Bài tập kỹ thuật điện tử

Bài tập kỹ thuật điện tử
Trang 1
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA: ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Tên học phần: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã học phần:1162010
Số ĐVHT:3
Trình độ đào tạo:Đại học
A - NGÂN HÀNG CÂU HỎI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KIỂU TỰ LUẬN.
Chương 1: DIODE VÀ MẠCH ỨNG DỤNG
1. Các nội dung kiến thức tối thiểu mà sinh viên phải nắm vững sau khi học xong chương 1
1.1
 PIV : địện áp phân cực ngƣợc.
 I
D :
dòng điện qua Diode.
 V
γ
, V
D
: điện áp ngƣỡng dẫn của Diode.
 I
s
: dòng điện bảo hòa.
 V
T

: điện áp nhiệt.
 η : hằng số phụ thuộc vào vật liệu. 1≤η≤2
 T
k
: nhiệ t độ kelvin T
k
= T
c
+273
 q : đ iệ n tích q = 1,6 x 10
-19
C
 k : hằ ng số Boltzman. k = 1,38 x 10
-23
J/
0
K

1.2
 
1
TD
VV
SD
eII


q
kT
V

k
T


1.3
Bài toán 1: Cho ngõ vào V
i
, xác định và vẽ dạng sóng ngõ ra V
o

Bài toán 2: Cho mạch ổn áp dùng zener, cho ngõ vào, tìm ngõ ra.
Bài toán 3: Cho mạch ổn áp dùng zener, cho ngõ ra, tìm ngõ vào.
Bài toán 4: Tìm I
D,
V
o
, xác định cổng logic
2. Các mục tiêu kiểm tra đánh giá và dạng câu hỏi kiểm tra đánh giá gợi ý chương 1


Mục tiêu kiểm tra đánh giá
Nội dung
Mức độ Nhớ
Các kiến thức cần nhớ :
Phƣơng trình của diode
Biểu mẫu 3a
Trang 2
Ngƣỡng dẫn của diode Si và Ge, điện áp PIV của diode trong các
mạch chỉnh lƣu.
Mức độ Hiểu đƣợc các kiến

thức đã học
Các thông số giới hạn của diode
Hiểu đƣợc hoạt động của các mạch chỉnh lƣu bán kì, toàn kì, công
thức tính điện áp ra trung bình, dòng điện ra trung bình trên tải
Các loại diode khác
Khả năng vận dụng các kiến
thức đã học
Các kiến thức mà sinh viên phải biết vận dụng :
Xác định dƣợc trong từng bài toán cụ thể ngƣỡng dẫn của diode

Khả năng tổng hợp:
Bài toán 1: Cho ngõ vào V
i
, xác định và vẽ dạng sóng ngõ ra V
o

Bài toán 2: Cho mạch ổn áp dùng zener, cho ngõ vào, tìm ngõ ra.
Bài toán 3: Cho mạch ổn áp dùng zener, cho ngõ ra, tìm ngõ vào.
Bài toán 4: Tìm I
D,
V
o
, xác định cổng logic

3. Ngân hàng câu hỏi và đáp án chi tiết chương 1
tt
Loại
Nội dung
Điểm
1

Câu hỏi


Cho Vi. Vẽ dạng sóng ngõ ra Vo
Với Diode là Si.
V
i
= V
m
sin(wt)



1.5
Đáp án








D

R

V
I

V
O

S
i
Trang 3
2
Câu hỏi

1.5
Đáp án


















3

Câu hỏi

1.5

Đáp án


Vi
-
Si
+
+
-
Vo
3.3k
V
-
+
-
VoVi
+
Ideal
8.2k
Si

V
T
=-0.7V
-V
m

+V
T

t
0
t
V
o
V
T
= V+0.7V
-Vm - V
T


0
-V
T

Trang 4
4
Câu hỏi

1.5

Đáp án


5
Câu hỏi

1.5

Đáp án



6
Câu hỏi

1.5
V
T
= V+ 0.7v
-
Vi
-
++
R
v
Vo
S
i
-
Vi
+
-
+
Vo
R

v
S
i
+
Vi Vo
-
R
-
v
+
S
i
t
0
V
o
V
T
= -V-0.7V
V
T

-Vm - V
T


Trang 5

Đáp án

7
Câu hỏi


2

Đáp án













Si
-
Si
Si
-
+
Vo
Si
+

V
o
V
T1
= 1.4V
V
T2
= -1.4V
t
-V
m
- V
T2
0
t
0
V
o
V
T
= V-0.7V
V
T
= V-0.7V
Vm + V
T

