intTypePromotion=1
ADSENSE

Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Duy Nhật Viễn

Chia sẻ: Tuanpro Tuanpro | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:52

240
lượt xem
78
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện tử do Nguyễn Duy Nhật Viễn biên soạn gồm 6 chương: Chương 1 mở đầu, chương 2 diode và ứng dụng, chương 3 BJT và ứng dụng, chương 4 OPAMP và ứng dụng, chương 5 kỹ thuật xung cơ bản, chương 6 kỹ thuật số cơ bản. Để nắm rõ nội dung kiến thức từng chương, mời các bạn cùng tham khảo bài giảng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Duy Nhật Viễn

  1. N i dung Chương 1: M ñ u. K thu t ñi n t Chương 2: Diode và ng d ng. Chương 3: BJT và ng d ng. Chương 4: OPAMP và ng d ng. Nguy n Duy Nh t Vi n Chương 5: K thu t xung cơ b n. Chương 6: K thu t s cơ b n. N i dung L ch s phát tri n Chương 1 Các linh ki n ñi n t thông d ng Linh ki n th ñ ng M ñ u Linh ki n tích c c Linh ki n quang ñi n t ði n áp, dòng ñi n và các ñ nh lu t cơ b n ði n áp và dòng ñi n Ngu n áp và ngu n dòng ð nh lu t Ohm ð nh lu t ñi n áp Kirchoff ð nh lu t dòng ñi n Kirchoff
  2. L ch s phát tri n 1884, Thomas Edison phát minh ra ñèn ñi n t 1948, Transistor ra ñ i M , 1950, ng d ng Linh ki n ñi n t transistor trong các h th ng, thi t b . 1960, m ch tích h p (Integrated Circuit) ra ñ i. thông d ng 1970, Tích h p m t ñ cao MSI (Medium Semiconductor IC) LSI (Large Semiconductor IC) VLSI (Very Large Semiconductor IC) ði n tr Linh ki n có kh năng c n tr dòng ñi n Ký hi u: Linh ki n th ñ ng Tr thư ng Bi n tr ðơn v : Ohm (Ω). 1kΩ = 103 Ω. 1MΩ= 106 Ω.
  3. ði n tr T ñi n Linh ki n có kh năng tích t ñi n năng. Ký hi u: ðơn v Fara (F) 1µF= 10-6 F. 1nF= 10-9 F. 1pF= 10-12 F. T ñi n Cu n c m Linh ki n có kh năng tích lũy năng lư ng t trư ng. Ký hi u: ðơn v : Henry (H) 1mH=10-3H.
  4. Bi n áp Bi n áp Linh ki n thay ñ i ñi n áp Bi n áp cách ly Bi n áp t ng u Diode Linh ki n ñư c c u thành t 2 l p bán d n ti p xúc công Linh ki n tích c c ngh Diod ch nh lưu Diode tách sóng Diode n áp (diode Zener) Diode bi n dung (diode varicap ho c varactor) Diode h m (diode Tunnel)
  5. Transistor lư ng c c BJT BJT (Bipolar Junction Transistor) Linh ki n quang Linh ki n ñư c c u thành t 3 l p bán ñi n t d n ti p xúc liên ti p nhau. Hai lo i: NPN PNP Linh ki n thu quang Linh ki n phát quang Quang tr : Diode phát quang (Led : Light Emitting Quang diode Diode) Quang transistor LED 7 ñ an
  6. ði n áp và dòng ñi n ði n áp: ði n áp, dòng ñi n và Hi u ñi n th gi a hai ñi m khác nhau trong m ch ñi n. các ñ nh lu t cơ b n Trong m ch thư ng ch n m t ñi m làm ñi m chung ñ so sánh các ñi n áp v i nhau g i là masse hay là ñ t (thư ng ch n là 0V). ði n áp gi a hai ñi m A và B trong m ch ñư c xác ñ nh: UAB=VA-VB. V i VA và VB là ñi n th ñi m A và ñi m B so v i masse. ðơn v ñi n áp: Volt (V). ði n áp và dòng ñi n Ngu n áp và ngu n dòng Dòng ñi n: Ngu n áp Dòng d ch chuy n có hư ng c a các h t mang ñi n trong v t ch t. Ngu n dòng Chi u dòng ñi n t nơi có ñi n th cao ñ n nơi có ñi n th th p. Chi u dòng ñi n ngư c v i chi u d ch chuy n ð nh lý Thevenin & Norton c a ñi n t . ðơn v dòng ñi n: Ampere (A).
