542155503-Bai-Tập-Mẫu-Điện-Tử-ebook

VŨ THỊ NGỌC THU - NGUYỄN HỮU PHƯỚC

BÀI TẬP MẪU

ĐIỆN TỬ
(Electronic Samples)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*******************

ThS. Vũ Thị Ngọc Thu
ThS. Nguyễn Hữu Phước

BÀI TẬP MẪU

ĐIỆN TỬ
(Electronic Samples)

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2018

BÀI TẬP MẪU
ĐIỆN TỬ
(Electronic Samples)
ThS. VŨ THỊ NGỌC THU
ThS. NGUYỄN HỮU PHƯỚC

NHÀ XUẤT BẢN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé,
Quận 1,TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6361 – 028 6272 6390
E-mail: [email protected]

PHÒNG PHÁT HÀNH
Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé,
Quận 1,TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6361 – 028 6272 6390
Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn

TRUNG TÂM SÁCH ĐẠI HỌC
Nhà xuất bản ĐHQG-HCM và tác giả/đối tác
liên kết giữ bản quyền©
Copyright © by VNU-HCM Press and author/
co-partnership All rights reserved

Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé,
Quận 1, TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6350 - 028 6272 6353
Website: www.sachdaihoc.edu.vn
Chịu trách nhiệm xuất bản

ĐỖ VĂN BIÊN
Chịu trách nhiệm nội dung

Xuất bản năm 2018

ĐỖ VĂN BIÊN
Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm về tác quyền

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
Website: http://hcmute.edu.vn
Biên tập

TRẦN THỊ ĐỨC LINH
Sửa bản in
Số lượng 300 cuốn,
Khổ 16 x 24 cm,
ĐKKHXB số: 4233-2018/CXBIPH/
02-203/ĐHQGTPHCM,
Quyết định XB số 240/QĐ-ĐHQGTPHCM
của NXB ĐHQG-HCM
cấp ngày 13-12-2018.
In tại: Công ty TNHH In &
bao bì Hưng Phú
Đ/c: 162A/1 – KP1A – P. An Phú –
TX. Thuận An – Bình Dương
Nộp lưu chiểu: Quý I/2019

ÁI NHẬT
Trình bày bìa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
IS BN: 978-604-73-6562-3

9 786047 365623

ISBN: 978 – 604 – 73 – 6562 – 3

BÀI TẬP MẪU
ThS. VŨ THỊ NGỌC THU
ĐIỆN TỬ
ThS. NGUYỄN HỮU PHƯỚC
(Electronic Samples)
Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM, NXB ĐHQG-HCM
.

và TÁC GIẢ.
Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật Xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm
cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của Trường đại
học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM và Tác giả.

ĐỂ CÓ SÁCH HAY, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!

2

LỜI NÓI ĐẦU
Việt Nam đang không ngừng tiến đến công nghiệp hóa, hiện đại
hóa đất nước. Ngành điện tử từ lâu đã là một trong những ngành mũi
nhọn trong công cuộc này. Các trường đại học, cao đẳng, trung cấp theo
hướng kỹ thuật, bao giờ cũng chú ý phát triển, mở rộng những môn học
về điện tử.
Điện tử cơ bản là môn cơ sở cho các ngành học kỹ thuật, đặc biệt là
ngành điện tử. Đây là môn học dành cho những ai mới bắt đầu tìm hiểu
về điện tử. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh cũng đã
dành 4 tín chỉ cho môn học này. Với chương trình đào tạo 132 tín chỉ cho
một ngành học, thì số tín chỉ của môn Điện tử cơ bản cho thấy tầm quan
trọng của môn học.
Cuốn sách này bao gồm những nội dung cốt lõi nhất về điện tử cơ
bản (tham khảo từ chương trình chi tiết môn Điện tử cơ bản của Trường
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM). Nội dung sách bao gồm những bài
tập giải sẵn theo 5 chương sau:
Chương 1: MẠCH DIODE – ThS Vũ Thị Ngọc Thu biên soạn
Chương gồm các bài tập áp dụng định luật Kirchhoff, bài tập chỉnh
lưu, chỉnh lưu nhân áp,...
Chương 2: MẠCH TRANSISTOR – ThS Vũ Thị Ngọc Thu biên soạn
Chương gồm các bài tập về mạch phân cực, mạch khuếch đại đơn
tầng, khuếch đại đa tầng,...
Chương 3: MẠCH OP-AMP – ThS Vũ Thị Ngọc Thu biên soạn
Chương gồm các bài tập về mạch khuếch đại đảo, không đảo; mạch
Op-Amp ghép tầng,...
Chương 4: MẠCH THYRISTOR – ThS Nguyễn Hữu Phước biên soạn
Chương gồm các bài tập về mạch có linh kiện SCR, TRIAC,
DIAC.
Chương 5: MẠCH ỔN ÁP – ThS Nguyễn Hữu Phước biên soạn
Chương gồm các bài tập về mạch ổn áp dùng linh kiện rời (nối tiếp,
song song), về mạch ổn áp dùng IC,...
Thứ tự của các chương kể trên phù hợp với thứ tự của Giáo trình
Điện tử cơ bản (Chủ biên PGS.TS Trần Thu Hà) đang được dùng trong
3

giảng dạy môn Điện tử cơ bản của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP
HCM. Các bài tập được chia làm cơ bản và nâng cao. Những bài nâng
cao được đánh dấu (*) để dễ phân biệt. Cuốn sách này tính toán với
những linh kiện xem như là lý tưởng và tuyến tính. Riêng chương bài tập
Op-Amp với dạng bài khuếch đại đảo cho kết quả thú vị là phần nghiên
cứu mới của tác giả ThS Vũ Thị Ngọc Thu.
Các tác giả đã biên soạn, biên dịch những bài tập có lời giải để
người đọc có thể tự học, tự nâng cao trình độ của mình trong quá trình
học. Người đọc có thể nhận thấy nhiều điểm mới trong các bài tập, dù
các bài tập về những nội dung đã quá quen thuộc. Các tác giả hiện đang
giảng dạy ở các trường đại học, cao đẳng khác nhau nên cuốn sách là kết
tinh của không những kiến thức chung mà còn những nét riêng đặc biệt
của từng trường. Cuốn sách nhờ đó không quá đơn điệu, cứng nhắc về
mặt nội dung. Các tác giả tin chắc nội dung được trình bày trong cuốn
sách này sẽ đủ hấp dẫn để thu hút sự quan tâm của người đọc, sẽ cho
người đọc nhận thấy sự thú vị của điện tử.
Xin gửi lời cảm ơn đến ThS Lê Thanh Đạo, ThS Trương Thị Bích
Ngà vì đã có những nhận xét giúp cho cuốn sách hoàn thiện hơn.
Trong quá trình biên soạn, do thời gian có hạn, chắc chắn vẫn còn
những thiếu sót. Các tác giả hy vọng người đọc sẽ góp ý để những lần tái
bản, cuốn sách ngày một hoàn thiện hơn. Xin cảm ơn.
Các tác giả
[email protected]

4

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................... 3
Chương 1: MẠCH DIODE ........................................................................ 7
Chương 2: MẠCH TRANSISTOR.......................................................... 27
Chương 3: MẠCH OP-AMP ................................................................... 64
Chương 4: MẠCH THYRISTOR ............................................................ 97
Chương 5: MẠCH ỔN ÁP .................................................................... 127
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 153

5

6

Chương 1
MẠCH DIODE
A. MỤC TIÊU
Sau khi hoàn thành Chương 1, người đọc sẽ có được những kiến thức
sau:
 Biết áp dụng định luật Kirchhoff, định luật Ohm để tính toán
dòng điện đi qua các linh kiện (điện trở, diode,...) trong mạch
điện hỗn hợp (nối tiếp, song song).
 Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu, mạch chỉnh lưu nhân
áp, mạch dời tín hiệu, mạch xén, mạch cổng logic.
B. CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG
Công thức 1: Định luật Ohm
I

U
R

Công thức 2: Định luật Kirchhoff về dòng điện

I  I 1  I 2  ...  I N
Công thức 3: Định luật Kirchhoff về điện áp

U  U 1  U 2  ....  U N
C. TRẮC NGHIỆM VỀ LÝ THUYẾT
Câu 1. Diode là linh kiện có mấy cực?
a. 2
b. 3
c. 4
d. 8
Câu 2. Cực Anode của diode còn gọi là cực gì?
a. Cực âm
b. Cực nền
7

c. Cực cổng
d. Cực dương
Câu 3. Khi diode Si dẫn điện, điện áp rơi trên diode bằng.....
a. 0.3V
b. 0.7V
c. 0V
d. Tất cả đều sai
Câu 4. Điện áp ngưỡng của diode là điện áp mà tại đó.....
a. Diode bắt đầu tắt
b. Diode bắt đầu dẫn
c. Diode bắt đầu chuyển mạch
d. Diode bị đánh thủng
Câu 5. Điện áp PIV của diode là điện áp mà tại đó.....
a. Diode bắt đầu tắt
b. Diode bắt đầu dẫn
c. Diode bắt đầu chuyển mạch
d. Diode bắt đầu bị đánh thủng
Câu 6. Diode là linh kiện dẫn điện theo.....
a. Một chiều
b. Hai chiều
c. Chưa xác định được
d. Tất cả đều sai
Câu 7. Dòng điện rỉ của diode xuất hiện khi.....
a. Diode được phân cực đủ lớn
b. Diode được phân cực thuận
c. Diode được phân cực ngược
d. Diode được phân cực đủ nhỏ
Câu 8. Diode được phân cực thuận khi.....
a. V AK = 0V
8

b. V AK < 0V
c. V AK > 0V
d. Tùy vào mạch điện cụ thể
Câu 9. Diode lý tưởng có điện áp ngưỡng bằng.....
a. 0V
b. 0.3V
c. 0.7V
d. Vcc
Câu 10. Diode lý tưởng hoạt động như một.....
a. Công tắc 3 chấu
b. Công tắc 2 chấu
c. Transistor
d. Điện trở
Câu 11. Diode Zener dẫn điện theo mấy chiều?
a. Một chiều
b. Hai chiều
c. Tùy mạch điện cụ thể, có thể dẫn theo một chiều hay cả hai
chiều
d. Không cho dòng điện chạy qua
Câu 12. Diode phát quang còn có tên gọi là.....
a. Diode Zener
b. Diode chỉnh lưu
c. LED
d. Diode công suất
Câu 13. Điện áp ngưỡng của LED so với điện áp ngưỡng của diode thì.....
a. Bằng nhau
b. Nhỏ hơn
c. Lớn hơn
d. Lớn hơn gấp 100 lần
9

Câu 14. Điện áp PIV (về độ lớn) của LED so với điện áp PIV của diode
thì.....
a. Bằng nhau
b. Lớn hơn
c. Lớn hơn gấp 100 lần
d. Nhỏ hơn
Câu 15. LED dẫn điện hoàn toàn theo mấy chiều?
a. Một chiều
b. Hai chiều
c. Tùy vào điện áp phân cực
d. Tất cả đều sai
D. BÀI TẬP
Bài 1.
Cho mạch điện như
hình bên. Vin=12V,
R1=10K,
R2=2K,
R3=2.68K, diode D1,
D2 là Si, diode D3 là
Ge. Tính dòng điện I,
I1, I2.
Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. V1=10V, V2=2V, R1=1K,
R2=2K, R3=3K, diode D1, D2 là Si. Tính dòng điện I, I1, I2.

10

Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. V1=10V, V2=2V,
R1=R2=2K, R3=100K, diode D1 là Si. Tính dòng điện I, I1, I2.

Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. V=10V, R1=2K, R2=3K,
R4=R5=1K, diode D1, D2, D3, D4 là Si. Tính I1, I2, I.

Bài 5.
Cho mạch điện như hình dưới đây. V=12V,
R1=R2=R3=R4=R5=1K, diode D1, D2, D3, D4 là Ge. Tính dòng điện
I1, I2, I3, I4, I.

11

Bài 6. Cho mạch điện như hình dưới đây. V=12V, R1=R2=2.2K,
Vz=5.6V, diode D2 là Ge, VLED = 2V. Tính I, ILED, IZ.

Bài 7 (*). Cho mạch điện như hình dưới đây. V1=5V, V2=−1.54V,
R1=2K, R2=10K, R3=1K, diode D1, D2 là diode lý tưởng. Tính IR1, IR2,
IR3.

12

Bài 8 (*). Cho mạch điện như hình dưới đây. V=10sin100πt (V),
R1=R2=R3=10K, diode D1, D2 là diode lý tưởng. Vẽ dạng sóng ra trên
VR2, VR3.

+
V
R
2
-

VR1

V

VR3

Bài 9 (*). Cho mạch điện như hình dưới đây. Tỷ số biến áp là 10:1,
V1=100sin 100πt (V), diode D1, D2 là diode lý tưởng, R1=R2=R3=10K.
Vẽ dạng sóng trên R3.

