Bài tập điện tử cơ bản

trong chương này, bọn họ khảo sát một vài mạch ứng dụng căn bản của diode phân phối dẫn (giới hạn sinh sống diode chỉnh lưu cùng diode zener - những diode đặc biệt khác sẽ được bàn đến lúc đề xuất thiết).

Bạn đang xem: Bài tập điện tử cơ bản

Tùy theo nhu yếu ứng dụng, các quy mô lý tưởng, giao động hay thực sẽ được đưa vào trong công việc tính toán mạch.


*

Chương 1: Mạch DiodeCHƯƠNG IMẠCH DIODE vào chương này, bọn họ khảo sát một trong những mạch vận dụng căn bản của diode bándẫn (giới hạn ngơi nghỉ diode chỉnh lưu và diode zener - các diode quan trọng đặc biệt khác sẽ được bàn đếnlúc phải thiết). Tùy theo nhu yếu ứng dụng, các quy mô lý tưởng, gần đúng hay thực sẽ đượcđưa vào trong các bước tính toán mạch. 1.1 ÐƯỜNG THẲNG LẤY ÐIỆN (LOAD LINE): xem mạch hình 1.1a nguồn điện một chiều E mắc vào mạch tạo nên diode phân rất thuận. điện thoại tư vấn ID làdòng điện thuận chạy qua diode cùng VD là hiệu nỗ lực 2 đầu diode, ta có: trong đó: I0 thuộc dòng điện rỉ nghịch η=1 lúc ID to (vài mA trở lên) η=1 lúc ID bé dại và diode cấu tạo bằng Ge η=2 khi ID nhỏ tuổi và diode cấu trúc bằng Si ngoài ra, từ bỏ mạch năng lượng điện ta còn có: E - VD - VR = 0 Tứ c E = VD + RID (1.2)Trương Văn Tám I-1 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Phương trình này xác định điểm thao tác làm việc của diode tức điểm quản lý điều hành Q, được hotline làphương trình con đường thẳng mang điện. Giao điểm của con đường thẳng này cùng với đặc con đường của diodeID = f(VD) là điểm điều hành Q. 1.2. DIODE vào MẠCH ÐIỆN MỘT CHIỀU - trái lại khi E Chương 1: Mạch Diode Dạng sóng Trị vừa đủ 1.3.1.2. Trị hiệu dụng: tín đồ ta quan niệm trị hiệu dụng của một sóng tuần hoàn( thí dụ loại điện) là trịsố tương đương của chiếc điện một chiều IDC nhưng mà khi chạy qua 1 điện trở R trong một chukì đang có năng lượng tỏa nhiệt bởi nhau.Trương Văn Tám I-3 Mạch Điện TửChương 1: Mạch DiodeVài thí dụ: Dạng sóng Trị trung bình cùng hiệu dụngTrương Văn Tám I-4 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Hình 1.6Trương Văn Tám I-5 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.3.2. Mạch chỉnh lưu giữ nửa sóng (một buôn bán kỳ) trong mạch này ta cần sử dụng kiểu chủng loại lý tưởng hoặc khoảng của diode trong việc phân tíchmạch. Dạng mạch căn bản cùng những dạng sóng (thí dụ hình sin) sinh hoạt ngõ vào với ngõ ra như hình 1.7Diode chỉ dẫn điện khi bán kỳ dương của vi(t) đưa vào mạchTa có: - Biên độ đỉnh của vo(t) Vdcm = Vm - 0.7V (1.6) - Ðiện vắt trung bình ngõ ra: - Ðiện cố đỉnh phân cực nghịch của diode là: VRM=Vm (1.8) Ta cũng hoàn toàn có thể chỉnh giữ lấy chào bán kỳ âm bằng phương pháp đổi đầu diode.Trương Văn Tám I-6 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.3.3. Chỉnh