BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI ĐIỆN TỬ CĂN BẢN MẠCH PHI TUYẾN TÍNH

Bài tập Ch.2
2.1

Cho mạch theo H.2.1 với diod có Is = 1 pA, VT = 0,025V.
Tính:
1. ID
+
2. iD  id
iD
+
vi
3. rd.
=0.001sinwt -

D

+

Giải:

-

VB
=0,7V

1. Tính ID:
ID  IS  e

VD VT

 1  10

12

e

VD VT

 1  10

12

 1, 45.10 

H.2.1

12

 1, 45 A
2. Tính id
Tuyến tính hoá trong chế độ tín hiệu nhỏ cho:
iD  I D  iD





 I S eVD VT  1 

I S vD VT
e

 vD 
VT

I S vD VT
e
 vD 
VT
Mặt khác, nguồn tác động AC cho bởi:
iD 

V 

vI  VI  vI  0,7V  0,001sin t
Nên cho:

vD  VD  vD  0,7V  0,001sin t

V 

Tính được:
iD 


I S VD
e
VT

VT

vD 

1012 A 0,7V
e
0.025V

0,025V

 0,001sin t

1, 45
0,001sin t  0,058sin t
0, 025

3. Tính rd,
gd 

1 diD I s vD VT I D

 e
;
rd dvD VT
VT

rD 

VT 0, 025V

 0, 017
ID
1, 45 A

Có lại:
iD 

vD 0, 001sin t  V 

 0, 059sin t
rd
0, 017   

A

1


R1
1k

2.2.Cho mạch H.2.2
R1 = R2 = R4 = 1 k  ,
R3 = 0,5 k  . Diod D1 có
dòng điện cho bởi:



R3
0.5k



iD  I S evD VT  1

R4

D1

+ vI

1k

R2
1k

-

với dòng bảo hoà
IS = 1.10-9 A và
điện thế nhiệt
VT = 25 mV
1. Tính mạch tương đương Thevenin của
H.2.2
mạch nối với diod.
2. Giả sử mô hình lý tưởng diod được phân cực bởi nguồn điện
0,6V . Tính vD vá iD khi VI = 4V.
3. Tính điện trở diod chung quanh điểm tỉnh Q (xác định ở câu 3)
trong mô hình tuyến tính của diod ở chế độ tín hiệu nhỏ.
4. Dùng mô hình ở phần c, tính vd(t) nếu có
vI = 4V + 0,004 V cos  t  V.

Giải:

1. Mạch điện tương đương Thevenin:

R3
0.5k

R1

R1
1k

1k
+
VI

0.5k b 0.5k

a

a
R4
1k

R2
1k

VI

+

R2

1k

VI/2 +

1k

-

b'

a'

a'
1k

a

0.5k

1k

1k

0.5k+0.5k
1k

RTH

a'

VTH 

1k 
1
VI  VI
 0,5k   0,5k    1k  4

RTH  �
 1k  1k    0,5k �
�
�1k   0,5k 
2. Tính thế và dòng :
Vaa’ = (¼) VI= 4/4 = 1V
vD  0, 6V
iD 

1V  0, 6V
 0,8mA
0,5k 
2

R


3. Mô hình tuyến tính của diod có giá trị với hoạt động tín
hiệu nhỏ chung quanh điểm tỉnh Q xác định ở câu 2:
dv
V
rd  D  T e VD VT  9, 44.104 
diD I S

3. Tính vd(t)
vd 

rd
9, 44.10 4
vi 
0, 004 cos t
rd  RTH
0,5.103

 18,88.107  0, 004   7,552.10 9 cos t
vd  7,55.109 cos t

2.3. Cho mạch ở H.2.3. có chứa phần tử phi tuyên với đặc tính
sau:

iN 

104 vN2

khi vN  0

0

khi vN  0

iN ( A) và vN (V).
Điện thế ngõ ra vo được viết
gần đúng là tổng hai số hạng:

vO  VO  vo

+
+
vi

-

vN

-

iN
R
Vo

+
VB

với VO là thành phần điện thế DC
tạo ra do VB và vo diện thế gia tăng
tạo nên do nguồn tín hiệu nhỏ vi.
H.2.3
Giả sử vi = 10-3 sinwt V và VB cũng như thành phần phi
tuyến hoạt động với vN = 10V. Tính điện thế gia tăng ngõ ra
vo.

Giải:
diN
 2  104 vN 

dvN
rN 

dvN
1
1


4
4
diN 2  10 vN  2  10  10V

1000
 500
2
R
R
vo 
vi 
103 sin t
R  rN
R  500


3