-

+

Bài 10. Cho các mạch chỉnh lưu nhân áp sau, tính các điện áp tích được
trên mỗi tụ điện, điện áp ngõ ra.
a. Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp toàn sóng

13

b. Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp bán sóng

c. Mạch chỉnh lưu nhân ba điện áp

d. Mạch chỉnh lưu nhân bốn điện áp

14

e. Mạch chỉnh lưu nhân n lần điện áp

Bài 11. Cho mạch điện như hình dưới đây, biết ngõ vào là sóng vuông có
biên độ ±10V. Hãy vẽ dạng sóng ngõ ra.

Bài 12. Cho mạch điện như hình dưới đây, biết ngõ vào là sóng vuông có
biên độ ±10V. Hãy vẽ dạng sóng ngõ ra.

15

Bài 13.
a. Cho dạng sóng ngõ vào và dạng sóng ngõ ra như sau, thiết kế
mạch kẹp có sóng ngõ vào và ngõ ra như thế.

b. Đổi chiều của tụ điện và diode trong mạch vừa tìm được ở câu a,
vẽ dạng sóng ngõ ra của mạch kẹp này.
Bài 14. Cho mạch như hình dưới đây, biết ngõ vào là sóng sin biên độ
±10V, hãy vẽ dạng sóng ngõ ra.

16

Bài 15. Cho mạch như hình dưới đây, biết ngõ vào là sóng sin biên độ
±10V, hãy vẽ dạng sóng ngõ ra.

Bài 16. Cho mạch điện như dưới đây, quy ước mức logic 1 là 5V, mức
logic 0 là 0V. Hãy điền vào bảng trạng thái.
Bảng trạng thái:
A
B
0

0

0

1

1

0

1

1

Y

Bài 17. Cho mạch điện như dưới đây, quy ước mức logic 1 là 5V, mức
logic 0 là 0V. Hãy điền vào bảng trạng thái.
Bảng trạng thái:
A
B
0

0

0

1

1

0

1

1

Y

17

E. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
1a
4b

7c

10b

13c

2d

5d

8c

11c

14d

3b

6a

9a

12c

15a

Giải bài 1.
????1 =

???????????? − ???????????? − ???????????? 12 − 1
=
= 1.1 ????????
????1
10

????2 =

12 − 2???????????? − ???????????? 12 − 1.4 − 0.3
=
= 2.2 ????????
????2 + ????3
2 + 2.68

???? = ????1 + ????2 = 3.3 ????????
Giải bài 2.
Áp dụng định luật Kirchhoff cho các nhánh mạch điện, ta có hệ
phương trình như sau:
10 = ???? + 0.7 + 2????1 + 2
10
= ???? + 0.7 + 3????2 + 0.7
{
???? = ????1 + ????2
Giải hệ phương trình, ta được kết quả sau:
????1 = 1.76 ????????
????2 = 1.71 ????????
{
???? = ????1 + ????2 = 3.47 ????????
Giải bài 3.
Cách 1: Áp dụng định lý Thevenin.
Mạch điện tương
đương Thevenin như
hình bên.

18

???????????? = ????1 //????2 = 2//2 = 1 ????
????2 ????1
2 ∗ 10
???????????? =
=
= 5????
????1 + ????2 2 + 2
Dòng điện I2 chạy trong mạch Thevenin được tính như sau:
???????????? − ????2 − ???????????? 5 − 2 − 0.7
=
= 0.023 ????????
???????????? + ????3
1 + 100

????2 =

???????? = ???????????? + ????3 ????2 + ????2 = 0.7 + 0.023.100 + 2 = 5????
????1 =

???????? 5
= = 2.5 ????????
????1 2

???? = ????1 + ????2 = 2.5 + 0.023 = 2.523 ????????
Cách 2. Áp dụng định luật Kirchhoff về áp cho các vòng mạch
điện, ta có hệ phương trình sau.
????1 = ????1 ???? + ????2 ????1
{????1 = ????1 ???? + ???????????? + ????3 ????2
???? = ????1 + ????2
Thế các giá trị vào ta được hệ phương trình sau:
10 = 2???? + 2????1
{10 = 2???? + 0.7 + 100????2 + 2
???? = ????1 + ????2
Giải hệ phương trình ta tìm được các dòng điện:
????1 = 2.489????????
{????2 = 0.023 ????????
???? = 2.511 ????????
Giải bài 4.
Áp dụng định luật Kirchhoff về áp ta có hệ phương trình sau:
????1 ????1 + ???????????? = ????2 ????2 + ????????????
????

{???? = ????2 ????2 + ???????????? + ????3 ???? + ????4 2 + ????????????
???? = ????1 + ????2
Thế các giá trị đã biết, giải hệ phương trình, ta tính được các dòng
điện:
????1 = 1.87 ????????
{????2 = 1.377 ????????
???? = 3.247 ????????
19

Giải bài 5.
Áp dụng định luật Kirchhoff về dòng điện, ta có:
???? = ????1 + ????2 + ????3 (1)
????4 = ????1 + ????2 (2)
Áp dụng định luật Kirchhoff về điện áp, ta có:
12 = ???? + ????3 + 0.3 + 0.3 = ???? + ????3 + 0.6 (3)
Thế (1) vào (3):
????1 + ????2 + 2????3 = 11.4 (3′ )
???????????? = ????1 + 0.3 + 0.3 + ????4 = 12 − ???? − 0.3 (4)
Thế (1), (2) vào (4):
3????1 + 2????2 + ????3 = 11.1 (4′ )
???????????? = ????1 + 0.3 = ????2 (5)
Giải hệ phương trình (3’), (4’) và (5), ta tính được các dòng điện:
????1 = 1,2375 ????????
???? = 1.5375 ????????
{2
????3 = 4.3125 ????????
????4 = 2.775 ????????
Giải bài 6.
Áp dụng định luật Kirchhoff về áp:
???? = ????1 ???? + ????????
Từ đó tính được dòng điện I:
????=

???? − ???????? 12 − 5.6
=
= 2.91 ????????
????1
2.2

???????? = ???????????? + ????2 ???????????????? + ????????????????
Từ đó tính được dòng điện I LED:
5.6 − 2 − 0.3
= 1.5 ????????
2.2
Áp dụng định luật Kirchhoff về dòng điện, ta có:
???????????????? =

???????? = ???? − ???????????????? = 2.91 − 1.5 = 1.41 ????????
20

Giải bài 7.
Diode D1 dẫn điện, diode D2 không dẫn điện (ID2 =0).
Áp dụng định luật Kirchhoff về áp, ta có hệ phương trình sau:
????????1 = ????????2 + ????????3
{ ????1 = ????1 ????????1 + ????2 ????????2
????1 = ????1 ????????1 + ????3 ????????3 + ????2
Thế các giá trị đã biết vào và giải hệ phương trình, ta tính được các
dòng điện:
????????1 = 2.2 ????????
{????????2 = 0.06 ????????
????????3 = 2.14 ????????
Giải bài 8.
Dạng sóng ra trên R2 có dạng chỉnh lưu bán kỳ âm, biên độ -5V:

Dạng sóng ra trên R3 có dạng sin, VR3=5sin100πt (V):

Giải bài 9.
Sóng trên R3 có dạng chỉnh lưu toàn kỳ, biên độ 3.535V.
21

Giải bài 10.
Các tụ điện sẽ lần lượt nạp lên đến giá trị đỉnh theo từng chu kỳ.
a.

b.

c.

22

d.

e.

Giải bài 11.
Tụ điện nạp điện ở bán kỳ âm, bán kỳ dương không nạp nữa. Dạng
sóng ở ngõ ra sẽ có dạng sau:

23

Giải bài 12.
Tụ điện nạp điện ở bán kỳ âm, bán kỳ dương không nạp nữa. Dạng
sóng ở ngõ ra sẽ có dạng sau:

Giải bài 13.
a. Mạch kẹp sẽ có dạng:

b. Khi đổi chiều của tụ điện, diode ta sẽ có mạch kẹp mới và dạng
sóng ngõ ra của mạch này là:

24

Giải bài 14.
Đây là mạch xén, có dạng sóng ngõ ra là:

Giải thích:
VA=Vin–1, VK=0, VAK=Vin–1
Khi VAK≥0.7 thì Vin≥1.7 thì Diode dẫn, Vout=Vin–0.7
Khi VAK≤0.7 thì Vin<1.7 thì Diode ngắt, Vout=0
Giải bài 15.
Đây là mạch xén, có dạng sóng ngõ ra là:

Giải thích.
VA=Vin+1, VK=0, VAK=Vin+1
VAK≥0.7 thì Vin≥-0.3V thì Diode dẫn Vout=Vin+0.3
VAK≤0.7 thì Vin<-0.3V thì Diode ngắt Vout=0

25

Giải bài 16.
Bảng trạng thái sẽ có dạng sau, đây là cổng logic OR.
A

B

Y

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Giải bài 17.
Bảng trạng thái sẽ có dạng sau, đây là cổng logic AND.

26

A

B

Y

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Chương 2
MẠCH TRANSISTOR
A. MỤC TIÊU
Sau khi hoàn thành Chương 2, người đọc sẽ có được những kiến thức
sau:
 Áp dụng được các định luật Kirchhoff, định luật Ohm để tính
toán phân cực (điện áp, dòng điện,... về mặt DC) trong mạch
phân cực transistor.
 Áp dụng được các công thức tính được các thông số về mặt AC
(tổng trở ngõ vào, tổng trở ngõ ra, hệ số khuếch đại áp, hệ số
khuếch đại dòng,...) trong các mạch khuếch đại E chung,
khuếch đại ghép tầng RC, khuếch đại ghép biến áp.
B. CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG
Công thức 1: Định luật Ohm
I 

U
R

Công thức 2: Định luật Kirchhoff về dòng điện

I  I1  I 2  ...  I N
Công thức 3: Định luật Kirchhoff về điện áp

U  U 1  U 2  ....  U N
Công thức 4: Dòng điện chảy vào cực C của BJT

I C  I B
Công thức 5: Định lý Thevenin (Tính điện trở Thevenin và điện áp
Thevenin)
???????????? = R1//R2
????2 ∗ ????????????
????1 + ????2
Công thức 6: Tính công suất tại cực C của transistor
???????? =

27

P=Ic.VEC
Công thức 7: Tính điện trở re
26 ????????
????????
Công thức 8: Tính hie
???????? =

ℎ???????? = ????????????
Công thức 9: Tính điện trở ngõ vào
???????????? = ???????? //ℎ????????
Công thức 10: Tính điện trở ngõ ra
???????????????? = ????????
Công thức 11: Tính hệ số khuếch đại điện áp CE khi có tải RL
???????? = −

???????? //????????
????????

Công thức 12: Tính hệ số khuếch đại dòng điện
???????? = −????????

????????????
????????

Cộng thức 13: Tính điện áp tổng cộng tại cực C của transistor
???????? = ????????−???????? + ????????−????????
Công thức 14: Tính tần số cắt dưới gây bởi tụ CS ngõ vào
???????????? =

1
2???????????? ????????

Công thức 15: Tính tần số cắt dưới gây bởi tụ CC ngõ ra
???????????? =

1
2????(???????? + ???????? )????????

Công thức 16: Tần số cắt dưới gây bởi tụ CE được tính như sau:
???? //????1 //????2

???????? = ???????? // ( ????
???????????? =

????

+ ???????? )

1
2???????????? ????????

Công thức 17: Tính tần số cắt dưới của mạch khuếch đại BJT
28

???????? = max(???????????? , ???????????? , ???????????? )
Công thức 18: Tính tần số cắt cao ngõ vào
????????ℎ1 = ???????? //???????? //????????
???????? = ???????????? + ???????????? + ???????????? = ???????????? + ???????????? + (1 − ???????? )????????????
???????????? =

1
2????????????ℎ1 ????????

Công thức 19: Tính tần số cắt cao ngõ ra
???????? = ???????????? + ???????????? + ???????????? = ???????????? + ???????????? + (1 −

???????????? =

1
2????????????ℎ2 ????????

=

1
)????
???????? ????????

1
2????(???????? //???????? )????????

Công thức 20: Tính tần số cắt trên của mạch khuếch đại BJT
???????? = min(???????????? , ???????????? ) = 7.2 MHz
Công thức 21: Tính tổng trở ngõ vào mạch CE khi có RE
???????? = ℎ???????? + (???? + 1)????????
???????????? = ???????? //????????
Công thức 22: Tính hệ số khuếch đại điện áp của mạch CE khi có RE
???????? = −????

????????
????????

Công thức 23: Tính điện áp VGS
???????????? = −????????????
Công thức 24: Phương trình Shockley
???????? = ???????????????? (1 −

???????????? 2
)
????????

Công thức 25: Tính điện trở ngõ vào khuếch đại JFET kiếu CS
???????????? = ????????
Công thức 26: Tính điện trở ngõ ra khuếch đại JFET kiếu CS
???????????????? = ????????
Công thức 27: Tính độ xuyên dẫn khi VGS=0
29

????????0 =

2????????????????
|???????? |

Công thức 28: Tính độ xuyên dẫn
???????? = ????????0 (1 −

????????????
)
????????