Trang 6
8
Câu hỏi

2

Đáp án






9
Câu hỏi

2

Đáp án


V
T1
= 1.4V
V
T2
= -1.4V
t
V
m
- V
T1
0

-
Vo
Ideal Diode s
-
+
+
5.6k
5.6k
5.6k
Si
-
Si
Si
-
+
Vo
Si
+
V
T1
= (V
m
-0.7v)/2
V
T2
= (-V
m
+0.7v)/2
t
V

m
- V
T
0
Trang 7
10
Câu hỏi

1.5

Đáp án


11
Câu hỏi

2

Đáp án


Si
Si
+
Vo
-
5.6k
5.6k
5.6k
V

T1
= (V
m
-0.7v)/2
V
T2
= (-V
m
+0.7v)/2
t
V
m
- V
T1
0
Trang 8
12
Câu hỏi

2

Đáp án


13
Câu hỏi


1

Đáp án


14
Câu hỏi

1
VoVi
-
+
R
+
-
-V
m

t
0
V
0

T
2
T

- 0.7V
t
0
V
0

T
2
T

- 0.7V
- -
Vi= 110V (rms) Ideal
++
2.2K
Vo (Vdc)

Si
S
i

Trang 9

Đáp án


15
Câu hỏi

2

Đáp án


16

Câu hỏi

2
R
Si
Vo
+
-
10K
i
-
+
1K
Vo
+
-
+
10K
R
-
1K
Si
0.7V
t
0
V
0

T
2

T

V
T
= 0.7V
0.7V

t
0
V
0

T
2
T

Vm
11
10


V
T
=0.77V
V
m
Trang 10

Đáp án

17
Câu hỏi

1.5

Đáp án


18
Câu hỏi

1.5
+ +
-
v
Vi Vo
R
-
+
VoVi
+
Si

5.6k
v
0
V
T
t

V
0

T
2
T

V
T
= v+ 0.7V
V
m

-0.7V
t
0
V
0

T
2
T

-0.77V
Vm
11
10

Trang 11

Đáp án


19
Câu hỏi

1.5

Đáp án


20
Câu hỏi

1.5

Đáp án


V
T
t
V
0

V
T
= -v+ 0.7V
V
m

0

T
V
T
t
0
V
0

2
T

V
T
= -v - 0.7V
V
T
t
0
V
0

V
T
= v + 0.7V
VoVi
+
-

v
-
R
+
S
i
Vo

R
+
Vi
v
+
S
i

Trang 12
21
Câu hỏi





1.5

Đáp án


22

Câu hỏi

1.5

Đáp án


23
Câu hỏi


Cho biết ngõ ra của mạch V
o
là bao
nhiêu?








1.5
-
Vo
Si
+
-
Vi

+
V
1
V
2
Si
15k
-10V
Vo
0V
2.2K
Si
Si
-10V
-10V
Vo
0V
2.2K
Si
Si
-10V
-10V
Vo
0V
2.2K
Si
Si
-10V

R

v
+
Vi
+
1
v
-
Vo
-
2
S
i
S
i
V
T1
t
0
V
0

2
T

V
T1
= -v
1
+ 0.7V
V

T2
= v
2
- 0.7V
V
T2

T
V
T2
t
0
V
0

2
T

V
T2
= -v
1
- 0.7V
V
T1
= v
2
+ 0.7V
V
T1

T
Trang 13
Si
Si
Vo
1K
0V
-10V
Si
Si
Vo
1K
0V
-10V
Si
Si
Vo
1K
0V
-10V

I
Z
Vi
-
+
R
S
R

L
I
L
I
ZM
V
Z

Đáp án
V
o
= 9.3V

24
Câu hỏi


Cho biết ngõ ra của mạch V
o
là bao
nhiêu?