lưu giữ toàn sóng với trở thành thế có điểm thân Mạch cơ bản như hình 1.8a; Dạng sóng ở cả 2 cuộn thứ cấp cho như hình 1.8b - Ở buôn bán kỳ dương, diode D1 phân cực thuận cùng dẫn điện trong những lúc diode D2 phân cựcnghịch nên xem như hở mạch (hình 1.9)- Ở buôn bán kỳ âm, diode D2 phân cực thuận cùng dẫn điện trong những khi diode D1 phân rất nghịchnên xem như hở mạch (Hình 1.10) Ðể ý là trong 2 ngôi trường hợp, IL hầu hết chạy qua RL theo hướng từ trên xuống và chiếc điệnđều có mặt ở hai bán kỳ. Ðiện chũm đỉnh ở cả hai đầu RL là: Vdcm=Vm-0,7V (1.9) cùng điện thay đỉnh phân rất nghịch sinh sống mỗi diode lúc ngưng dẫn là: VRM=Vdcm+Vm=2Vm-0,7V (1.10) - Dạng sóng thường trực ở 2 đầu RL được miêu tả ở hình 1.11Trương Văn Tám I-7 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode fan ta cũng rất có thể chỉnh lưu giữ để tạo nên điện cố gắng âm ở 2 đầu RL bằng phương pháp đổi cực của2 diode lại. 1.3.4. Chỉnh lưu giữ toàn sóng sử dụng cầu diode Mạch cơ bản - Ở buôn bán kỳ dương của nguồn điện, D2 và D4 phân rất thuận cùng dẫn điện trong khi D1và D2 phân cực nghịch xem như hở mạch. Sử dụng kiểu chủng loại điện chũm ngưỡng, mạch điện đượcvẽ lại như hình 1.13Trương Văn Tám I-8 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode - Ở buôn bán kỳ âm của nguồn điện, D1 và D3 phân rất thuận với dẫn điện trong khi D2, D4phân cực nghịch xem như hở mạch (Hình 1.14)Từ những mạch tương tự trên ta thấy: - Ðiện vắt đỉnh Vdcm ngang qua nhị đầu RL là: Vdcm =Vm-2VD=Vm-1.4V (1.12) - Ðiện ráng đỉnh phân rất nghịch VRM làm việc mỗi diode là: VRM=Vdcm+VD=Vm-VD VRM =Vm-0,7V (1.13) Ðể ý thuộc dòng điện mức độ vừa phải chạy qua từng cặp diode lúc dẫn năng lượng điện chỉ bằng 1/2dòng năng lượng điện trung bình qua tải.Trương Văn Tám I-9 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.3.5. Chỉnh lưu giữ với tụ lọc Ta xem lại mạch chỉnh lưu giữ toàn sóng với đổi thay thế tất cả điểm giữa. Như kết qủa phầntrên: - Ðiện thay đỉnh ở cả hai đầu RL là: Vdcm=Vm-0,7V - Ðiện vắt trung bình ở 2 đầu RL là: VDC=0,637Vdcm giả dụ ta cố gắng RL bởi 1 tụ điện gồm điện dung C. Trong thời hạn từ t=0 cho t=T/4, tụ Csẽ nạp cấp tốc đến điện cố gắng đỉnh Vdcm. Nếu cái rỉ của tụ năng lượng điện không xứng đáng kể, tụ C đã khôngphóng điện và điện vậy 2 đầu tụ được giữ lại không đổi là Vdcm. Ðây là trường phải chăng tưởng.Thực tế, điện thay trung bình biến hóa từ 0,637Vdcm mang đến Vdcm. Thực chất nguồn điện phải cungcấp mang lại tải, thí dụ RL mắc tuy vậy song cùng với tụ C. Ở cung cấp ký dương tụ C nạp điện đến trị Vdcm.Khi mối cung cấp điện bước đầu giảm, tụ C phóng năng lượng điện qua RL cho tới khi chạm mặt bán kỳ tiếp đến tụ Cmới nạp điện lại đến Vdcm và chu kỳ luân hồi này cứ lặp đi lặp