Công thức 29: Tính hệ số khuếch đại điện áp mạch JFET kiều CS không
có điện trở tải
???????? = −???????? ????????
Công thức 30: Tính hệ số khuếch đại điện áp mạch JFET kiều CS có điện
trở tải RL
???????? = −???????? (???????? //???????? )
Công thức 31: Tính hệ số khuếch đại điện áp của mạch ghép tầng
???????? = ????????1 . ????????2
Công thức 32: Tính hệ số khuếch đại của mạch CE có tải, có RE
AV = −

R C //R L
re + R E

Công thức 33: Tính tổng trở ngõ vào của mạch khuếch đại biến áp
???????????? = ????2 (ℎ????????1 //???????????? )
Công thức 34: Tính hệ số khuếch đại của mạch ghép liên tầng
???????? =

???????? ????????2 ????????1 ????????1
.
.
.
????????2 ????????1 ????????1 ????????

Công thức 35: Tính hệ số khuếch đại điện áp khi tính đến RS
???????????? = ???????? .

????????????
???????????? + ????????

Công thức 36: Tính công suất cực đại trên điện trở tải RL
????=

2
????????????????????
????2 ????????

???????????????????? = ????????????[???????????????? , ???????????? ???????????? ]

30

C. TRẮC NGHIỆM VỀ LÝ THUYẾT
Câu 1. Có mấy dạng mạch phân cực transistor BJT?
a. 3 dạng: phân cực định dòng, phân cực phân áp, phân cực hồi
tiếp từ cực C
b. 2 dạng: phân cực định dòng, phân cực phân áp
c. 2 dạng: phân cực cố định, phân cực định dòng
d. Tất cả đều sai
Câu 2. Mạch phân cực transistor làm việc với điện áp nào?
a. Điện áp xoay chiều AC
b. Điện áp một chiều DC
c. Cả hai điện áp một chiều và xoay chiều
d. Tất cả đều sai
Câu 3. Mạch khuếch đại transistor BJT có mấy dạng mạch ghép?
a. Ghép E chung, ghép B chung
b. Ghép D chung, ghép S chung
c. Ghép D chung, ghép S chung, ghép G chung
d. Ghép E chung, ghép B chung, ghép C chung
Câu 4. Transistor có mấy chế độ hoạt động?
a. 3 chế độ: ngưng dẫn, dẫn bão hòa, dẫn yếu
b. 3 chế độ: ngưng dẫn, dẫn bão hòa, khuếch đại
c. 3 chế độ: dẫn yếu, dẫn bão hòa, đánh thủng
d. Tất cả đều sai.
Câu 5. Transistor BJT có mấy loại?
a. Chỉ có 1 loại
b. Có 2 loại: transistor thuận và transistor ngược
c. Có 2 loại: NPN và PNP
d. Câu b và c đúng
Câu 6. Khi transistor BJT khuếch đại, điện áp ở mối nối BE là.....
a. 0V
b. 0.7V
31

c. >0.7V
d. =Vcc
Câu 7. Ở chế độ dẫn bão hòa, trong mạch phân cực transistor BJT, ta
có.....
a. VCE=0V, IC=0mA
b. VCE=VCC, IC=0mA
c. VCE=0V, IC= dòng bão hòa
d. Tất cả đều sai
Câu 8. Tụ điện trong mạch transistor có đặc điểm.....
a. Không cho dòng DC đi qua
b. Cho dòng AC đi qua
c. Gọi là tụ liên lạc
d. Tất cả đều đúng
Câu 9. Trong mạch phân cực BJT định dòng, dòng IB có đặc điểm.....
a. Là dòng điện một chiều DC
b. Có giá trị rất bé
c. Tỷ lệ nghịch với giá trị RB
d. Tất cả đều đúng
Câu 10. Trong mạch phân cực cầu phần áp, tính IB dựa vào.....
a. Định lý Thevenin, định luật Kirchhoff
b. Định luật Kirchhoff
c. Định lý Thevenin
d. Tất cả đều sai
Câu 11. Hệ số khuếch đại điện áp của mạch BJT phụ thuộc vào.....
a. RC
b. RC và RL
c. RC, RL, re
d. Tất cả đều sai
Câu 12. Điện trở ngõ vào của mạch khuếch đại JFET có giá trị.....
a. Rất nhỏ
32

b. Trung bình
c. Rất lớn
d. Không thể tính được
Câu 13. Dòng cực máng ID được tính theo định luật nào nếu như biết IDSS
và VP
a. Định luật Shockley
b. Định luật Ohm
c. Định luật Thevenin
d. Định luật Kirchhoff
Câu 14. Mạch khuếch đại JFET có mấy cách ghép?
a. 2 cách ghép: ghép E chung, ghép B chung
b. 2 cách ghép: ghép D chung, ghép S chung
c. 3 cách ghép: ghép E chung, ghép B chung, ghép C chung
d. 3 cách ghép: ghép D chung, ghép S chung, ghép G chung
Câu 15. Công thức tính hệ số khuếch đại của mạch JFET có liên quan
đến.....
a. RG
b. RE
c. RD
d. RS

33

D. BÀI TẬP
Bài 1.
Cho mạch điện như hình bên.
Vcc=10V, RB=680K, RC=2.2K,
RE=1K, β=200.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh
Q.
b. Giả sử RB chưa biết.
Tìm RB để transistor
dẫn bão hòa.

Bài 2.
Cho mạch điện như hình bên.
RB1=330K,
RB2=47K,
RC=5.6K, RE=1K, Vcc=10V,
β=200.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh
Q.
b. Cho VCE=5V. Giả sử
RB1 chưa biết. Tìm
RB1.

34

Bài 3.
Cho mạch điện như hình bên.
RC=2.2K, RB=220K, RE=220
Ohm, ±Vcc = ±10V, β=200. Tìm
điểm làm việc tĩnh Q.

Bài 4. Cho mạch điện như hình bên. RC=2.2K, RB=220K, RE=1K,
±Vcc=±10V, β=200. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.

35

Bài 5.
Cho mạch điện như hình bên.
RC=3.3K, RE=1K, ±Vcc=±10V,
β=200. Cho VCE=8V, hãy tìm RB.

Bài 6.
Cho mạch điện như hình bên.
RC=5.6K, RB=220K, RE=2.2K,
±Vcc=±10V, β=200.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.
b. Tính công
transistor.

36

suất

của

Bài 7.
Cho mạch điện như hình bên.
RC=2.2K,
RB=330K,
RE=1K,
±Vcc=±5V, β=200.
a. Hãy viết phương trình đường
tải tĩnh DCLL và vẽ DCLL.
b. Kết luận về chế độ làm việc
của transistor.

Bài 8 (*).
Cho mạch điện như hình bên.
RC=2.2K, RB1=33K, RB2=10K,
RE=1K,
±Vcc=±5V,
β=200.
Transistor làm việc ở chế độ nào?

37

Bài 9 (*).
Cho mạch điện như hình bên.
Vcc=12V, RB1=30K, RB2=10K,
VLED=2V, β=80. Tìm điểm làm
việc tĩnh Q.

Bài 10 (*). Cho mạch điện như hình bên. Vcc=12V, RC=2K, RB2=10K,
VLED=2V, VZ = 6.2V, β=80.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.
b. Tính dòng chạy qua Zener IZ.

38

Bài 11 (*).
Cho mạch điện như hình
bên. Vcc=12V, RC1=2K,
RE1=1K. VB1=2V. Tìm
điểm làm việc tĩnh của
Q1 và Q2.

Bài 12 (*).
Cho mạch điện như hình bên.
Vcc=−10V,
RB2=30K,
RB1=10K, RE=1K, RC=2K,
β=80. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.

Bài 13. Cho mạch như hình sau. RC=1.5K, RB=470K, RE=470 Ohm,
RL=10K, C1=C2= 10uF, CE= 470uF, β=200, Cbe=36pF, Cbc=4pF,
Cce=5pF, Cwi=6pF, Cwo=8pF.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q. Transistor làm việc ở chế độ nào.
b. Tính các thông số xoay chiều: Zin, Zout, Av và Ai.
c. Cho Vin= 1sin 100πt mV, tìm điện áp tại cực C là VC.
d. Xác định tần số cắt thấp và tần số cắt cao fL và fH.
39

Bài 14. Cho mạch điện như hình Bài 13, bỏ đi tụ điện CE.
a. Tính các thông số xoay chiều Zin, Zout, Av và Ai.
b. Vẽ DCLL và ACLL trên cùng một hệ trục.
Bài 15. Cho mạch điện như hình dưới đây. RD=2K, RG=1M,
C1=C2=10uF, nguồn BAT1=2V, IDSS=10 mA, VP= −8V, VDD=12V
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.
b. Tính các thông số Zin, Zout, Av.

40

Bài 16. Cho mạch điện như hình dưới đây. RD=2.2K, RG=1M,
RS=1K, VDD=12V, C1=C2=10uF, IDSS=8mA, Vp=−6V .
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.
b. Tính các thông số xoay chiều Zin, Zout, Av.

Bài 17. Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. Vcc=12V, RB=560K,
RC1=RC2=2.2K, RE1=RE2=560 Ohm, RB1=56K, RB2=12K,
C1=C2=C3=10uF, CE1=CE2=47uF, β=200.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh của tầng 1 và tầng 2.
b. Tính các thông số xoay chiều Zin, Zout, Av, Ai.

41

Bài 18. Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. VDD=12V, RB1=470K,
RB2=47K, RC1=4.7K, RC2=2.2K, RE1=RE2=560 Ohm, CE1= 47uF,
C1=C2=C3=10uF, RL=10 K, β=200.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.
b. Các thông số xoay chiều của mạch điện.

42

Bài 19 (*). Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. VDD=12V,
RB1=33K,
RB2=10K,
RC=3.3K,
RD=2.2K,
RE1=RS=1K,
CE1=CE2=47uF, C1=C2=C3=10uF, RL=10K, β=200.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q.
b. Tính các thông số xoay chiều của mạch điện.

Bài 20 (*). Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. Vcc=12V, RB1=33K,
RB2=10K,
RC=2.2K,
RE1=1K,
RB=470K,
RE2=10K,
C1=CE1=CE2=47uF, C2=10uF, biến áp TRAN1 có hệ số 10:1, biến áp
TRAN2 có hệ số 3:2, β=100.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q của từng transistor.
b. Tính các thông số xoay chiều của mạch điện.

43

Bài 21 (*). Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. Vcc=20V, RB1=56K,
RB2=6.8K, RC=4.7K, RE=1.2K, RB=5.6K, CE1=47uF, C1= C2=10uF,
RS=1K, RL=8 Ohm, biến áp TRAN1 có hệ số là 2:1, β1=100, β2=30.
a. Tìm điểm làm việc tĩnh Q của từng transistor.
b. Viết và vẽ DCLL và ACLL.
c. Tính các thông số xoay chiều của mạch điện.
d. Tìm tần số cắt thấp với tụ CE1.

44

E. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
1a
4b

7c

10a

13a

2b

5d

8d

11c

14d

3d

6b

9d

12c

15c

Giải bài 1.
a. Áp dụng định luật Kirchhoff về áp
???????? =

???????????? − ????????????
10 − 0.7
=
= 0.0106 ????????
???????? + ???????????? 680 + 200 ∗ 1

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.0106 = 2.11 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 10 − 2.11(2.2 + 1) = 3.25????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC= 2.11mA và VCE=3.25V
b. Transistor dẫn bão hòa thì VCE=0V
???????? =

???????????? − ???????????? 10 − 0
=
= 3.13 ????????
???????? + ????????
2.2 + 1

???????? =

???????? 3.13
=
= 0.016 ????????
????
200

???????? =

???????????? − ???????????? − ???????? ???????? 10 − 0.7 − 3.13 ∗ 1
=
= 385.63 ????????
????????
0.016

Giải bài 2.
a.
330 ∗ 47
= 41.14 ????
330 + 47
????????2 . ????????????
47 ∗ 10
???????? =
=
= 1.25????
????????1 + ????????2 330 + 47
???????? − ????????????
1.25 − 0.7
???????? =
=
= 2.28 ∗ 10−3 ????????
???????? + ???????????? 41.14 + 200 ∗ 1
???????????? = ????????1//RB2 =

???????? = ???????????? = 200 ∗ 2.28 ∗ 10−3 = 0.46 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 10 − 0.46(5.6 + 1) = 6.96 ????
45

Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC= 0.46 mA và VCE=6.96V
b. Khi VCE=5V thì
???????? =

???????????? − ???????????? 10 − 5
=
= 0.76 ????????
???????? + ????????
5.6 + 1

???????? = ???????????? + ???????? . ???????? = 0.7 + 0.76 = 1.46 ????????
Mặt khác, ta có:
????????2 ∗ ????????????
47 ∗ 10
=
= 1.46 ????????
????????1 + ????????2 47 + ????????1
Từ đây, ta tìm được RB1
???????? =

????????1 =

47 ∗ 10
− 47 = 274.92 ????
1.46

Giải bài 3.
???????? =

2???????????? − ????????????
20 − 0.7
=
= 0.028 ????????
???????? + ????(???????? + ???????? ) 220 + 200(2.2 + 0.22)

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.028 = 5.6 ????????
???????????? = 2???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 20 − 5.6(2.2 + 0.22) = 6.45 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC =5.6 mA và VCE=6.45V
Giải bài 4.
???????? =

???????????? − ????????????
10 − 0.7
=
= 0.022 ????????
???????? + ???????????? 220 + 200 ∗ 1

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.022 = 4.4 ????????
???????????? = 2???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 20 − 4.4(2.2 + 1) = 5.92 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC =4.4 mA và VCE=5.92 V
Giải bài 5.