  7. ð nh lu t Ohm ð nh lu t ñi n áp Kirchoff M i quan h tuy n Kirchoff’s Voltage Law (KVL): tính gi a ñi n áp và T ng ñi n áp các nhánh trong dòng ñi n: vòng b ng 0. U=I.R ΣV=0. Georg Ohm Gustav Kirchoff ð nh lu t dòng ñi n Kirchoff Kirchoff’s Current Law (KCL): T ng dòng ñi n t i m t nút b ng 0. ΣI=0.
  8. Chương 2 K thu t ñi n t Diode và ng d ng Nguy n Duy Nh t Vi n N i dung Ch t bán d n Diode Ch t bán d n ð c tuy n tĩnh và các tham s c a diode B ngu n 1 chi u
  9. Ch t bán d n Ch t bán d n Khái ni m Ch t d n ñi n Ch t bán d n Ch t cách ñi n V t ch t ñư c chia thành 3 lo i d a trên ði n tr su t ρ 10-6÷10-4Ωcm 10-6÷10-4Ωcm 10-6÷10-4Ωcm ñi n tr su t ρ: T0 ↑ ρ↑ ρ↓ ρ↓ Ch t d n ñi n Ch t bán d n Ch t cách ñi n Dòng ñi n là dòng d ch chuy n c a các h t mang ñi n Tính d n ñi n c a v t ch t có th thay ñ i V t ch t ñư c c u thành b i các h t mang ñi n: theo m t s thông s c a môi trư ng như H t nhân (ñi n tích dương) nhi t ñ , ñ m, áp su t … ði n t (ñi n tích âm) Ch t bán d n Ch t bán d n G m các l p: Giãn ñ năng lư ng c a v t ch t Vùng hóa tr : Liên k t hóa tr gi a ñi n t và h t nhân. K: 2; L:8; M: 8, 18; N: 8, 18, 32… Vùng t do: ði n t liên k t y u v i h t nhân, có th di chuy n. Vùng c m: Là vùng trung gian, hàng rào năng lư ng ñ chuy n ñi n t t vùng hóa tr sang vùng t do 18 28
  10. Ch t bán d n thu n Ch t bán d n thu n Hai ch t bán d n ñi n hình Ge: Germanium Si Si Si Si: Silicium Là các ch t thu c nhóm IV trong b ng tu n hoàn Mendeleev. Si Si Si Có 4 ñi n t l p ngoài cùng Các nguyên t liên k t v i nhau thành m ng tinh Si Si Si th b ng các ñi n t l p ngoài cùng. G i n: m t ñ ñi n t , p: S ñi n t l p ngoài cùng là 8 electron dùng m t ñ l tr ng chung C u trúc tinh th c a Si Ch t bán d n thu n: n=p. Ch t bán d n t p Ch t bán d n t p Ch t bán d n t p lo i N: Ch t bán d n t p lo i P: Pha thêm ch t thu c nhóm V trong b ng tu n hoàn Mendeleev Pha thêm ch t thu c nhóm III trong b ng tu n hoàn Mendeleev vao ch t bán d n thu n, ví d Phospho vào Si. vao ch t bán d n thu n, ví d Bo vào Si. Nguyên t t p ch t th a 1 e l p ngoài cùng liên k t y u v i h t Nguyên t t p ch t thi u 1 e l p ngoài cùng nên xu t hi n m t l nhân, d dàng b ion hóa nh m t năng lư ng y u tr ng liên k t y u v i h t nhân, d dàng b ion hóa nh m t năng n>p lư ng y u p>n Si Si Si Si Si Si Si P Si Si Bo Si Si Si Si Si Si Si
  11. C ut o Cho hai l p bán d n lo i P và N ti p xúc công ngh v i nhau, ta ñư c m t diode. Diode P N D1 ANODE CATHODE DIODE Chưa phân c c cho diode Phân c c ngư c cho diode E Âm ngu n thu hút h t mang Hi n tư ng khu ch tán ñi n tích dương (l tr ng) các e- t N vào các l Dương ngu n thu hút các h t mang ñi n tích âm (ñi n t ) tr ng trong P vùng r ng Vùng tr ng càng l n hơn. kho ng 100µm. G n ñúng: Không có dòng Ing ñi n qua diode khi phân c c ði n trư ng ngư c t N E ngư c. -e sang P t o ra m t hàng rào ñi n th là Utx. Ngu n 1 chi u t o ñi n trư ng Dòng ñi n này là dòng ñi n E như hình v . c a các h t thi u s g i là Ge: Utx=Vγ~0.3V ði n trư ng này hút các ñi n dòng trôi. Si: Utx=Vγ~0.6V t t âm ngu n qua P, qua N Giá tr dòng ñi n r t bé. v dương ngu n sinh dòng ñi n theo hư ng ngư c l i
