Bài tập điện tử căn bản mạch phi tuyến tính (Có lời giải)

Bài tập Ch.2<br /> 2.1<br /> <br /> Cho mạch theo H.2.1 với diod có Is = 1 pA, VT = 0,025V.<br /> Tính:<br /> 1. ID<br /> +<br /> 2. iD  id<br /> iD<br /> +<br /> vi<br /> 3. rd.<br /> =0.001sinwt -<br /> <br /> D<br /> <br /> +<br /> <br /> Giải:<br /> <br /> -<br /> <br /> VB<br /> =0,7V<br /> <br /> 1. Tính ID:<br /> ID  IS  e<br /> <br /> VD VT<br /> <br />  1  10<br /> <br /> 12<br /> <br /> e<br /> <br /> VD VT<br /> <br />  1  10<br /> <br /> 12<br /> <br />  1, 45.10 <br /> <br /> H.2.1<br /> <br /> 12<br /> <br />  1, 45 A<br /> 2. Tính id<br /> Tuyến tính hoá trong chế độ tín hiệu nhỏ cho:<br /> iD  I D  iD<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br />  I S eVD VT  1 <br /> <br /> I S vD VT<br /> e<br />  vD <br /> VT<br /> <br /> I S vD VT<br /> e<br />  vD <br /> VT<br /> Mặt khác, nguồn tác động AC cho bởi:<br /> iD <br /> <br /> V <br /> <br /> vI  VI  vI  0,7V  0,001sin t<br /> Nên cho:<br /> <br /> vD  VD  vD  0,7V  0,001sin t<br /> <br /> V <br /> <br /> Tính được:<br /> iD <br /> <br /> <br /> I S VD<br /> e<br /> VT<br /> <br /> VT<br /> <br /> vD <br /> <br /> 1012 A 0,7V<br /> e<br /> 0.025V<br /> <br /> 0,025V<br /> <br />  0,001sin t<br /> <br /> 1, 45<br /> 0,001sin t  0,058sin t<br /> 0, 025<br /> <br /> 3. Tính rd,<br /> gd <br /> <br /> 1 diD I s vD VT I D<br /> <br />  e<br /> ;<br /> rd dvD VT<br /> VT<br /> <br /> rD <br /> <br /> VT 0, 025V<br /> <br />  0, 017<br /> ID<br /> 1, 45 A<br /> <br /> Có lại:<br /> iD <br /> <br /> vD 0, 001sin t  V <br /> <br />  0, 059sin t<br /> rd<br /> 0, 017   <br /> <br /> A<br /> <br /> 1<br /> <br /> R1<br /> 1k<br /> <br /> 2.2.Cho mạch H.2.2<br /> R1 = R2 = R4 = 1 k  ,<br /> R3 = 0,5 k  . Diod D1 có<br /> dòng điện cho bởi:<br /> <br /> <br /> <br /> R3<br /> 0.5k<br /> <br /> <br /> <br /> iD  I S evD VT  1<br /> <br /> R4<br /> <br /> D1<br /> <br /> + vI<br /> <br /> 1k<br /> <br /> R2<br /> 1k<br /> <br /> -<br /> <br /> với dòng bảo hoà<br /> IS = 1.10-9 A và<br /> điện thế nhiệt<br /> VT = 25 mV<br /> 1. Tính mạch tương đương Thevenin của<br /> H.2.2<br /> mạch nối với diod.<br /> 2. Giả sử mô hình lý tưởng diod được phân cực bởi nguồn điện<br /> 0,6V . Tính vD vá iD khi VI = 4V.<br /> 3. Tính điện trở diod chung quanh điểm tỉnh Q (xác định ở câu 3)<br /> trong mô hình tuyến tính của diod ở chế độ tín hiệu nhỏ.<br /> 4. Dùng mô hình ở phần c, tính vd(t) nếu có<br /> vI = 4V + 0,004 V cos  t  V.<br /> <br /> Giải:<br /> 1. Mạch điện tương đương Thevenin:<br /> <br /> R3<br /> 0.5k<br /> <br /> R1<br /> <br /> R1<br /> 1k<br /> <br /> 1k<br /> +<br /> VI<br /> <br /> 0.5k b 0.5k<br /> <br /> a<br /> <br /> a<br /> R4<br /> 1k<br /> <br /> R2<br /> 1k<br /> <br /> VI<br /> <br /> +<br /> <br /> R2<br /> 1k<br /> <br /> VI/2 +<br /> <br /> 1k<br /> <br /> -<br /> <br /> b'<br /> <br /> a'<br /> <br /> a'<br /> 1k<br /> <br /> a<br /> <br /> 0.5k<br /> <br /> 1k<br /> <br /> 1k<br /> <br /> 0.5k+0.5k<br /> 1k<br /> <br /> RTH<br /> <br /> a'<br /> <br /> VTH <br /> <br /> 1k <br /> 1<br /> VI  VI<br />  0,5k   0,5k    1k  4<br /> <br /> RTH  �<br />  1k  1k    0,5k �<br /> �<br /> �1k   0,5k <br /> 2. Tính thế và dòng :<br /> Vaa’ = (¼) VI= 4/4 = 1V<br /> vD  0, 6V<br /> iD <br /> <br /> 1V  0, 6V<br />  0,8mA<br /> 0,5k <br /> 2<br /> <br /> R<br /> <br /> 3. Mô hình tuyến tính của diod có giá trị với hoạt động tín<br /> hiệu nhỏ chung quanh điểm tỉnh Q xác định ở câu 2:<br /> dv<br /> V<br /> rd  D  T e VD VT  9, 44.104 <br /> diD I S<br /> 3. Tính vd(t)<br /> vd <br /> <br /> rd<br /> 9, 44.10 4<br /> vi <br /> 0, 004 cos t<br /> rd  RTH<br /> 0,5.103<br /> <br />  18,88.107  0, 004   7,552.10 9 cos t<br /> vd  7,55.109 cos t<br /> <br /> 2.3. Cho mạch ở H.2.3. có chứa phần tử phi tuyên với đặc tính<br /> sau:<br /> <br /> iN <br /> <br /> 104 vN2<br /> <br /> khi vN  0<br /> <br /> 0<br /> <br /> khi vN  0<br /> <br /> iN ( A) và vN (V).<br /> Điện thế ngõ ra vo được viết<br /> gần đúng là tổng hai số hạng:<br /> <br /> vO  VO  vo<br /> <br /> +<br /> +<br /> vi<br /> <br /> -<br /> <br /> vN<br /> <br /> -<br /> <br /> iN<br /> R<br /> Vo<br /> <br /> +<br /> VB<br /> <br /> với VO là thành phần điện thế DC<br /> tạo ra do VB và vo diện thế gia tăng<br /> tạo nên do nguồn tín hiệu nhỏ vi.<br /> H.2.3<br /> Giả sử vi = 10-3 sinwt V và VB cũng như thành phần phi<br /> tuyến hoạt động với vN = 10V. Tính điện thế gia tăng ngõ ra<br /> vo.<br /> <br /> Giải:<br /> diN<br />  2  104 vN <br /> dvN<br /> rN <br /> <br /> dvN<br /> 1<br /> 1<br /> <br /> <br /> 4<br /> 4<br /> diN 2  10 vN  2  10  10V<br /> <br /> 1000<br />  500<br /> 2<br /> R<br /> R<br /> vo <br /> vi <br /> 103 sin t<br /> R  rN<br /> R  500<br /> <br /> <br /> 3<br /> <br />