lại. Hình 1.16 tế bào tả chi tiết dạng sóngở 2 đầu tụ C (tức RL). Hiệu cầm sóng dư đỉnh đối đỉnh được cam kết hiệu là Vr(p-p). Vì điện nỗ lực đỉnh về tối đa là Vdcm phải điện chũm trung bình tối thiểu là Vdcmin=Vdcm-Vr(p-p)Trương Văn Tám I-10 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode * hệ số sóng dư: (ripple factor) Ta xem xét lại dạng sóng ở hai đầu RL. Bằng nguyên lý ông xã chất, ta hoàn toàn có thể xem như điệnthế 2 đầu tải bằng tổng của yếu tố một chiều VDC với nhân tố sóng dư luân phiên chiều cótần số gấp hai tần số của nguồn điện chỉnh lưu. Vì thời gian nạp điện thường rất bé dại so với thời gian phóng điện cần dạng của thànhphần sóng dư có thể xem gần đúng thật dạng tam giácTrương Văn Tám I-11 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode hệ số sóng dư quyết định chất lượng của mạch chỉnh lưu. * Phương trình điện cố sóng dư Nếu gọi ic được coi là dòng phóng điện của tụ điện bao gồm điện dung C cùng VC là điện cầm cố 2 đầu t ụđ i ệ n thì: ví như sự thay đổi điện cầm 2 đầu tụ là tuyến đường tính thì mẫu điện ic là dòng điện mộtchiều. Trường hợp coi sóng dư bao gồm dạng tam giác thì chiếc phóng của tụ là hằng số và cam kết hiệu là IDC.Ðó chính là dòng điện qua sở hữu Với f là tần số của nguồn tích điện chỉnh lưu. Nếu call fr là tần số sóng dư, ta gồm Như vậy sóng dư tỉ trọng thuận với chiếc điện vừa đủ qua mua và tỉ lệ thành phần nghịch cùng với điệndung C. Sóng dư đã tăng gấp đôi lúc chỉnh lưu nửa sóng vì chưng lúc đó f=fr 1.4. MẠCH CẮT (Clippers) Mạch này dùng để làm cắt một trong những phần tín hiệu xoay chiều. Mạch chỉnh lưu lại nửa sóng là mộtthí dụ đơn giản dễ dàng về mạch cắt.Trương Văn Tám I-12 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.4.1. Mạch cắt tiếp nối Dạng căn bản như hình 1.20.

Xem thêm: Máy Xay Sinh To Mini Đa Năng, Máy Xay Sinh Tố Mini Hafele Gs

Hình 1.21 cho thấy thêm đáp ứng của mạch giảm căn phiên bản đốivới các dạng sóng thông dụng khi coi diode là lý tưởng. Hiện nay nếu ta mắc thêm một mối cung cấp điện chũm một chiều V tiếp nối với diode như hình1.22b. Nếu biểu đạt vào vi(t) có hình dáng sin cùng với điện cụ đỉnh là Vm thì ngõ ra sẽ có được dạngnhư hình vẽ 1.22c cùng với điện gắng đỉnh Vm-V tức V0=Vi-V (coi diode lý tưởng) 1.4.2. Mạch cắt tuy vậy song * Mạch căn bạn dạng có dạngTrương Văn Tám I-13 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Hình 1.24 là thỏa mãn nhu cầu của mạch cắt song song căn bản với các dạng sóng thông dụng(diode lý tưởng) * Mạch tất cả phân cực Ta cũng hoàn toàn có thể mắc thêm một điện áp nguồn thế 1 chiều V nối tiếp với diode. Dạngsóng ngõ ra đang tùy nằm trong vào rất tính của nguồn điện một chiều với diode.Thí dụ: ta xác minh v0 của mạch năng lượng điện hình 1.25 lúc vi