  12. Phân c c thu n cho diode Dòng ñi n qua diode E Âm ngu n thu hút h t mang Dòng c a các h t mang ñi n ña s là dòng ñi n tích dương (l tr ng) Dương ngu n thu hút các h t khu ch tán Id, có giá tr l n. mang ñi n tích âm (ñi n t ) Id=IseqU/kT. Vùng tr ng bi n m t. V i -e ði n tích: q=1,6.10-19C. Ith H ng s Bolzmal: k=1,38.10-23J/K. Nhi t ñ tuy t ñ i: T (0K). Ngu n 1 chi u t o ñi n trư ng ði n áp trên diode: U. Dòng ñi n này là dòng ñi n Dòng ñi n ngư c bão hòa: IS ch ph thu c n ng ñ t p ch t, E như hình v . c a các h t ña s g i là dòng ði n trư ng này hút các ñi n khu ch tán. c u t o các l p bán d n mà không ph thu c U (xem như t t âm ngu n qua P, qua N h ng s ). Giá tr dòng ñi n l n. v dương ngu n sinh dòng ñi n theo hư ng ngư c l i Dòng ñi n qua diode Dòng ñi n qua diode Dòng c a các h t mang ñi n thi u s là dòng Khi phân c c cho diode (I,U≠0): trôi, dòng rò Ig, có giá tr bé. I=Is(eqU/kT-1). (*) V y: G i ñi n áp trên 2 c c c a diode là U. G i UT=kT/q là th nhi t thì 3000K, ta có Dòng ñi n t ng c ng qua diode là: UT~25.5mV. I=Id+Ig. I=Is(eU/UT-1). (**) Khi chưa phân c c cho diode (I=0, U=0): ISeq0/kT+Ig=0. (*) hay (**) g i là phương trình ñ c tuy n c a => Ig=-IS. diode.
  13. ð c tuy n tĩnh c a diode Ith(mA) B’ B Phương trình ñ c ð c tuy n tĩnh và các tuy n Volt-Ampe c a diode: A’ A tham s c a diode I=Is(eqU/kT-1) 5 Ung(V) Uth (V) ðo n AB (A’B’): phân c c thu n, 0.5 U g n như không ñ i khi I thay C C’ ñ i. Ge: U~0.3V D D’ Ing( Si: U~0.6V. ðo n làm vi c c a diode ch nh ðo n CD (C’D’): phân c c ngư c, lưu U g n như không ñ i khi I thay ñ i. ðo n làm vi c c a diode zener Các tham s c a diode ði n tr m t chi u: Ro=U/I. Rth~100-500Ω. Rng~10kΩ-3MΩ. ði n tr xoay chi u: rd=δU/δI. B ngu n 1 chi u rdng>>rdth T n s gi i h n: fmax. Diode t n s cao, diode t n s th p. Dòng ñi n t i ña: IAcf Diode công su t cao, trung bình, th p. H s ch nh lưu: Kcl=Ith/Ing=Rng/Rth. Kcl càng l n thì diode ch nh lưu càng t t.
  14. Sơ ñ kh i Ch nh lưu bán kỳ V0=0, vs
  15. M ch l c t C n áp b ng diode zener
  16. Chương 3 K thu t ñi n t BJT và ng d ng Nguy n Duy Nh t Vi n N i dung C u t o BJT Các tham s c a BJT C u t o BJT Phân c c cho BJT M ch khu ch ñ i dùng BJT Phương pháp ghép các t ng khu ch ñ i M ch khu ch ñ i công su t
  17. BJT (Bipolar Junction Transistors) Hai lo i BJT Cho 3 l p bán d n ti p xúc công ngh liên ti p nhau. NPN PNP Các c c E: Emitter, B: Base, C: Collector. ði n áp gi a các c c dùng ñ ñi u khi n dòng E n p n C E p n p C ñi n. C ut o C C ut o C B B B B Ký hi u Ký hi u E E Nguyên lý ho t ñ ng Nguyên lý ho t ñ ng T hình v : Xét BJT NPN E=EE+EC IE = IB + IC EE EC ð nh nghĩa h s truy n ñ t dòng ñi n: IE α = IC /IE. IC N P N ð nh nghĩa h s khu ch ñ i dòng ñi n: β = IC / IB. Như v y, β = IC / (IE –IC) = α /(1- α); RE IB RC α = β/ (β+1). Do ñó, IC = α IE; EE EC IB = (1-α) IE; β ≈ 100 v i các BJT công su t nh .
