạch ? d. Điện dụng nội của transistor ? Có điện dung nội nhỏ giữa các cực cổng và máng và điện dung khác giữa cực cổng và cực nguồn. e. Nguồn cung cấp DC lý tưởng ? -58- 3.39 Các thông số cho dưới đây là các thông số của một transistor, giả sử điểm-Q của transistor, và trị số của các cấu kiện trong mạch ở hình P3.39, là: IDSS = 0,5 mA; VGSth = 1 V; IDQ = 0,5 mA; VGSQ = 2 V; R1 = 10 M; R2 = 10 M; RD = 6 k; RS = 6 k; RL = 3 k; RSS = 50 . a. Hãy xác định mô hình AC cho transistor gồm các giá trị bằng số. b. Vẽ mạch tương đương AC tín hiệu nhỏ. 3.40 Các thông số cho dưới đây là các thông số của một transistor, giả sử điểm-Q của transistor, và trị số của các cấu kiện trong mạch ở hình P3.40, là: IDSS = 0,5 mA; VGSth = 1 V; IDQ = 0,5 mA; VGSQ = 2 V; R1 = 10 M; RD = 6 k; RS = 6 k; RL = 3 k; RSS = 50 . a. Hãy xác định mô hình AC cho transistor gồm các giá trị bằng số. b. Vẽ mạch tương đương AC tín hiệu nhỏ. -59- 3.41 Hãy định nghĩa các thông số điện trở vào, điện trở ra, và hệ số khuyếch đại điện áp không tải của một tầng khuyếch đại. Kể cả các điều kiện cần thiết để xác định mỗi thông số. Sử dụng mạch tương đương tín hiệu nhỏ AC như ở hình P3.41, để xác định các điện áp, dòng điện, v. v. . . được sử dụng trong các định nghĩa và các điều kiện. Vẽ mô hình đơn giản hóa bằng cách sử dụng ba thông số của mạch đó. Khi kể cả nguồn tín hiệu và tải cũng như dẫn xuất biểu thức cho hệ số khuyếch đại toàn bộ. 3.42 Mạch ở hình P3.39, là một tầng khuyếch đại nguồn-chung. Các thông số của transistor, điểm-Q, và trị số của các cấu kiện trong mạch là: IDSS = 1,125 mA; VGSth = 1,5 V; IDQ = 1,125 mA; VGSQ = 3 V; R1 = 1,32 M; R2 = 2,2 M; RD = 4 k; RS = 4 k; RL = 1,3 k; RSS = 700 . a. Hãy xác định tất cả các trị số cấu kiện cho mạch và vẽ mạch tương đương tín hiệu nhỏ AC (cho trung tần). b. Viết các biểu thức để xác định trị số của điện trở vào Ri, điện trở ra Ro, và hệ số khuyếch đại không tải Avo. c. Xác định hệ số khuyếch đại điện áp toàn bộ vo/vi (tính cả các ảnh hưởng của tải và điện trở của nguồn tín hiệu) theo dB. -60- 3.43 Mạch ở hình P3.43, là tầng khuyếch đại máng-chung (hay tầng lặp lại nguồn – SF). Các thông số của transistor, điểm-Q, và trị số của các cấu kiện là: k = 1,5 mA/V 2 ; VGSth = 1,5 V; IDQ = 1,125 mA; VGSQ = 3 V; R1 = 1,32 M; R2 = 2,2 M; RS = 4 k; RL = 1,3 k; RSS = 700 ; VDD = 12 V. a. Hãy vẽ mạch tương đương tín hiệu nhỏ AC. b. Lập các biểu thức để xác định các trị số của điện trở vào Ri, điện trở ra Ro, và hệ số khuyếch đại điện áp không tải Avo. c. Xác định hệ số khuyếch đại điện áp chung vo/vi (tính cả các ảnh hưởng của tải và điện trở của nguồn tín hiệu) theo dB. -61- Các cổng và chuyển mạch 3.44 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P3.44, có chức năng như một cổng HOẶC [OR] nếu tín hiệu ra được lấy tại vo1. 3.45 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P3.44, có chức năng như một cổng KHÔNG HOẶC [NOR] nếu tín hiệu ra được lấy tại vo2. 