1.5

Đáp án
V
o
= -9.3V

25
Câu hỏi


a. Xác định R
L
và I
L
để V
RL
= 10V.
b. Xác định công suất cực đại
Với I
ZM
= 32mA, Vi = 50V, Vz = 10V, R
S
= 1k.

2

Đáp án
a.
















kR
VV
VR
R
k
I
V
R
mAIII
mA
R
VV
I
VVVV

L
Zi
ZS
L
L
Z
L
ZML
S
i
25.1250
250
1050
101
25.1
8
10
83240
40
1
1050
10
min
min
max
min
0
0

b.

mAIVP
ZMZZM
3203210 



26
Câu hỏi
a. Hãy xác định V
L
, I
L
, I
R
với R
L
= 180.
b. Xác định giá trị của R
L
để có đƣợc công suất cực đạI P
Zmax
=
400mW.
c. Xác định giá trị nhỏ nhất của R
L
để zener diode có thể hoạt
động đƣợc.
Cho V
Z
= 10V, R

S
=110, V
i
= 50V
3
Trang 14



Đáp án
a.
A
RR
V
I
mA
R
V
I
VVVV
LS
i
L
L
L
L
LL
17.0
180110
50

55
180
10
10
0








b.



9.76
13.0
10
13.004.017.0
40
10
400
max
max
L
L
L
ZmazLL

Z
Z
Z
I
V
R
AIII
mA
V
P
I

c.






















5.27
1
10
50
1
110
1
1
0
0
V
V
RR
RR
R
VV
i
SL
SL
L
i



27
Câu hỏi

Hãy xác định giá trị của Vi sao cho V
L
= 9V và zener diode hoạt
động không quá công suất.
Cho R
L
= 1k, P
ZM
= 300mW, R = 100.

3

Đáp án
mA
V
P
I
VVVV
Z
ZM
ZM
ZL
3.33
9
300
9
0



Chọn:
mAII
ZMZ
33.33.33
10
1
10
1
min




-
+
Vi
R
L
R
S
I
Z
I
L
Vi
R
S

R
L

I
Z
I
L
Trang 15
   
   
VVV
V
IIRVVIIRV
VVV
mA
R
V
I
i
i
LZMSZiLZSZ
iii
L
L
L
1310
93.331.09933.31.09
9
1
9
min
maxmin







28
Câu hỏi
Cho một sơ đồ mạch diode nhƣ hình vẽ. Các số liệu khác cho sẵn
trên sơ đồ. Vẽ mạch tƣơng và tính điện áp ngõ ra.






1

Đáp án
Điện áp ngõ ra :
V
O
= -(24 - 0,3 -0,7 ) 6,8K / 6,8K + 2,2K = - 17,37V

1
29
Câu hỏi

Tính điện áp ngõ ra V
out
và

dòng điện I chạy trong mỗi sơ đồ. Biết điện trở thuận của diode
không đáng kể.

1

Đáp án









Sơ đồ (a) : V
OUT
= + 0.7V
I = ( 12 -0,3 - 0,7 ) / 2,2K = 5mA
Sơ đồ (b) : I = ( 22 -0,7 ) / ( 2,2K + 2,2K ) = 4,84 mA

6,8KΩ
Ge Si
2,2KΩ
24V
+
24V
0,3V
0,7V
6,8K

2,2K Vout
Si
2,2KΩ
Vout
Ge
12V
(a)
2,2KΩ
2,2K
Ω
10mA
(b)
Si
2,2KΩ
2,2KΩ
22V
Vout
0,7V
+
+
(b)
Trang 16
V
OUT
= I . 2,2K = 4,84 mA . 2,2K = 10,65V
29
Câu hỏi

Tính điện áp ngõ ra V
OUT

và dòng điện I chạy trong sơ đồ. Biết điện
trở thuận trên diode không đáng kể.

1

Đáp án







I = 11 / ( 2,2K + 3,3K ) = 2 mA
V
OUT
= 2mA . 3,3K = 6,6 V


30
Câu hỏi
Cho một sơ đồ mạch diode nhƣ hình vẽ. Tính dòng điện qua mỗi
nhánh R
1
, R
2
, R
3
. Cho một sơ đồ mạch diode nhƣ hình vẽ.
Tính dòng điện qua mỗi nhánh R1, R2, R3. Bỏ qua điện trở thuận

của diode. Các số liệu khác cho trên sơ đồ.