tất cả dạng tam giác với diode coi như lýtưởng - lúc diode dẫn điện: v0=V=4V - khi vi=V=4V, Diode đổi trạng thái từ ngưng dẫn quý phái dẫn điện hoặc trái lại - khi viV=4V, diode ngưng dẫn ⇒ Vo= vi Hình 1.26 là dạng cùng biên độ của ngõ ra v0Trương Văn Tám I-14 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.5. MẠCH GHIM ÁP (Mạch kẹp - clampers) Ðây là mạch thay đổi mức DC (một chiều) của tín hiệu. Mạch phải tất cả một tụ điện, mộtdiode và một năng lượng điện trở. Mà lại mạch cũng hoàn toàn có thể có một nguồn điện cố độc lập. Trị số củađiện trở R với tụ năng lượng điện C phải được lựa chọn làm thế nào để cho thời hằng τ=RC đủ lớn để hiệu gắng 2 đầutụ giảm không đáng kể khi tụ phóng năng lượng điện (trong suốt thời gian diode không dẫn điện). Mạchghim áp căn bản như hình 1.27 cần sử dụng kiểu mẫu diode ưng ý ta thấy: - lúc t: 0 → T/2 diode dẫn điện,tụ C nạp cấp tốc đến trị số V và v0=0V - lúc t: T/2 → T, diode ngưng, tụ phóng năng lượng điện qua R. Do τ=RC lớn buộc phải C xả điệnkhông xứng đáng kể, (thường người ta chọn T≤10τ). Từ bây giờ ta có: v0=-2V Ðiểm cần chăm chú là trong mạch ghim áp biên độ đỉnh đối đỉnh của vi và vo luôn bằngnhau. Sinh viên thử khẳng định v0 của mạch điện hình 1.29Trương Văn Tám I-15 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode 1.6. MẠCH DÙNG DIODE ZENER: cũng như như diode chỉnh lưu, cùng với diode zener ta cũng dùng kiểu mẫu gần đúngtrong việc phân giải mạch: lúc dẫn điện diode zener tương tự với một điện áp nguồn thếmột chiều vz (điện chũm zener) với khi dừng nó tương đương với một mạch hở. 1.6.1. Diode zener với điện cố ngõ vào vi và sở hữu RL cố định Mạch căn bạn dạng dùng diode zener có dạng như hình 1.30 khi vi cùng RL cố kỉnh định, sự so với mạch có thể theo 2 bước: - xác minh trạng thái của diode zener bằng cách tháo rời diode zener ra khỏi mạch cùng tính hiệu vắt V ở hai đầu của mạch hởTrương Văn Tám I-16 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode công suất tiêu tán vì chưng diode zener được xác định bởi Pz=Vz.Iz (1.23) công suất này phải nhỏ dại hơn hết công xuất PZM=VZIZM của diode zener (IZM: dòngđiện tối đa qua zener cơ mà không có tác dụng hỏng) Diode zener thường xuyên được dùng trong số mạch điều hòa điện thay để tạo ra điện thếchuẩn. Mạch hình 1.30 là 1 trong những mạch cân bằng điện thế đơn giản và dễ dàng để tạo thành điện gắng không thay đổi ở2 đầu RL. Khi sử dụng tạo điện nuốm chuẩn, điện vậy zener như là 1 trong những mức chuẩn để so sánh vớimột mức điện nạm khác. Bên cạnh đó diode zener còn được sử dụng thoáng rộng trong những mạchđiều khiển, bảo vệ... 1.6.2. Mối cung cấp Vi cố định và RL đổi khác Khi Vi núm định, trạng thái ngưng hoặc dẫn của diode zener tùy trực thuộc vào năng lượng điện