46

???????? =

2???????????? − ???????????? 20 − 8
=
= 2.79 ????????
???????? + ????????
3.3 + 1

???????? =

???????? 2.79
=
= 0.01395 ????????
????
200

Áp dụng định luật Kirchhoff về áp, ta có:
???????? ???????? + ???????????? + ???????? ???????? − ???????????? = 0
Từ đó rút ra được RB:
???????? =

10 − 2.79 ∗ 1 − 0.7
= 466.67 ????
0.01395

Giải bài 6.
a.
???????? =

???????????? − ????????????
10 − 0.7
=
= 6.94 ∗ 10−3 ????????
???????? + ???????????? 220 + 200 ∗ 5.6

???????? = ???????????? = 200 ∗ 6.94 ∗ 10−3 = 1.39 ????????
???????????? = 2???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 20 − 1.39(2.2 + 5.6) = 9.16 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC =1.39mA và VEC=9.16 V
b. P=Ic*VEC =1.39 * 9.16= 12.73 mW
Giải bài 7.
a. Áp dụng định luật Kirchhoff về áp, ta có:
2???????????? = ???????? (???????? + ???????? ) + ????????????
Từ đó rút ra phương trình đường tải tĩnh DCLL:
???????? = −0.3125 ???????????? + 3.125 ????????
Ic
3.125 mA
DCLL

10V

VCE

47

???????? =

2???????????? − ????????????
10 − 0.7
=
= 0.0175 ????????
???????? + ????????????
330 + 200 ∗ 1

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.0175 = 3.5 ????????
???????????? = 2???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 10 − 3.5(2.2 + 1) = −1.2 ???? < 0
Vậy transistor đang ở chế độ dẫn bão hòa.
Điểm làm việc Q có tọa độ:
VCE=0V, ???????? =

2????????????−????????????
???????? +????????

10−0

= 3.2 = 3.125 ????????

Giải bài 8.
33 ∗ 10
= 7.67 ????
33 + 10
????????2 . ????????????
10 ∗ 10
????????????2 =
=
= 2.33 ????
????????1 + ????????2 33 + 10
???????? = ????????????2 − 5 = −2.67 ????
???????????? = ????????1//RB2 =

???????? =

???????? + 5 − ???????????? −2.67 + 5 − 0.7
=
= 7.8 5 ∗ 10−3 ????????
???????? + ????????????
7.67 + 200 ∗ 1

???????? = ???????????? = 200 ∗ 7.8 5 ∗ 10−3 = 1.57 ????????
???????????? = 2???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 10 − 1.57(2.2 + 1) = 4.98 ???? > 0
Transistor làm việc ở chế độ khuếch đại.
Giải bài 9.
30 ∗ 10
= 7.5 ????
30 + 10
????????2 . ????????????
10 ∗ 12
???????????? =
=
=3????
????????1 + ????????2 30 + 10
???????????? = ???????? ???????? + ???????????? + ???????? ???????????? + ????????????
???????????? = ????????1//RB2 =

???????? =

???????????? − ???????????? − ???????????? 12 − 3 − 0.7
=
= 0.05 ????????
???????????? + ????????????
7.5 + 160

???????? = ???????????? = 80 ∗ 0.05 = 4 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? ???????? − ???????????????? = 12 − 4.2 − 2 = 2 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q có tọa độ là IC=4mA, VEC=2V
48

Giải bài 10.
a.
???????? = 12 − 6.2 = 5.8 ????
???????????? = ???????? ???????? + ???????????? + ????????
Từ đó rút ra:
???????? = 2.75 ????????
???????????? = ???????????? − ???????????????? − ???????? ???????? = 4.5 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q có tọa độ IC=2.75 mA, VEC=4.5V.
b. Tính dòng IB:
???????? =

???????? 2.75
=
= 0.034 ????????
????
80

Tính dòng đi qua điện trở 10K:
5.8
= 0.58 ????????
10
Tính dòng đi qua Zener:
????10???? =

???????? + ???????? = ????10????
Từ đó rút ra:
???????? = ????10???? − ???????? = 0.58 − 0.034 = 0.546 ????????
Giải bài 11.
????????1 =

????????1 − ???????????? 2 − 0.7
=
= 1.3 ????????
????????1
1

????????????1 = ???????????? − ????????1 (????????1 + ????????1 ) = 12 − 1.3(2 + 1) = 8.1 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q1 có tọa độ là IE1=1.3 mA, VCE1=8.1V.
????????2 =

???????????? − ????????1 ????????1 − ????????????
= 4.35 ????????
????????2

????????????2 = ???????????? − ????????2 ????????2 = 12 − 4.35 ∗ 2 = 3.3 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q2 có tọa độ là IE1=4.35 mA, VCE1=3.3V.

49

Giải bài 12.
???????????? =

????????1
10
(−10) = −2.5 ????
???????????? =
????????1 + ????????2
10 + 30

30 ∗ 10
= 7.5 ????
30 + 10
???????????? − ???????????? 2.5 − 0.7
???????? =
=
= 0.021 ????????
???????? + ???????????? 7.5 + 80
???????????? = ????????1 //????????2 =

???????? = ???????????? = 1.68 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 10 − 1.68 (2 + 1) = 4.96 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q có tọa độ IC=1.68 mA, VEC=4.96 V
Giải bài 13.
a.
???????? =

???????????? − ????????????
10 − 0.7
=
= 0.0165 ????????
???????? + ???????????? 470 + 200 ∗ 0.47

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.0165 = 3.3 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 10 − 3.3(1.5 + 0.47) = 3.5 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC =3.3 mA và VCE=3.5 V > 0
Transistor làm việc ở chế độ khuếch đại.
b. Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ:

26 ????????
= 7.88 ????ℎ????
3.3 ????????
ℎ???????? = ???????????? = 200 ∗ 7.88 = 1.58 ????
???????? =

???????????? = ???????? //ℎ???????? = 1.55 ????
???????????????? = 1.5 ????
50

???????? = −

???????? //????????
1.5//10
=−
= −165.53
????????
7.88 ????ℎ????

???????? = −????????

????????????
1.55
= −(−165.53)
= 171.05
????????
1.5

c.
???????? = ????????−???????? + ????????−????????
Với
????????−???????? = 10 − ???????? . ???????? = 10 − 3.3 ∗ 1.5 = 5.05 ????
????????−???????? = ???????? . ???????????? = 165.53 sin 100???????? ????????
Vậy VC= 165.53 sin 100???????? ???????? + 5.05 ????
d.
Tần số cắt dưới gây bởi tụ C1 được tính như sau:
????????????1 =

1
1
=
= 10.27 ????????
2???????????? ????1 2(3.14)(1.55 ∗ 103 )(10 ∗ 10−6 )

Tần số cắt dưới gây bởi tụ C2 được tính như sau:
????????????2 =

1
1
=
2????(???????? + ???????? )????2 2(3.14)(1.5 + 10)103 (10 ∗ 10−6 )

= 1.38 ????????
Tần số cắt dưới gây bởi tụ CE được tính như sau:
???? //????1 //????2

???????? = ???????? // ( ????
???????????????? =

????

+ ???????? ) = ???????? //???????? = 470//7.88 = 7.75 ????ℎ????

1
1
=
= 43.72 ????????
2???????????? ???????? 2(3.14)(7.75)(470 ∗ 10−6 )

Vậy tần số cắt dưới của mạch điện là:
???????? = max(????????????1 , ????????????2 , ???????????????? ) = 43.72 Hz
Tần số cắt cao ngõ vào được tính như sau:
????????ℎ1 = ???????? //???????? //???????? = 0
???????? = ???????????? + ???????????? + ???????????? = ???????????? + ???????????? + (1 − ???????? )????????????
= 6 + 36 + (1 + 165.53)36 = 6.03 ????????

51

???????????? =

1
1
= =∞
2????????????ℎ1 ???????? 0

Tần số cắt cao ngõ ra được tính như sau:
???????? = ???????????? + ???????????? + ???????????? = ???????????? + ???????????? + (1 −
= 8 + 5 + (1 +
???????????? = 2????????

1

1
)????
???????? ????????

1
) 4 = 17 ????????
165.53
1

= 2????(???? //???? )????
????

????ℎ2 ????

????

????

????

1

= 2(3.14)(1.5//10)103 17∗10−12 =

7.2 ????????????
Vậy tần số cắt trên của mạch điện là:
???????? = min(???????????? , ???????????? ) = 7.2 MHz
Giải bài 14.
a. Các thông số xoay chiều được tính như sau:
Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ:

???????? = ℎ???????? + (???? + 1)???????? = 1.58 + 201 ∗ 0.47 = 96.05 ????
???????????? = ???????? //???????? = 470//96.03 = 79.75 ????
???????????????? = ???????? = 1.5 ????
???????? = −????

????????
1.5
= −200
= −3.123
????????
96.05

???????? = −????????
52

????????????
79.75
= −(−3.123)
= 166.46
????????
1.5

b. Áp dụng định luật Kirchhoff về áp:
???????????? = ???????? (???????? + ???????? ) + ????????????
Từ đó rút ra phương trình đường tải tĩnh:
(DCLL): ???????? = −0.51???????????? + 5.1 ????????
Xét về mặt AC:

Áp dụng định luật Kirchhoff về áp:
???????? (???????? //???????? ) + ???????????? = 0
????????????
→ ???????? = −
???????? //????????
→ ???????????? − ???????????? = −

???????????????? − ????????????????
???????? //????????

Phương trình đường tải AC là:
(ACLL):
→ ???????????? = −0.77???????????????? + 6 ????????
Giải bài 15.
a.
???????????? = −2 ????
????

1

???????? = ???????????????? (1 − ???????????? )2 = 10 (1 − 4)2 = 5.63 ????????
????

???????????? = ???????????? − ???????? ???????? = 12 − 5.63 ∗ 2 = 0.74 ????
Điểm làm việc tĩnh Q có tọa độ là ID=5.63 mA, VDS=0.74 V
b. Các thông số xoay chiều được tính như sau:
53

???????????? = ???????? = 1 ????
???????????????? = ???????? = 2 ????
????????0 =

2????????????????
|???????? |

=

2.10
= 2.5 ????????
8

???????? = ????????0 (1 −

????????????
−2
3
) = 2.5 (1 −
) = 2.5 ∗ = 1.88 ????????
????????
−8
4

???????? = −???????? ???????? = −1.88 ∗ 2 = −3.76
Giải bài 16.
???????????? = −???????? = −???????? ????????
Phương trình Shockley:
???????? = ???????????????? (1 −

???????????? 2
−???????? ???????? 2
) = ???????????????? (1 −
)
????????
????????

0.22????????2 − 3.65???????? + 8 = 0
Giải phương trình trên, ta được 2 nghiệm:
ID=13.9 mA (loại)
ID=2.6 mA
Thế ID vào tính được VGS = - 2.6 V
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 12 − 2.6(2.2 + 1) = 3.68 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q có tọa độ là ID=2.62 mA, VDS=3.68 V
b. Các thông số xoay chiều được tính như sau:
????????0 =

2????????????????
|???????? |

=

2.8
= 2.67 ????????
6

???????? = ????????0 (1 −

????????????
−2.6
) = 2.67 (1 −
) = 1.51 ????????
????????
−6

???????? = −???????? (???????? //???????? ) = − 1.51(2.2//10) = −2.72
Giải bài 17.
a. Tầng 1:
54

12 − 0.7
= 0.0168 ????????
560 + 200 ∗ 0.56
???????? = ???????????? = 3.36 ????????
???????? =

???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 2.73 ????
26 ????????
= 7.74 ????ℎ????
3.36 ????????
ℎ????????1 = ????????????1 = 1.55 ????
????????1 =

Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC=3.36 mA và VCE=2.73 V
Tầng 2:
56 ∗ 12
= 9.88 ????
56 + 12
????????2 . ????????????
12 ∗ 12
???????? =
=
= 2.12 ????
????????1 + ????????2 56 + 12
???????? − ????????????
2.12 − 0.7
???????? =
=
= 0.0116 ????????
???????? + ???????????? 9.88 + 200 ∗ 0.56
???????????? = ????????1//RB2 =

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0116 = 2.32 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 12 − 2.32(2.2 + 0.56) = 5.6 ????
????????2 = 11.2 ????ℎ????
ℎ????????2 = 2.24 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC=2.32 mA và VCE=5.6V
b. Các thông số xoay chiều được tính như sau:
Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ

???????????? = ???????? //ℎ????????1 = 560 //1.55 = 1.55 ????
???????????????? = ????????2 = 2.2 ????
55

????????1 = −

???????? //???????????? //ℎ????????2
2.2//9.88//2.24
=−
= −128.92
????????1
7.74

????????2 = −

????????
2.2
=−
= −196.43
????????2
11.2

???????? = ????????1 . ????????2 = 25323.75
???????? = −????????