1

Đáp án
Hai nhánh R
1
và R
2
không có dòng đi qua .
Dòng đi qua nhánh R
3
là I = ( 24 - 0,7 - 0,7 ) / 3,3K = 6,85 mA

31
Câu hỏi
Xác định điện áp ngõ ra Vo và dòng điện qua mỗi diode trong mạch
sau. Bỏ qua điện trở thuận của diode khi dẫn.






1

Đáp án
Dòng điện qua nhánh diode Ge là I
1

=2,47 mA

3,3KΩ
Vout
-12V
Si Ge 2,2KΩ
3,3KΩ
2,2KΩ
-12V
+
+
0,3V
0,7V
-24V
Si Si Si
Si
R1 R2
R3
2KΩ
2KΩ
1KΩ
G
e
Si
Vo
+10V
Trang 17
Dòng điện qua nhánh diode Si là I
2
= 2,27 mA

Điện áp ngõ ra V
O
= 1K .( 2,47 mA + 2,27mA ) = 4,74 mA

32
Câu hỏi
Xác định điện áp ngõ ra Vo và dòng điện qua diode trong mạch sau.
Bỏ qua điện trở thuận của diode khi dẫn.







1

Đáp án
R
T
= 150 . 100 / 150 + 100 =
60 Ω
E
T
= 24 . 100 / 100 + 150 =
9,6 V
V
O
= 0,7 V
I = 9,6 - 0,7 / 60 = 0,15 mA

33
Câu hỏi
Cho 1 sơ đồ mạch diode sau, tính dòng điện qua mỗi diode và điện
áp ngõ ra V0, các số liệu khác cho trên sơ đồ.





1

Đáp án
Diode Ge ON , diode Si OFF
Dòng qua Si bằng 0
Dòng qua Ge I = ( 20 + 5 - 0,3 ) / 6,8K = 3,63 mA
V
O
= 20 - 6,8 K . 3,63 mA = - 4,7 V

34
Câu hỏi
Cho 1 sơ đồ diode sau , vẽ mạch tƣơng đƣơng, bỏ qua điện trở thuận
của diode, xác định dòng điện qua diode và điện áp ngõ ra V
O
, các
số liệu khác cho trên sơ đồ.

1.5
150 Ω
100 Ω
24V
Vo
Si
+
I
60Ω
9,6V
Vo
Si
+
Vo
Ge
20V
-5V
Si
6,8KΩ
2,2KΩ
2,2K
Ω
10mA

Si
Trang 18

Đáp án
Sơ đồ tƣơng đƣơng:








Dòng điện qua diodevà điện áp ngõ ra:
VVo
mAI
65,105.2,2
84,4
2,22,2
7,022






1
35
Câu hỏi
Cho 1 sơ đồ diode sau , vẽ mạch tương đương, bỏ qua điện trở

thuận của diode ,tính dòng điện qua mỗi diode và điện áp
ngõ ra V
O
, các số liệu khác cho trên sơ đồ.

42V
3,3KΩ
Si
Ge
Vout

1

Đáp án
Mạch điện tƣơng đƣơng :
Dòng điện qua diode và điện áp ngõ ra:

)(3,0
)(4,12
3,3
3,07,042
VVo
mAI






36

Câu hỏi
Cho một mạch ổn áp có điện áp ngõ ra 10V., điện trở tải R
L
biến
thiên trong phạm vi 250Ω<R
L
<1,25KΩ. Tính điện trở hạn dòng R
S

và cơng suất tiêu tán cực đại của Zener? Các số liệu khác cho trên sơ
đồ.










3

Đáp án
I
L MAX
= 10 / 0,25K = 40mA = I
S

R

S
= ( 50 - 10 ) / 40 mA = 1KΩ
I
LMIN
= 10 / 1,25K = 8mA
I
ZMAX
= 40 -8 = 32 mA

Vo
I
2,2K
2,2K
0,7V
22V
R
L
(+)
(-)
R
S
U
I
=50V
U
O
=10V
Z
(+)
(-)

Trang 19
P
ZMAX
= 10 . 32 mA = 320 mW
37
Câu hỏi
Cho mộ t mạ ch ổ n áp có đ iệ n áp ngõ ra 10V (hình 2), zener có công
suấ t tiêu tán cực tán cực tiể u là 20mW và cực đại là 1W. Tính đ iệ n
trở tả i nhỏ nhấ t và lớ n nhấ t cho phép để Zener có tác dụ ng ổ n áp?
Các số liệ u khác cho trên sơ đồ.