trở download RL vị R núm định, khi Diode zener dẫn điện, điện cụ VR ngang qua năng lượng điện trở R sẽ núm định:VR=Vi - Vz do đó dòng IR cũng ráng định: mẫu IZ sẽ nhỏ tuổi nhất khi IL bự nhất. Loại IZ được số lượng giới hạn bởi IZM bởi nhà sản xuất chobiết, vì thế dòng điện nhỏ dại nhất qua RL là ILmin đề xuất thỏa mãn:Trương Văn Tám I-17 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode sau cùng khi Vi nuốm định, RL bắt buộc được chọn trong khoảng RLmin cùng RLmax 1.6.3. Sở hữu RL gắng định, điện ráng ngõ vào Vi chuyển đổi Xem lại hình 1.30 giả dụ ta giữ lại RL nạm định, vi đề nghị đủ mập thì zener bắt đầu dẫn điện. Trị số về tối thiểu của Vi đểzener rất có thể dẫn năng lượng điện được xác minh bởi: 1.7. MẠCH CHỈNH LƯU BỘI ÁP 1.7.1. Chỉnh giữ tăng đôi điện ráng Hình 1.31 trình bày một mạch chỉnh lưu giữ tăng song điện ráng một cung cấp kỳ- Ở chào bán kỳ dương của mối cung cấp điện, D1 dẫn ,D2 ngưng. Tụ C1 hấp thụ điện đến điện cụ đỉnh Vm- Ở bán kỳ âm D1 ngưng và D2 dẫn điện. Tụ C2 hấp thụ điện cho điện cố C2=Vm+VC1=2Vm- phân phối kỳ dương kế tiếp, D2 ngưng, C2 phóng điện qua cài và đến chào bán kỳ âm kế tiếp C2 lạinạp điện 2Vm. Vì vậy mạch này điện thoại tư vấn là mạch chỉnh lưu tăng đôi điện cố gắng một chào bán kỳ. Ðiện thếđỉnh nghịch ở cả hai đầu diode là 2Vm.- Ta cũng rất có thể dùng mạch ghim áp nhằm giải thích hoạt động của mạch chỉnh giữ tăng đôiđiện thế.Trương Văn Tám I-18 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode - Ta cũng rất có thể mắc mạch chỉnh lưu lại tăng song điện nắm theo chiều dương - Ở chào bán kỳ dương của nguồn điện áp D1 dẫn, C1 nạp năng lượng điện VC1=Vm trong những khi D2 ngưng. - Ở bán kỳ âm D2 dẫn, C2 nạp điện VC2=Vm trong lúc D1 ngưng. - Ðiện thay ngõ ra V0=VC1+VC2=2Vm 1.7.2. Mạch chỉnh lưu tăng ba, tăng bốnTrương Văn Tám I-19 Mạch Điện TửChương 1: Mạch Diode Ðầu tiên C1 nạp điện đến VC1=Vm khi D1 dẫn năng lượng điện ở cung cấp kỳ dương. Bán kỳ âm D2 dẫnđiện, C2 hấp thụ điện đến VC2=2Vm (tổng điện nuốm đỉnh của cuộn thứ cấp và tụ C1). Bán kỳdương tiếp nối D2 dẫn, C3 hấp thụ điện cho VC3=2Vm (D1 và D2 dẫn, D2 ngưng đề nghị điện thế2Vm của C2 nạp vào C3). Chào bán kỳ âm sau đó D2, D4 dẫn, điện gắng 2Vm của C3 nạp vào C4 ... Ðiện gắng 2 đầu C2 là 2Vm 2 đầu C1+C= là 3Vm 2 đầu C2+C4 là 4VmBÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG 1 ******Dùng kiểu mẫu điện nắm ngưỡng để giải các bài tập từ một đến 8Bài 1: xác định VD, VR cùng ID trong mạch điện hình 1.36Bài 2: xác minh VD2 với ID trong mạch năng lượng điện hình 1.37Bài 3: khẳng định V0, cùng ID trong mạch điện hình 1.38Bài 4: khẳng định I, V1, V2 với V0 trong mạch hình 1.39Bài 5: khẳng định V0, V1, ID1 và ID2 trong mạch hình 1.40Trương Văn Tám I-20 Mạch Điện Tử