????????
1.55
= −25323.75
= −17841.73
????????
2.2

Giải bài 18.
Tầng 1
???????????? = 470//47 = 42.7 ????
47 ∗ 12
= 1.09 ????
47 + 470
???????? − ????????????
1.09 − 0.7
???????? =
=
= 2.52 ∗ 10−3 ????????
???????? + ???????????? 42.7 + 200 ∗ 0.56
???????????? =

???????? = ???????????? = 200 ∗ 2.52 ∗ 10−3 = 0.5 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 12 − 0.5(4.7 + 0.56) = 9.37 ????
26
= 52 ????ℎ????
0.5
ℎ????????1 = ????????????1 = 10.4 ????
????????1 =

Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC=0.5 mA và VCE=9.37 V
Tầng 2
???????? =

???????????? − ????????????
12 − 0.7
=
= 0.0143 ????????
???????? + ???????????? 680 + 200 ∗ 0.56

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.0143 = 2.86 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 12 − 2.86(2.2 + 0.56) = 4.1 ????
????????2 = 9.1????ℎ????
ℎ????????2 = ????????????2 = 1.82 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC=2.86 mA và VCE=4.1 V.
b. Các thông số xoay chiều được tính như sau:
56

Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ:

???????????? = ???????????? //ℎ???????? = 42.72//10.4 = 8.36 ????
???????????????? = ???????? = 2.2 ????
???????? = ℎ????????2 + (1 + ????)???????? = 1.82 + 112.56 = 114.38 ????
????????1 = −

???????? //???????? //????????
4.7//680//114.38
=−
= −98.33
????????1
45.61 ????ℎ????

????????2 = −

???????? //????????
2.2//10
=−
= −3.17
????????2 + ????????
9.1 + 560 ????ℎ????

???????? = ????????1 . ????????2 = 311.71
Giải bài 19.
Tầng 1
???????????? = 33//10 = 7.67 ????
10 ∗ 12
= 2.79 ????
10 + 33
???????? − ????????????
2.79 − 0.7
???????? =
=
= 0.01 ????????
???????? + ???????????? 7.67 + 200 ∗ 1
???????????? =

???????? = ???????????? = 200 ∗ 0.01 = 2 ????????
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 12 − 2(3.3 + 1) = 3.4 ????
????????1 =

26
= 13 ????ℎ????
2
57

ℎ????????1 = ????????????1 = 2.6 ????
Vậy điểm làm việc Q có tọa độ IC=2 mA và VCE=3.4 V
Tầng 2
???????? = ???????????????? (1 −

???????????? 2
−???????? 2
) = 10(1 −
) = 10(1 − 0.125???????? )2
????????
−8

→ 0.156????????2 − 3.5???????? + 10 = 0
Giải phương trình trên, ta được 2 nghiệm:
ID=19 mA (loại)
ID=3.36 mA
Thế ID vào tính được VGS = − 3.36 V
???????????? = ???????????? − ???????? (???????? + ???????? ) = 12 − 3.36(2.2 + 1) = 1.25 ????
Vậy điểm làm việc tĩnh Q có tọa độ ID=3.36 mA, VDS=1.25V
b. Các thông số xoay chiều được tính như sau:
Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ:

????????1 = −

???????? //????????
3.3
=−
= −255.02
????????1
12.94 ????ℎ????

????????2 = −???????? (???????? //???????? ) = −1.45(2.2//10) = −2.6
Với
????????0 =

2????????????????
|???????? |

=

2.10
= 2.5 ????????
8

???????? = ????????0 (1 −
58

????????????
−3.36
) = 2.5 (1 −
) = 1.45
????????
−8

Hệ số khuếch đại tổng cộng là
???????? = ????????1 ????????2 = (−255.02) (−2.61) = 665.6
Giải bài 20.
a. T
...
--------------------------------------
...RG

Bài 7.
Cho mạch điện như
hình bên.
Biết nguồn cung cấp
AC có giá trị đỉnh là
30V và một tải RL =
15Ω. SCR được kích
bất cứ lúc nào giữa 50
và 900. Dòng cực cổng
là 10μA và điện áp
kích là 0.5V. Xác định
giá trị các điện trở R1,
R2, và R3.

R1

vs

30V (đỉnh)

12kΩ

R2

10kΩ

R3

800Ω

15 Ω

RL

Bài 8. Cho mạch điện như hình.
Biết điện áp nguồn có trị hiệu dụng 120V, tần số 60Hz. Điện trở tải 15Ω.
a. Xác định góc kích để có công suất trên tải là 500W.
b. Tính trị hiệu dụng của dòng điện nguồn.
c. Tính trị hiệu dụng và trị trung bình của dòng điện chạy qua SCR.
d. Tính hệ số công suất.

107

io

Bài 9. Cho mạch điện như hình vẽ bên dưới.
Điện áp nguồn có trị hiệu dụng 120V, tần số 60Hz. Tải RL, với R = 20Ω
và L = 50mH. Góc kích α = 900.
a. Xác định biểu thức dòng điện cho nửa bán kỳ đầu tiên.
b. Tính trị hiệu dụng của dòng điện qua tải.
c. Tính trị hiệu dụng và trung bình của dòng điện qua SCR.
d. Tính công suất cung cấp ra tải.
e. Tính hệ số công suất.
io

108

Bài 10 (*).
Cho mạch điện như
hình bên.
Biết C = 100nF, R
thay đổi từ 10kΩ
đến 120kΩ.
Xác định khoảng
thay đổi của góc
kích.

Bài 11. Cho mạch điều khiển TRIAC như hình vẽ bên dưới.
Biết điện áp nguồn có trị
hiệu dụng 240V, tần số
50Hz. Tải thuần trở R =
200Ω. Xác định giá trị dòng
điện tải hiệu dụng, công
suất và hệ số công suất của
bộ chuyển đổi khi góc kích:

i

a. α = 300
b. α = 1500

Bài 12.
Mạch điện ở hình bên kết
nối với nguồn AC vs =
50sinθ và RL = 50Ω. Dòng
điện cực cổng là 100μA và
VG = 0.5V. Xác định
khoảng điều chỉnh của R
để SCR được kích dẫn giữa
300 và 900. Giả sử VD =
0.7V

109

Bài 13. Cho mạch điện như hình.
Biết dòng điện cực cổng IG = 1mA. Điện áp thuận đánh thủng của SCR là
100V với IG = 1mA. Nếu điện áp nguồn AC có giá trị cực đại là 200V,
hãy tính
a. Góc kích.
b. Góc dẫn.
c. Dòng điện trung bình.
d. Công suất cung cấp ra tải.
Giả sử điện trở tải RL = 100Ω và dòng điện giữ bằng 0.

iG

v

Bài 14.
Cho mạch điện như
hình bên.
Biết điện áp kích cực
cổng VT = 0.7V, dòng
kích cực cổng IT =
7mA và dòng điện giữ
IH = 6mA.

a. Điện áp ra có giá trị bao nhiêu khi SCR tắt?
b. Điện áp vào có giá trị bao nhiêu để kích SCR dẫn điện?
c. Nếu giảm VCC cho đến khi SCR còn dẫn, tính giá trị của VCC khi
đó.
110

Bài 15 (*). Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây.
Giả sử dòng qua tải là hằng số (do cuộn cảm L có giá trị rất lớn).
a. Vẽ dạng sóng điện áp trên tải vo và dòng điện qua thyristor iT khi
góc kích α = 600.
b. Tính công suất trung bình cung cấp cho tải.
c. Thyristor có điện áp không đổi VT = 1.2V trên 2 đầu cực khi dẫn
điện. Tính công suất tiêu tán trung bình bởi thyristor khi α = 900.
iT

io = Ia

Bài 16 (*).
Cho mạch
điều khiển
tốc độ động
cơ như hình
bên.
Giải
thích
nguyên lý
hoạt động
của mạch.

111

Bài 17 (*).
Cho
mạch
bảo vệ quá
áp như hình
bên.
Giải
thích
nguyên
lý
hoạt
động
của mạch.

VB
VCC

TẢI

E. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
1c
5b

9d

13d

17a

2d

6d

10c

14c

18c

3d

7d

11b

15d

19c

4a

8a

12d

16d

20b

Giải bài 1.
Điện áp trung bình trên tải tính theo công thức:
????????
(1 + ????????????????)
2????
Suy ra, góc kích α
???????? =

???? = ???????????? −1 [???????? (

2????
− 1)]
????????

2????
= ???????????? −1 [40 (
− 1)] = 61.20 = 1.07????????????
120√2
Điện áp hiệu dụng trên tải:

112

???????????????? =

=

????????
???? ????????????(2????)
√1 − +
2
????
2????

120√2
1.07 ????????????(2(1.07))
√1 −
+
= 75.6????
2
????
2????

Công suất tải:
2
????????????????
75.62
=
= 57.1????
????
100
Hệ số công suất của mạch là

???????? =

???????? =

????
????
57.1
=
=
= 0.63
???? ????????,???????????? . ???????????????? (120)(75.6/100)

Giải bài 2.
a. Từ các thông số đã cho
???????? = 120√2 = 169.7????
???? = √???? 2 + (????????)2 = √202 + (377(0.04))2 = 25Ω
????????
377(0.04)
???? = ???????????????????? ( ) = ???????????????????? (
) = 0.646????????????
????
20
???????? 377(0.04)
???????? =
=
= 0.754
????
20
α = 450 = 0.785 rad
Biểu thức dòng điện tổng quát
(????−????????)
????????
[????????????(???????? − ????)] − ????????????(???? − ????). ???? ???????? ]
????
????ớ???? ???? ≤ ???????? ≤ ????

????(????????) =

Thay số vào biểu thức trên, ta được
−

????????

????(????????) = 6.78????????????(???????? − 0,646) − 2.67???? 0,754 ????
????ớ???? ???? ≤ ???????? ≤ ????
b. Dòng điện trung bình
113

1 3,79
????0 =
∫ [6.78????????????(???????? − 0,646) − 2.67???? −????????/0,754 ]????(????????)
2???? 0,785
= 2.19????
c. Công suất tải
Ta có:
???????????????? = √

???????? 2
1 3.79
∫
[6.78????????????(???????? − 0.646) − 2.67???? −0.754 ] ????(????????)
2???? 0.785

= 3.26????
Vậy:
2
???? = ????????????????
???? = 3.262 (20) = 213????

d. Hệ số công suất
???????? =

????
213
=
= 0.54
???? (120)(3.26)

Giải bài 3.
Dạng sóng điện áp tải và dòng điện qua nguồn AC

Giả thiết dòng tải liên tục, điện áp trung bình trên tải:
???????? =
114

2√2
2√2
(220)(????????????1200 ) = −99????
????2 ???????????????? =
????
????

Sức điện động E xác định theo
???????? = ???????? ???? + ????
Hay
???? = ???????? − ???????? ???? = −99 − 20(1) = −119????
Công suất phát ra từ tải
???????? = ????. ???????? = −119(20) = −2380???? = −2.38????????
Công suất tiêu thụ trên điện trở
???????? = ????. ????????2 = 1(202 ) = 400???? = 0.4????????
Công suất nguồn xoay chiều cung cấp
???????????? = ???????? . ???????? = −99(20) = −1980???? = −1.98????????
Dấu (–) có nghĩa là tải đưa công suất về nguồn qua bộ chỉnh lưu.
Giải bài 4.
a. Khi tải thuần cảm
????=????

????????
????????

ℎ????????

???????? =

????
????????
????

????
????
????
???????? 10(10−3 )74(10−3 )
????= =
= 75????????
????
100
b. Khi tải RL
????=

???? = ???????? + ????

????????
????????

????
????
(1 − ???? − ???? .???? )
????
10
100
−
.????
100(10−3 ) =
(1 − ???? 100(10−3 ) )
10

????=

t = 200 μs
Giải bài 5.
Với tải đã cho
115

???? 0.5
=
= 0.025????
???? 20
Gía trị cực đại của dòng điện xác lập
????=

100
= 5????
20
Nếu không có R, dòng điện qua SCR sẽ tăng theo hàm mũ
????0 =

????

???? = ????0 (1 − ???? −???? )
= 5 [1 − ????