3

Đáp án
I
S
= (22 - 10 ) /0,1K = 120 mA
I
ZMIN
= 20mW / 10 = 2 mA

I
ZMAX
= 1000 mW / 10 = 100 mA
I
LMAX
= 120 -2 = 118 mA R
LMIN
= 10 /118 mA = 84Ω
I
LMIN
= 120 - 100 = 20 mA R
LMAX
= 10 /20 mA = 500Ω


38
Câu hỏi
Cho một mạch ổn áp sau. Biết Zener có V
Z
=10V, P
ZMAX
=400mW.
a) Xác định R
L
cực đại để Zener tiêu tán công suất lớn nhất cho
phép.
b) Xác định R
L
cực tiêủ để Zener ở trạng thái ON.

3

Đáp án
I
S
= ( 20 - 10 ) / 0,22K = 45,45 mA
I
ZMAX
= 400mW / 10 = 40 mA
I
LMIN
= 45,45 - 40 = 5,45 mA
R
LMAX
= 10 / 5,45mA = 1,83K
I
LMAX
= 45,45mA
R
LMIN
= 10 / 45,45 mA = 220

39
Câu hỏi
Cho một mạch ổn áp sau có điện áp ngõ ra Vo không đổi 20V cung
cấp cho tải R
L
=1KΩ và điện áp ngõ vào V
IN
thay đổi từ 30V đến

50V. Xác định gía trị của điện trở nối tiếp Rs và dòng cực đại qua
3
R
L
(+)
(-)
100Ω

U
I
=22V
U
O
=10V
Z
(+)
(-)
I
L
I
R
R
L
(+)
(-)
220Ω

U
I
=20V

U
L
Z
(+)
(-)
Trang 20
Zener.







Đáp án
I
L
= 20 / 1K = 20 mA
I
SMIN
= 20mA
R
S
= ( 30 - 20 ) / 20 mA = 500 Ω
I
SMAX
= ( 50 - 20 ) / 0,5K = 60 mA
I
ZMAX
= 60 - 20 = 40 mA

40
Câu hỏi
Cho một mạch ổn áp sau, zener ổn áp 12 V có công suất tiêu tán cực
đại 150mW và BJT có độ lợi dòng =100 và bỏ qua V
BE
. Tính điện
trở tải lớn nhất cho phép để Zener không bị qúa tải? Các số liệu khác
cho trên sơ đồ.








3

Đáp án
I
Zmax
=150mW/12=12,5mA
I
S
=(36-12)/1,5K=16mA
I
Bmin
=16-12,5=3,5mA
I

Cmin
=100.3,5mA=0,35A
R
Lmax
=12/0,35=34,3Ω



Chương 2: PHÂN CỰC TRANSISTOR
1. Các nội dung kiến thức tối thiểu mà sinh viên phải nắm vững sau khi học xong chương 2
1.1Cấu tạo BJT, FET
Họat động BJT, FET
Các sơ đồ nối dây, đặc tuyến V-A của BJT, FET
Mối quan hệ giữa hệ số alpha và beta của BJT
1KΩ


R
L
(+)
(-)
R
S
U
I

U
L
Z
(+)

(-)
R
L
1,5KΩ
36V
NPN
+
Trang 21
B
C
I
I



BCE
III 


1
1
1


JFET , D-MOSFET thì phƣơng trình Shockley:
2
1
GS
D DSS
P

V
II
V








Các mạch phân cực cho BJT và FET
1.2
Bài toán 1: Tìm điểm tỉnh Q, xác định V
B
, V
E
, V
C
Bài toán 2: Thiết kế mạch phân cực