3.46 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P3.46, có chức năng như một cổng VÀ [AND] nếu tín hiệu ra được lấy tại vo1. -62- 3.47 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P3.46, có chức năng như một cổng KHÔNG VÀ [NAND] nếu tín hiệu ra được lấy tại vo2. 3.48 Ở hình P3.48, giá trị nhỏ nhất của vin theo mức tín hiệu vào cao là 2 V. Biết rằng transistor Q1 có  thấp nhất bằng 10. Tính khoảng trị số điện trở RB để có thể chắc chắn làm cho transistor Q1 dẫn [ON]. 3.49 Hình P3.49, là mạch với hai bộ đảo bằng transistor được mắc nối tiếp, trong đó R1C = R2C = 10 k và R1B = R2B = 27 k. a. Tính vB, vout, và trạng thái của transistor Q1 khi vin có mức thấp. b. Tính vB, vout, và trạng thái của transistor Q1 khi vin có mức cao. -63- 3.50 Với mạch đảo ở hình P3.50, RB = 5 k; và RC1 = RC2 = 2 k. Xác định các trị số nhỏ nhất của 1 và 2 để đảm bảo rằng Q1 và Q2 bảo hòa khi vin có mức cao. 3.51 Với mạch đảo ở hình P3.50, RB = 4 k; và RC1 = 2,5 k; và 1 = 2 = 4. Hãy chứng tỏ rằng Q1 sẽ bảo hòa khi vin ở mức cao. Xác định điều kiện cho RC2 để đảm bảo cho Q2 cũng bảo hòa. 3.52 Mạch cổng TTL cơ bản là mạch ở hình P3.52. Hãy xác định chức năng logic được thực hiện bằng mạch này. -64- 3.53 Hình P3.53, là sơ đồ mạch cổng NAND TTL ba đầu vào. Giả sử tất cả các điện áp vào đều ở mức cao, hãy xác định vB1; vB2; vB3; vC2; và vout. Ngoài ra, cho biết vùng làm việc của mỗi transistor. 3.54 Hãy chứng tỏ rằng khi hai hay nhiều hơn các đầu ra của mạch lặp lại emitter được nối đến tải chung, như mạch ở hình P3.54, là kết quả của phép toán HOẶC [OR]; tức là, vo = v1 HOẶC v2. 3.55 Với cổng NAND bằng CMOS như mạch ở hình 3.61, hãy nhận dạng trạng thái của mỗi transistor khi: v1 = v2 = 5 V. 3.56 Với cổng NAND bằng CMOS như mạch ở hình 3.61, hãy nhận dạng trạng thái của mỗi transistor khi: v1 = 5 V; v2 = 0 V. 3.57 Vẽ sơ đồ mạch của cổng OR bằng CMOS hai đầu vào. -65- 3.58 Vẽ sơ đồ mạch của cổng AND bằng CMOS hai đầu vào. 3.59 Vẽ sơ đồ mạch của cổng OR bằng TTL hai đầu vào. 3.60 Vẽ sơ đồ mạch của cổng AND bằng TTL hai đầu vào. 3.61 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P10.61, có chức năng như một bộ đảo logic. 3.62 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P10.62, có chức năng như một cổng NOR. -66- 3.63 Hãy chứng tỏ rằng mạch ở hình P10.63, có chức năng như một cổng NAND. Tóm tắt nội dung phần điện tử công suất  Các cấu kiện điện tử công suất có thể sử dụng được với điện áp lên đến vài ngàn volt và dòng điện đạt đến vài trăm amper nên có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Các loại khác nhau của các mạch điện tử công suất và các ứng dụng đã được giải thích trong chương.  Các bộ ổn định điện áp sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp DC để cung cấp điện áp DC ổn định tại đầu ra của bộ nguồn. Phần tử chính của bộ ổn định điện áp là diode Zener.