−(

????
)
0,025 ]

Tại ton = t = 50μs
???? = 5 [1 − ????

−

50(10−6 )
0.0025 ] = 9.99(10−3 ) = 10????????

Hay:
Giả sử di/dt là hằng số trong suốt thời gian thyristor dẫn điện.
???????????? =

????0
5
=
= 200????/????
???? 0.025

????
= 50(10−6 ) = 200(50)10−6 = 10????????
????
Vì nếu xung kích là 50μs, SCR sẽ không đạt đến giá trị dòng điện
giữ 50mA. Dòng SCR sẽ nhỏ hơn (50−10) = 40mA so với giá trị dòng
điện giữ.
Dòng điện này được hỗ trợ bằng cách thêm R
40(10-3)R = 100V
????=

100
= 2.5????Ω
40(10−3 )

Giải bài 6.
a. Chọn SCR phù hợp
Để SCR vẫn duy trì tắt cho đến khi được kích khởi, điện áp khóa
thuận VFXM phải lớn hơn điện áp vào đỉnh. Tức là
VFXM > 30V
116

Với C6U, VFXM = 25V. Do đó C6U không phù hợp.
Với C6F, VFXM = 50V. C6F là linh kiện phù hợp. Bây giờ ta xem
xét dòng đỉnh IP.
Khi điện áp vào có giá trị đỉnh, điện áp trên tải là
VL = vp – VAK
???????? =

???????? − ????????????
????????

Khi SCR dẫn, thông thường điện áp VAK là 1V. Vậy
30 − 1
= 1.93????
15
Với việc chỉnh lưu bán kỳ, giá trị hiệu dụng của IL là
???????? =

Irms = 0.5IP = 0.5(1.93) = 0.97A
Dòng hiệu dụng cực đại cho phép với tầm C6 là 1.6A, do đó C6F là
một linh kiện phù hợp.
b. Điện áp và dòng điện kích
Với điện áp và dòng kích cho cực cổng theo đặc tuyến của C6, cho
một sung 20μs,
VG = 0.5V
Và IG < 0.025mA
Dòng ngõ vào kích khởi là
IT = IG + IRG
Với
I????G =

????????
????????

Vậy
???????? = ???????? +

????????
0.5
= 0.025 +
= 0.525????????
????????
1

c. SCR sẽ chuyển sang trạng thái tắt khi IL giảm xuống dưới IH.
Với C6F, IH có giá trị điển hình là 1mA.
Ta có:
vs = VAK + ILRL
117

Tại IL = IH,
vs = 1V + (1mA)(15Ω) = 1V
SCR sẽ tắt khi vs giảm xuống dưới 1V.
Giải bài 7.
Tại 50
???????? = 30????????????50 = 2.6????
Tại 900
vs = điện áp đỉnh = 30V
Điện áp kích
???????? = ???????? + ????????1 + ???????? ????????
= 0.5???? + 0.7???? + (10????????)(15Ω) = 1.2????
Để kích SCR tại vs = 2.6V, điểm tiếp xúc của biến trở R2 phải ở vị
trí đỉnh. Do đó,
VR2 + VR3 = VT = 1.2V
Và
VR1 = vs - VT = 2.6V – 1.2V = 1.4V
I1(min) >> IG
Tại vs = 2.6V, cho phép I1(min) = 100μA.
????1 =

????????1
1,4????
=
= 14????Ω
????1
100????????

(Sử dụng 12kΩ)
Tính lại dòng I1
????1 =

????????1
1.4????
=
= 117????????
????1
12????Ω

????2 + ????3 =

????????
1.2????
=
= 10.3????Ω
???????? 117????????

Khi vs = 30V
????1 =
118

????????
30????
=
????1 + ????2 + ????3 12????Ω + 10.3????Ω

Để kích dẫn SCR khi vs = 30V, con chạy của biến trở R2 phải ở
dưới đáy. Do đó,
????3 =

????????
1.2????
=
= 890Ω (????ử ????ụ???????? 820Ω)
????1 1.35????????

R2 = (R2+R3) – R3 = 10.3 – 0.82 = 9.48 kΩ (sử dụng biến trở 10kΩ)
Giải bài 8.
a. Trị hiệu dụng của điện áp để cung cấp công suất 500W đến tải
15Ω là
2
????????,????????????
????=
????

????????,???????????? = √???????? = √500(15) = 86.6????
Mối quan hệ giữa điện áp ra và góc kích được mô tả theo công thức
1 ????
????????
???? ????????????(2????)
√1 − +
????????,???????????? = √ ∫ [???????? ????????????(????????)]2 ????(????????) =
???? ????
????
2????
√2
Hay
86,6 − 120√1 −

???? ????????????(2????)
+
=0
????
2????

Suy ra:
α = 1.54 rad = 88.10
b. Trị hiệu dụng của dòng điện nguồn
????????,???????????? 86.6
=
= 5.77????
????
15
c. Dòng điện qua SCR được xác định bằng các công thức sau
????????,???????????? =

Trị hiệu dụng
????????????????,???????????? =

????????,????????????

√2
Trị trung bình

=

5.77
√2

= 4.08????

1 ???? ???????? ????????????(????????)
????????
(1 + ????????????????)
????????????????,???????????? =
∫
????(????????) =
2???? ????
????
2????????
119

120√2
[1 + ????????????(88.1???? )] = 1.86????
2????15
d. Hệ số công suất:
????????????????,???????????? =

???????? =

????
500
=
= 0.72
???? 120(5.77)

Giải bài 9.
a. Từ các thông số đã cho, ta có
???????? = 120√2 = 169.7????
???? = √???? 2 + (????????)2 = √202 + (377(0.05))2 = 27.5Ω
????????
377(0.05)
???? = ???????????????????? ( ) = ???????????????????? (
) = 0.756????????????
????
20
???????? 377(0.05)
???????? =
=
= 0.943
????
20
???????? 120√2
=
= 6.18????
????
27.5
α = 900 = 1.57 rad
????
????????
????????????(???? − ????)???? ???????? = 23.8????
????
Dòng điện được biểu diễn qua công thức

???????? (????????) =

(????−????????)
????????
[????????????(???????? − ????)] − ????????????(???? − ????). ???? ???????? ] ????ớ???? ????ớ???? ????
????
≤ ???????? ≤ ????
????????

???????? (????????) = 6.18????????????(???????? − 0.756) − 23.8???? −0.943
≤ ???????? ≤ ????

???? ????ớ???? ????ớ???? ????

Góc tắt β được xác định bằng cách cho i(β) = 0 trong phương trình
trên,
β = 3.83 rad = 2200
b. Dòng điện hiệu dụng

120

1 ????
????????,???????????? = √ ∫ ????????2 (????????)????(????????)
???? ????
???????? 2
1 3.83
−
0.943
√
????????,???????????? =
∫
[6.18????????????(???????? − 0.756) − 23.8????
] ????(????????)
???? 1.57

= 2.71????
c. Dòng điện qua SCR:
Trị hiệu dụng
????????????????,???????????? =

????????,????????????

√2
Trị trung bình

=

2.71
√2

= 1.92????

????????
1 3,83
????????????????,???????????? =
∫
[6.18????????????(???????? − 0.756) − 23.8???? −0.943 ] ????(????????)
2???? 1,57
= 1.04????

d. Công suất tiêu thụ bởi tải
2
???? = ????????,????????????
???? = 2.712 (20) = 147????

e. Hệ số công suất
???????? =

????
????
147
=
=
= 0.45
???? ????????,???????????? ???????????????? (120)(2.71)

Giải bài 10.
Ta có:
1
105
???????? =
=
= 31.83????Ω
????????
????
???????? = 240√2 = 340????


Trường hợp R = 10kΩ

???? = √???? 2 + ????????2 = 104 √1 + 3.1832 = 33364Ω

121

????????
31,83
) = ???????????????????? (
) = ????????????????????(3.183) = 72.60
????
19
????????
340
???????? =
????????????(???????? + ????) =
????????????(???? + 72.60 )
????
33364
Điện áp trên tụ điện
???? = ???????????????????? (

???????? ????????
????????????(???????? + ???? − 900 )
????
= 324.26????????????(???? − 17.40 ) = 63

???????? =

Trong đó 63V là điện áp đánh thủng của DIAC, do đó
????????????(???? − 17.40 ) = 0.1942
(???? − 17.40 ) = ????????????−1 (0.1942) = 11.20
???? = 11.20 + 17.40 = 28.60


Trường hợp R = 120kΩ

???? = √???? 2 + ????????2 = 124142Ω
???? = ???????????????????? (

????????
) = 14.840
????

????????
????????????(???????? + ????) = 2.74(10−3 )????????????(???? + 14.840 )
????
Điện áp trên tụ điện:
???????? =

???????? ????????
????????????(???????? + ???? − 900 )
????
= 87.13????????????(???? − 75.20 ) = 63

???????? =

Trong đó 63V là điện áp đánh thủng của DIAC, do đó
????????????(???? − 75.20 ) = 0.723
(???? − 75.20 ) = ????????????−1 (0.723) = 46.30
???? = 46.30 + 75.20 = 121.50
Giải bài 11.
a. Khi góc kích α = 300

122

???????????????? =

=

???????????????? ????????
???? ????????????2????
= √1 − +
????
????
????
2????

240
300
????????????600
√1 −
+
= 1.18????
200
1800
2????

2
???? = ????????????????
???? = 1.182 (200) = 278????

???????????????? =

????
278
=
= 0.98
???????? ???????????????? 240(1.18)

b. Khi góc kích α = 1500
???????????????? =

=

???????????????? ????????
???? ????????????2????
= √1 − +
????
????
????
2????

240
1500 ????????????3000
√1 −
+
= 0.204????
200
1800
2????

2
???? = ????????????????
???? = 0.2042 (200) = 8.3????

???????????????? =

????
8.3
=
= 0.17
???????? ???????????????? 240(0.204)

Giải bài 12.
a. Khi góc kích 300
Ta có
???? = 50???????????????? = 50????????????300 = 25????
Mà
???? = ???????? ???????? + ???????? ???? + ???????? + ????????
Suy ra
????=

???? − ???????? − ???????? − ???????? ????????
????????

25 − 0.7 − 0.5 − (100(10−6 )50)
=
= 238????Ω
100(10−6 )
123

b. Khi góc kích 900
???? = 50???????????????? = 50????????????900 = 50????
????=

50 − 0.7 − 0.5 − (100(10−6 )50)
= 488????Ω
100(10−6 )

Giải bài 13.
a. Ta có
???? = ???????? ????????????????
Mà: v = 100V, Vm = 200V
100 = 200????????????????
100
= 0,5
200
???? = ????????????−1 (0.5) = 300
???????????????? =

Vậy góc kích α = θ = 300 .
b. Góc dẫn của SCR được tính như sau
???? = 1800 − ???? = 1800 − 300 = 1500
c. Dòng điện trung bình chạy qua tải
????????
200
(1 + ????????????????) =
(1 + ????????????300 ) = 59.25????
2????
2????
???????????? 59.25
???????????? =
=
= 0.5925????
????????
100
???????????? =

d. Công suất ngõ ra
????0 = ???????????? ???????????? = 59.25(0.5925) = 35.1????
Giải bài 14.
a. Khi SCR tắt sẽ không có dòng điện chạy qua điện trở 100Ω.
Vout = điện áp nguồn VCC = 15V
b. Điện áp ngõ vào phải lớn hơn giá trị VT = 0.7V và tạo ra dòng
điện 7mA qua điện trở 1kΩ
???????????? = ???????? + ???????? ???? = 0.7 + (7????????)(1????Ω) = 7.7????
124

c. Để SCR còn dẫn điện thì điện áp VCC phải được giảm để dòng
node bằng với IH.
???????? =

???????????? − ????????
100Ω

Hay
???????????? = (100Ω)(???????? ) + ????????
= (100Ω)(6????????) + 0.7 = 1.3????
Giải bài 15.
a. Dạng sóng:

b. Ta có
???????????? = ???????????? ????????
Mà
???????? =

????????????
????

Vậy
2
2
????????????
????????????????
???????????? =
= 2 (1 + ????????????????)2
????
4???? ????
c. Công suất tiêu tán trung bình bởi thyristor khi α = 900.

????????ℎ = ???????? . ????????,????????
Trong đó IT,av là dòng điện trung bình chạy qua SCR
????−????
????????,???????? =
????
2???? ????