2. Các mục tiêu kiểm tra đánh giá và dạng câu hỏi kiểm tra đánh giá gợi ý chương 2

Mục tiêu kiểm tra đánh giá
Nội dung
Mức độ Nhớ
Các kiến thức cần nhớ :
BJT
B
C

I
I



BCE
III 

1





CBOCBOCEO
III

 )1(

BBBBCE
IIIIII )1( 


JFET , D-MOSFET thì phƣơng trình Shockley:
2
1
GS
D DSS
P
V

II
V








SD
II 


AI
G
0



SD
II 


AI
G
0


Trang 22

Các thông số giới hạn của BJT và FET
Mức độ Hiểu đƣợc các kiến
thức đã học
Hiểu đƣợc :
Đặc tuyến V-A
Các dạng mạch phân cực
Khả năng vận dụng các kiến
thức đã học
các kiến thức mà sinh viên phải biết vận dụng :
So sánh các mạch mắc kiểu EC,BC,CC
So sánh các mạch mắc kiểu SC, GC,DC
So sánh BJT và FET
Khả năng tổng hợp:
Bài toán 1: Tìm điểm tỉnh Q, xác định V
B
, V
E
, V
C
Bài toán 2: Thiết kế mạch phân cực



3. Ngân hàng câu hỏi và đáp án chi tiết chương 2
tt
Loại
Nội dung
Điểm

1
Câu hỏi

Tính toán điện áp phân cực và I
C
cho mạch điện ở hình sau:









2
Đáp án
 
  
VkmAVRIVV
mAAII
A
k
V
R
VV
I
CCCCCE
BC
B

BECC
B
83,62,235,212
35,2)08,40(50
08,47
680
7,012












+

V
CE

10µF
C
2

 = 85
C

1

I
C

R
C

3,3K

Ngõ vào ac
V
CC
= + 12V
R
B

240K

Ngõ ra ac
I
B

 = 50

Trang 23
2
Câu hỏi
Tính V
C

và I
C
cho mạch điện ở hình sau:

2

Đáp án
 
 
    
 
VkmAVRIVV
mAAII
A
k
V
R
VV
I
CCCCC
BC
B
BECC
B
6,93,376,322
76,332,31120
32,31
680
7,022













3
Câu hỏi
Tính toán điện áp phân cực V
CE
và dòng điện I
C
trong mạch điện hình
sau:










2

Đáp án
 
 
 
   
VkmAkmAVRIRIVV
mAAII
A
k
V
kk
V
RR
VV
I
EECCCCCE
BC
EB
BECC
B
1,91635,32635,320
635,3)35,36(100
35,36
531
3,19
1101430
7,020
1

















V
CC
=  22V
V
C

V
B

20µF
C
1

I
C

R
C

3,3K

V
i

R
B

680K

V
o

I
B

 = 120
I
E

C
E

40µF
V
o

C
2

10µF

+
C
1

10µF
I
C

R
C

2 k

V
i

V
CC
= + 20V
R
B

430K

I
B

V
CE

 = 100
R
E

1 k





Trang 24
4
Câu hỏi
Tính toán giá trị điện trở R
C
nếu có

V
C
= 10V trong mạch điện hình sau:

:

3

Đáp án
 
 
 
mAAII
A
k
V
kk
V
RR
VV
I
BC
EB
BECC
B
635,3)35,36(100
35,36
531
3,19
1101430

7,020
1














 
C
CCCCC
R
RIVV
3
10635,32010




Suy ra :







kR
C
75,2
10635,3
1020
3

Chọn R
C
=2,7k.

5
Câu hỏi
Tính toán giá trị R
B
để transistor họat động ở trạng thái dẫn bảo hòa
3

Đáp án
Ta có:


 
EC
CC
EC

CECC
C
CECECCC
RR
V
RR
VV
I
VIRRV









2.0

(Transistor dẫn bảo hòa => V
CE
= 0.2V)

I
E

C
E

40µF
V
o

C
2

10µF

+
C
1

10µF
I
C

R
C
1k


V
i

V
CC
= + 15V
R
B

I
B

V
CE

 = 50
R
E

0.5 k





I
E

C
E

40µF
V
o

C
2

10µF

+
C
1

10µF
I
C

R
C


V
i

V
CC
= + 20V
R
B

430K

I
B

V

CE

 = 100
R
E

1 k