  18. Chi u dòng, áp c a các BJT Ví d IE IC IE IC Cho BJT như hình v . C - VCE + + VEC - E C E V i IB = 50 µ A , IC = 1 mA C - - Tìm: IE , β và α + _ VCB IC + + VBE IB VBC VEB VCB IB IB Gi i: B + + - - B B IE = IB + IC = 0.05 mA + 1 mA = 1.05 mA = IC / IB = 1 mA / 0.05 mA = 20 + _ VBE IE α = IC / IE = 1 mA / 1.05 mA = 0.95238 npn pnp α còn có th tính theo β. E IE = IB + IC IE = IB + IC α= β = 20 = 0.95238 β+1 21 VCE = -VBC + VBE VEC = VEB - VCB ð c tuy n tĩnh c a BJT IC mA IC Vùng bão hòa Các tham s c a Vùng tích IB A Q V UCE RC c c BJT RB IB EB EC Vùng c t IB = 0 UCE Gi giá tr IB không ñ i, thay ñ i EC, xác ñ nh IC, ta có: IC=f(UCE) IB=const
  19. BJT như m t m ng 4 c c Tham s tr kháng zik Xét BJT NPN, m c theo ki u E-C H phương trình: z11: Tr kháng vào c a U1=z11I1+z12I2. BJT khi h m ch ngõ ra. 2 I2=IC U2=z21I1+z22I2. z12: Tr kháng ngư c c a 1 I1=IB d ng ma tr n: BJT khi h m ch ngõ U2=UCE U1 z11 z12 I2 . vào. U1=UBE U2 z21 z22 I2 . z21: Tr kháng thu n c a 1' 2' z11=U1 , z12=U1 , BJT khi h m ch ngõ ra. I1 I2=0 I2 I1=0 z22: Tr kháng ra c a BJT z21= I2 , z22= I2 , khi h m ch ngõ vào. U1 I2=0 U2 I1=0 Tham s d n n p yik Tham s h n h p hik H phương trình: y11: D n n p vào c a BJT H phương trình: h11: Tr kháng vào c a I1=y11U1+y12U2. khi ng n m ch ngõ ra. U1=h11I1+h12U2. BJT khi ng n m ch ngõ I2=y21U1+y22U2. y12: D n n p ngư c c a I2 =h21I1+h22U2. ra. d ng ma tr n: BJT khi ng n m ch ngõ d ng ma tr n: h12: H s h i ti p ñi n I1 y11 y12 U2 . vào. U1 h11 h12 I2 . áp c a BJT khi h m ch I2 y21 y22 U2 . y21: D n n p thu n c a I2 h21 h22 U2 . ngõ vào. y11= I1 , y12=I1 , BJT khi ng n m ch ngõ h11=U1 , h12=U1 , h21: H s khu ch ñ i U1 U2=0 U2 U1=0 ra. I1 U2=0 U2 I1=0 dòng ñi n c a BJT khi y21= I2 , y22= I2 y22: D n n p ra c a BJT h21=I2 ng n m ch ngõ ra. , , h22=I2 , U1 U2=0 U2 U1=0 khi ng n m ch ngõ vào. I1 U2=0 U2 I1=0 h22: D n n p ra c a BJT khi h m ch ngõ vào.
  20. Phân c c cho BJT Cung c p ñi n áp m t chi u cho các c c c a BJT. Phân c c cho BJT Xác ñ nh ch ñ h at ñ ng tĩnh c a BJT. Chú ý khi phân c c cho ch ñ khu ch ñ i: Ti p xúc B-E ñư c phân c c thu n. Ti p xúc B-C ñư c phân c c ngư c. Vì ti p xúc B-E như m t diode, nên ñ phân c c cho BJT, yêu c u VBE≥Vγ. ð i v i BJT Ge: Vγ~0.3V ð i v i BJT Si: Vγ~0.6V ðư ng t i tĩnh và ñi m làm Phân c c b ng dòng c ñ nh vi c tĩnh c a BJT VCC II IB=max ðư ng t i tĩnh ñư c v Xét phân c c cho BJT NPN RC trên ñ c tuy n tĩnh c a BJT. Quan h : IC=f(UCE). Áp d ng KLV cho vòng I: RB Q II ði m làm vi c tĩnh n m K IB=(VB-UBE)/RB. IB trên ñư ng t i tĩnh ng VB UBE I I v i khi không có tín hi u Áp d ng KLV cho vòng II: vào (xác ñ nh ch ñ phân c c cho BJT). UCE=VCC-ICRC. IB=0 VCC ði m làm vi c tĩnh n m II L càng g n trung tâm KL RC càng n ñ nh. RB II Q IB UBE I
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2