125

???????? =

???????????? 240√2
(1 + ????????????900 ) = 2.7????
=
????
2????(20)

Suy ra: IT,av = 0.25Ia = 0.675A
Vậy: PTh = 1.2(0.675) = 0.81W
Giải bài 16.
Trong mạch điện động cơ M là động cơ vạn năng, loại động cơ có
thể dùng điện AC hay DC.
Dòng điện qua động cơ là dòng điện ở bán kỳ dương và được thay
đổi trị số bằng cách thay đổi góc kích của dòng IG.
Khi SCR chưa dẫn thì chưa có dòng qua động cơ, bán kỳ dương
dòng qua diode D, điện trở R1 và biến trở VR nạp vào tụ C. Điện áp cấp
cho cực G lấy trên tụ C và qua cầu phân áp R2 − R3.
Giả sử điện áp đủ để kích cho cực G là VG = 1 V và dòng điện kích
IGmin = 1 mA thì điện áp trên tụ C phải khoảng 10 V. Tụ C nạp điện qua
R1 và qua VR với hằng số thời gian là: T = (R1 + VR)C.
Khi thay đổi trị số VR sẽ làm thay đổi thời gian nạp của tụ tức là
thay đổi thời điểm có dòng xung kích IG sẽ làm thay đổi thời điểm dẫn
điện của SCR tức là thay đổi dòng điện qua động cơ và làm cho tốc độ
của động cơ thay đổi.
Khi dòng AC có bán kỳ âm thì diode D và SCR đều bị phân cực
nghịch nên diode ngưng dẫn và SCR cũng chuyển sang trạng thái ngưng
dẫn.
Giải bài 17.
Khi điện áp cung cấp VCC ở giá trị bình thường của nó, điện áp cực
nền VB1 của Q1 nhỏ hơn (VZ + VD2). Điện áp này không đủ lớn để phân
cực cho transistor dẫn điện. Khi Q1 không dẫn điện, sẽ không có dòng
collector chạy qua R4 và không có sụt áp trên R4 cho nên điện áp cực
cổng của SCR VG bằng 0 và SCR duy trì ở trạng thái tắt. Khi VCC vượt
qua một mức điện áp định trước, VB1 trở nên lớn hơn (VZ + VD2 + VBE).
Lúc này, Q1 sẽ dẫn điện, làm cho IC1 chạy qua R4. Điện áp rơi trên R4 sẽ
kích SCR dẫn và SCR sẽ ngắn mạch ngõ ra nguồn cung cấp. Hiển nhiên,
nguồn cung cấp phải được lấy ra từ một bộ ổn định hạn chế dòng.
126

Chương 5
MẠCH ỔN ÁP
A. MỤC TIÊU
Sau khi hoàn thành Chương 5, người đọc sẽ có được những kiến thức
sau:
 Biết tính toán các thông số dòng, điện áp, điện áp ra... trong
mạch ổn áp tuyến tính (ổn áp nối tiếp, ổn áp song song).
 Thiết kế được mạch ổn áp linh kiện rời đơn giản.
 Tính toán được mạch ổn áp dùng IC.
B. CÁC CÔNG THỨC SỬ DỤNG
Công thức 1: Điện áp cực đại ở ngõ ra cuộn thứ cấp máy biến áp
V2(peak) = √2V2
Công thức 2: Điện áp cực đại ở ngõ ra mạch chỉnh lưu cầu
V(peak) = V2(peak) − 1.4
Công thức 3: Định luật Ohm
???????????? =

???????????? ???????? − ????????
=
????????????
????????????

Công thức 4: Điện áp gợn sóng ở ngõ ra của mạch lọc
????????−???????? =

????????−????????
????????

Công thức 5: Công thức cầu phân áp
????????2 =

????2 ????????
????1 + ????2

Công thức 6: Điện áp ngõ ra mạch ổn áp song song dùng Zener
Vout = VRL = VZ
Công thức 7: Định luật Kirchhoff về dòng điện
I = I1 + I2
127

Công thức 8: Công suất của diode Zener
PZ = VZ IZ
Công thức 9: Công suất giới hạn của diode Zener
PZmax = VZ IZmax
PZmin = VZ IZmin
Công thức 10: Công suất tiêu tán nhiệt của điện trở giới hạn R
????????2
????
Công thức 11: Dòng điện Zener giới hạn trong khoảng
???????? = ????????2 ???? =

IZmin < IZ < IZmax
Công thức 12: Công thức dòng tải trong mạch ổn áp song song dùng 1
Zener
???????????????????? = ???????? − ????????????????????
???????????????????? = ???????? − ????????????????????
Công thức 13: Giới hạn điện trở tải trong mạch ổn áp song song dùng 1
Zener
????????

???????????????????? =

????????????????????

???????????????????? =

????????
????????????????????

Công thức 14: Điện áp tối thiểu ở ngõ vào trong mạch ổn áp song song
dùng 1 Zener
???????????????????? =

(???????? + ????)????????
????????

Công thức 15: Dòng điện giới hạn chạy qua điện trở R trong mạch ổn áp
song song dùng 1 Zener
???????????????????? = ???????????????????? + ????????
???????????????????? = ???????????????????? + ????????
Công thức 16: Điện áp tối đa ở ngõ vào trong mạch ổn áp song song
dùng 1 Zener
???????????????????? = ???????????????????? ???? + ????????
128

Công thức 17: Để mạch ổn áp luôn hoạt động tốt R phải thỏa điều kiện:
???????????????????? − ????????
???????????????????? − ????????
≤????≤
???????????????????? + ????????????????????
???????????????????? + ????????????????????
Công thức 18: Điện áp ngõ ra của mạch ổn áp nối tiếp dùng 1 transistor
????0 = ???????? − ????????????
Công thức 19: Điện áp trên phần tử điều khiển của mạch ổn áp nối dùng
dùng 1 transistor
???????????? = ???????? − ????0
Công thức 20: Dòng điện qua cực B của transistor
???????? =

????????
????

Công thức 18: Điện áp ngõ ra của mạch ổn áp nối tiếp dùng 2 transistor
????0 =

????1 + ????2
(???????? + ????????????2 )
????2

Công thức 19: Điện áp ngõ ra của mạch ổn áp song song dùng 1
transistor
???????? = ???????? + ????????????
Công thức 20: Điện áp vào trung bình là
???????????? ???????????? + ???????????? ????????????
2
Công thức 21: Dòng tải chính là dòng qua BJT trong mạch ổn áp nối tiếp
dùng 1 transistor
̅̅̅̅
????
???????? =

It = IC
Công thức 22: Để mạch hoạt động ổn định ta chọn dòng qua Zener IZ =
2IB
Công thức 23: Để mạch hoạt động ổn định ta chọn dòng qua Zener IZmax
= 5IZ
Công thức 24: Định luật Kirchhoff về áp
U = U1 + U2 + U3 + ⋯ = ????1 ????1 + ????2 ????2 + ????2 ????2 + ⋯
Công thức 25: Công suất tiêu thụ của BJT
P = VCE . IC
129

Công thức 26: Chọn BJT có các thông số sau trong mạch ổn áp nối tiếp
dùng 1 transistor
Dòng cực C cực đại ICmax = 2It
Công suất tiêu thụ cực đại Pmax = 2P
Công thức 27: Điện áp ngõ ra của mạch Op-Amp khuếch đại không đảo
Vout = (1 +

Rf
)V
R in in

Công thức 28: Điện áp ngõ ra V0 của mạch IC ổn áp 317
????0 = ???????????????? (1 +

????2
) + ???????????????? . ????2
????1

????????????????(min) = ???????????????? (1 +

????2????????????
) + ???????????????? ????2
????1

????????????????(max) = ???????????????? (1 +

????2????????????
) + ???????????????? ????2
????1

C. TRẮC NGHIỆM VỀ LÝ THUYẾT
Câu 1. Trong mạch ổn áp một chiều phần tử điều khiển là transistor làm
việc ở chế độ?
a. Khuếch đại và bão hòa
b. Bão hòa
c. Ngưng dẫn
d. Khuếch đại
Câu 2. Trong trường hợp điều chỉnh đường dây (line regulation), khi.....
a. Nhiệt độ thay đổi, điện áp ngõ ra không thay đổi
b. Điện áp ngõ ra thay đổi, dòng điện tải cố định
c. Điện áp ngõ vào thay đổi, điện áp ngõ ra giữ nguyên
d. Tải thay đổi, điện áp ngõ ra không đổi
Câu 3. Trong trường hợp điều chỉnh tải (load regulation), khi.....
a. Nhiệt độ thay đổi, điện áp ngõ ra không thay đổi
b. Điện áp ngõ vào thay đổi, dòng tải giữ nguyên
c. Tải thay đổi, dòng tải không đổi
130

d. Tải thay đổi, điện áp ngõ ra không đổi
Câu 4. Những thành phần dưới đây là của một mạch ổn áp cơ bản, ngoại
trừ.....
a. Phần tử điều khiển
b. Mạch lấy mẫu
c. Mạch so sánh
d. Mạch đệm điện áp
Câu 5. Điểm khác nhau cơ bản giữa mạch ổn áp nối tiếp và mạch ổn áp
song song là:
a. Lượng dòng điện được điều khiển
b. Vị trí của phần tử điều khiển
c. Loại mạch lấy mẫu được sử dụng
d. Loại mạch so sánh được sử dụng
Câu 6. Ở mạch ổn áp nối tiếp cơ bản, VOUT được xác định bởi:
a. Phần tử điều khiển
b. Mạch lấy mẫu
c. Điện áp tham chiếu
d. Câu b và c đều đúng
Câu 7. Mục đích của mạch bảo vệ quá dòng trong mạch ổn áp là:
a. Bảo vệ mạch ổn áp không bị quá dòng
b. Bảo vệ tải không bị quá dòng
c. Bảo vệ máy biến áp nguồn không bị nổ
d. Duy trì điện áp ngõ ra không đổi
Câu 8. Trong mạch ổn áp xung, transistor điều khiển dẫn điện.....
a. Trong một khoảng thời gian nhất định
b. Toàn thời gian
c. Chỉ dẫn điện khi điện áp vào vượt quá giá trị đặt trước
d. Khi tải bị quá tải
Câu 9. LM317 là một ví dụ của.....
a. IC ổn áp dương cố định
131

b. IC ổn áp âm cố định
c. IC ổn áp điều chỉnh được điện áp ra
d. IC ổn áp xung
Câu 10. Các thành phần tiêu biểu của bộ nguồn là:
a. Máy biến áp
b. Mạch chỉnh lưu và mạch lọc
c. Mạch ổn áp
d. Tất cả các câu trên
Câu 11. Ở mạch ổn áp song song cơ bản, VOUT được xác định bởi:
a. Phần tử điều khiển
b. Mạch lấy mẫu
c. Điện áp tham chiếu
d. Câu b và c đều đúng
Câu 12. Một bộ nguồn đơn giản bao gồm:
a. Mạch ổn áp, mạch đệm và mạch chỉnh lưu
b. Mạch lọc, mạch đệm và mạch chỉnh lưu
c. Mạch chỉnh lưu, mạch lọc và mạch ổn áp
d. Tất cả các câu trên đều sai
Câu 13. Mạch ổn áp có chức năng.....
a. Duy trì điện áp cung cấp dc ở ngõ ra không đổi
b. Giới hạn điện áp sơ cấp của máy biến áp nguồn
c. Giảm điện áp gợn sóng ở ngõ ra
d. Tất các các đáp án trên đều sai
Câu 14. Mạch ổn áp lý tưởng duy trì điện áp dc ngõ ra không đổi bất
chấp sự thay đổi:
a. Điện áp ngõ vào
b. Điện áp ngõ ra
c. Dòng điện tải
d. Hoặc dòng điện tải hoặc điện áp ngõ vào
132

Câu 15. Mạch ổn áp song song yêu cầu:
a. Bảo vệ ngắn mạch tải
b. Lấy mẫu điện áp tải
c. Bảo vệ tần số cao
d. Bảo vệ hở mạch tải
Câu 16. Trong số các loại IC sau, loại nào không phải IC ổn áp?
a. Điện áp âm cố định
b. Thay đổi được điện áp ổn áp ra
c. Thay đổi cực tính
d. Điện áp dương cố định
Câu 17. Điện áp chuẩn trong mạch ổn áp được tạo ra nhờ:
a. Diode ổn áp
b. Nguồn pin
c. Diode biến dung
d. Diode chỉnh lưu
Câu 18: Trong mạch ổn áp một chiều, để cho ra điện áp +5V cần dùng vi
mạch (IC).....
a. 7805
b. 7905
c. 7909
d. 7809
Câu 19. Trong mạch ổn áp một chiều, để cho ra điện áp -9V cần dùng vi
mạch (IC).....
a. 7805
b. 7905
c. 7909
d. 7809
Câu 20. Diode Zener có đặc điểm:
a. Hoạt động ở chế độ phân cực ngược
b. Dẫn điện khi phân cực thuận và phân cực ngược
133

c. Dẫn điện khi phân cực thuận với điện áp ngưỡng ???????? và khi phân
cực ngược với điện áp VZ.
d. Hoạt động ở chế độ phân cực thuận
D. BÀI TẬP
Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây.
Biết giá trị hiệu dụng của điện áp ở ngõ ra cuộn thứ cấp máy biến áp là
24V.
a. Xác định giá trị cực đại của điện áp ở ngõ ra cuộn thứ cấp máy
biến áp.
b. Xác định giá trị cực đại của điện áp ở ngõ ra mạch chỉnh lưu cầu.
c. Xác định giá trị đỉnh của dòng điện IR-peak chạy qua điện trở RS.
d. Xác định điện áp gợn sóng đỉnh-đỉnh Vr-pp ở ngõ ra của mạch
lọc, giả sử IR-DC bằng với IR-peak.
e. Tính điện áp ổn áp trên tải RL.
f. Tính dòng điện chạy qua tải.

Bài 2. Cho mạch ổn áp đơn giản theo hình vẽ dưới đây, diode Zener có
VZ = 20V, IZmin = 5mA, IZmax = 200mA. RL = 400  , R = 100  . Tính:
a. Điện áp ngõ ra (2 đầu tải).
b. Tính các dòng điện IR; IL; IZ. Cho biết diode Zener có hoạt động
tốt hay không?
c. Khi hở tải diode Zener có còn hoạt động hay không?
d. Cho biết điện trở R phải có công suất bao nhiêu để không bị
hư?
134

IL

IR
IZ

Bài 3. Cho mạch ổn áp như hình vẽ dưới đây. Diode Zener có VZ = 20V,
PZM = 10W; điện trở tải RL = 200  , R = 20  ; điện áp ngõ vào Vi thay
đổi từ 24V đến 30V. Tính:
a. Trị số dòng điện cực đại và cực tiểu tương ứng của diode Zener.
b. Công suất cực đại tương ứng của diode Zener và điện trở R.
IR

IL
IZ

Bài 4.

IL

IR

Cho mạch ổn áp như hình
bên.

IZ

a. Xác định VL, IL, IZ và IR nếu RL=180 .
b. Làm lại câu a với RL = 470 .
c. Xác định giá trị của RL sao cho diode Zener hoạt động không
quá công suất.
135

d. Xác định giá trị tối thiểu của RL để diode Zener có thể hoạt
động được.
Bài 5.

IR

Cho mạch ổn áp như hình
bên.

IL
IZ

Biết Vi = 50V, Vz = 10V,
R = 1kΩ.
a. Xác định khoảng thay đổi của RL để VRL = 10V.
b. Xác định công suất cực đại với IZmax = 32mA.
Bài 6.
Cho mạch ổn áp như
hình bên.

IL
IZ

a. Hãy thiết kế mạch sao cho VL = 12V và IL thay đổi từ 0 đến
200mA. Từ đó xác định RS và VZ. Cho biết Vi = 16V.
b. Xác định PZmax trong câu a.
Bài 7.
Hãy xác định khoảng thay
đổi của Vi sao cho VL = 9V
và diode Zener hoạt động
không quá công suất.
Cho RL = 1k, PZM =
300mW, R = 100.

136

IL
IZ

Bài 8.
Hãy thiết kế mạch có ngõ vào
Vi thay đổi từ 30 đến 50V, sao
cho điện áp trên tải RL = 1kΩ
có giá trị không đổi Vo = 20V.
Từ đó hãy xác định giá trị
thích hợp RS và dòng điện IZM.

IL
IZ

Bài 9.
Thiết kế mạch ổn áp Zener
trong điều kiện sau: Điện thế
cấp điện DC thay đổi trong
khoảng 20V – 24V, điện trở
tải thay đổi từ 100  đến 500
 , diode Zener có VZ = 10V
và rz không đáng kể, dòng
IZmin = 14 mA, IZmax = 140mA.

IL
IZ

a. Xác định trị số R để mạch luôn hoạt động (trong 2 trường hợp
xấu nhất).
b. Cho biết trị số các linh kiện phải chọn để ráp mạch.
β = 100

Bài 10.
Cho mạch điện như hình
bên.
Tính điện áp trên phần tử
điều khiển, điện áp ngõ ra
và dòng điện qua diode
Zener.

Bài 11. Tính điện áp ổn áp ngõ ra của mạch ổn áp ở hình vẽ dưới đây.

137

Bài 12.
Xác định điện áp ổn áp
và các dòng điện trong
mạch ổn áp song song
ở hình bên.

Bài 13.
Hãy thiết kế mạch ổn
áp nối tiếp sử dụng 1
BJT có điện áp vào
thay đổi từ 18 đến
24V, điện áp ra phải
ổn định 12V. Dòng
điện ra tải là 500mA.
Sử dụng BJT có hệ số
khuếch đại dòng điện
50.

138

IL
500mA

Bài 14.
Cho mạch ổn áp nối tiếp ở
hình bên.
Mạch có Vi = 15V, RL =
33Ω; transistor có β =
150; diode Zener có VZ =
7.5V, rz không đáng kể.

IL

a. Tính giá trị điện áp ra V0 và dòng tải IL.
b. Tính giá trị của RS để có dòng qua diode Zener bằng 6,4mA.
c. Tính công suất tiêu tán PD của transistor nối tiếp.
Bài 15.
Cho mạch ổn áp như hình bên
a. Trình bày nguyên lý
hoạt động của mạch.
b. Tính điện áp ra Vo, với
Vi = 20V, VZ = 5.6V, R3
= 2kΩ, R4 = 3.3kΩ.

Bài 16 (*). Cho mạch ổn áp dùng Op-amp như hình vẽ dưới đây.
a. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch.
b. Xác định điện áp ngõ ra của mạch ổn áp và điện áp tại cực B
của Q.

139

Bài 17 (*). Cho mạch ổn áp như hình vẽ dưới đây. Giải thích nguyên lý
bảo vệ quá dòng và tính giá trị cực đại của dòng điện mà mạch ổn áp có
thể cung cấp cho tải.

Bài 18 (*). Xác định
công suất của R1
trong mạch ở hình
vẽ dưới đây nếu điện
áp vào có giá trị cực
đại là 12.5V.

140

Bài 19 (*). Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây. Xác định điện áp ngõ
ra V0 của mạch. Biết điện áp ở mỗi nữa cuộn thứ cấp máy biến áp có giá
trị hiệu dụng 15V.

Bài 20. Xác định giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của điện áp ổn áp ở hình vẽ
dưới đây. Giả sử IADJ = 50 uA.

E. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
1d
5b

9c

13a

17a

2c

6d

10d

14d

18a

3d

7b

11a

15a

19c

4d

8a

12c

16c

20c

141

Giải bài 1.
a. Giá trị cực đại của điện áp ở ngõ ra cuộn thứ cấp máy biến áp.
V2(peak) = √2V2 = 24√2 = 33.95????
b. Giá trị cực đại của điện áp ở ngõ ra mạch chỉnh lưu cầu.
V(peak) = V2(peak) − 1.4 = 33.95 − 1.4 = 32.55????
c. Giá trị đỉnh của dòng điện IR chạy qua điện trở RS
????????−???????????????? =

????(????????????????) − ???????? 32.55 − 10
=
= 45.1????????
????????
500

d. Điện áp gợn sóng đỉnh-đỉnh ở ngõ ra của mạch lọc
????????−???????? =

????????−????????
45.1
=
= 0.96????
????????
100(470)

e. Điện áp ổn áp trên tải RL.
VL = VZ = 10 V
f. Dòng điện chạy qua tải
IL =

????????
10
=
= 1.96 ????????
???????? 5.1

Giải bài 2.
a. Điện áp ngõ ra
Ta có:
???????? =

???????? ????????
400(30)
=
= 24????
???????? + ???? 400 + 100

Vì VL = 24V > VZ = 20V nên diode Zener dẫn điện.
Vì vậy:

VL = VZ = 20V

b. Giá trị các dòng điện IR ; IL; IZ
???????? − ???????? 30 − 20
=
= 100????????
????
100
???????? ????????
20
???????? =
=
=
= 50????????
???????? ???????? 400
???????? =

???????? = ???????? − ???????? = 100 − 50 = 50????????
142

Do IZmin < IZ < IZmax nên diode Zener hoạt động tốt.
c. Khi tải hở IL = 0 A ( hay RL →  ), IZ = IR = 100mA < IZmax =
200mA nên diode Zener vẫn hoạt động bình thường.
Ta có thể xét theo trị số công suất như sau:
Công suất của diode Zener lúc này bằng:
PZ = VZ IZ = VZ IR = 20V(100mA)= 2000mW = 2W
Còn công suất tối đa của diode Zener bằng:
PZmax = VZ IZmax = 20V(200mA) = 4W
Vậy PZ < PZmax nên diode Zener vẫn hoạt động tốt.
d. Công suất tiêu tán nhiệt của điện trở giới hạn R:
???????? = ????????2 ???? = 0.12 (100) = 1????
Vậy phải chọn điện trở có công suất làm việc  2W (chọn công
suất ít nhất gấp đôi lần công suất lớn nhất của diode tiêu tán trong mạch).
Giải bài 3.
a. Dòng điện cực đại và cực tiểu tương ứng của diode Zener.
Ta có dòng tải không đổi bằng:
???????? =

????????
20
=
= 100????????
???????? 200

Khi Vi thay đổi, dòng IR thay đổi:
???????????????????? − ???????? 30 − 20
=
= 500????????
????
20
???????????????????? − ???????? 24 − 20
???????????????????? =
=
= 200????????
????
20
Do đó diode Zener có trị số thay đổi:
???????????????????? =

???????????????????? = ???????????????????? − ???????? = 500 − 100 = 400????????
???????????????????? = ???????????????????? − ???????? = 200 − 100 = 100????????
Dòng cực đại IZM của diode Zener cho bởi:
???????????? =

???????????? 10
=
= 500????????
????????
20

Do IZmax < IZM nên diode Zener hoạt động tốt.
143

b. Công suất diode Zener thay đổi:

P Z max  I Z maxV Z  0, 4 A  20V   8W
P Z min  I Z minV Z  0,1A  20V   2W
Do PZmax < PZM nên diode Zener hoạt động tốt.
Công suất tiêu tán nhiệt của điện trở R:
2
???????????????????? = ????????????????????
???? = 0.52 (20) = 5????
2
???????????????????? = ????????????????????
???? = 0.22 (20) = 0.8????

Vậy phải chọn điện trở có công suất  10W.
Giải bài 4.
a. Giá trị của VL, IL, IZ và IR nếu RL=180 
Kiểm tra diode Zener có dẫn điện hay không bằng cách tháo diode
Zener ra khỏi mạch và tính điện áp trên tải VL.
???????? =

???????? ????????
180(20)
=
= 9????
???????? + ???? 180 + 220

Vì VL = 9V < VZ = 10V nên diode Zener không dẫn điện. Mạch ổn
áp không hoạt động được.
Do đó:
???????? = ???????? =

????????
20
=
= 50????????
???????? + ???? 220 + 180

IZ = 0 mA
VL = 9V
b. Giá trị của VL, IL, IZ và IR nếu RL=470 
???????? =

???????? ????????
470(20)
=
= 13.62????
???????? + ???? 470 + 220

Vì VL = 13.62V > VZ = 10V nên diode Zener dẫn điện.
Do đó:
VL = 10V
VR = Vi – VZ = 20 – 10 = 10V

144

????????
10
=
= 45.45????????
????
220
????????
10
???????? =
=
= 21.28????????
???????? 470
???????? =

c. Xác định giá trị của RL sao cho diode Zener hoạt động không
quá công suất.
Từ công thức: PZmax = IZmaxVZ
Suy ra:
???????????????????? =

???????????????????? 400
=
= 40????????
????????
10

???????????????????? = ???????? − ???????????????????? = 45.45 − 40 = 5.45????????
???????? =

????????
????????????????????

=

10
= 1.83????Ω
5,45

d. Xác định giá trị tối thiểu của RL để Zener có thể hoạt động được.
Ta có:
???????? = 10???? =

???????? 20
???????? + 220

Suy ra: RLmin = 220Ω
Giải bài 5.
a. Xác định RL và IL để VRL = 10V.
???????????????????? =

????????????
1(10)
=
= 250Ω
???????? − ???????? 50 − 10

???????? = ???????? − ???????? = 50 − 10 = 40????
???????? 40
=
= 40????????
????
1
???????????????????? = ???????? − ???????????????????? = 40 − 32 = 8????????
???????? =

???????????????????? =

????????
????????????????????

=

10
= 1.25????Ω
8

b. Xác định công suất cực đại với IZmax = 32mA.
???????????????????? = ???????????????????? ???????? = 32(10) = 320????????
145

Giải bài 6.
a. Trị số của RS và VZ. khi VL = 12V và IL thay đổi từ 0 đến
200mA.
???????? =

????????
12
=
= 60Ω
???????? 200

???????? = ???????? = 12???? =

???????? ????????
60(16)
=
???????? + ???????? 60 + ????????

RS = 20Ω

Suy ra:

b. Xác định PZmax trong câu a
???????????????????? = ???????? ???????????????????? = 12(200) = 2.4????
Giải bài 7.
Điện áp tối thiểu ở ngõ vào được tính theo công thức
???????????????????? =

(???????? + ????)???????? (1000 + 100)9
=
= 9.9????
????????
1000

Dòng điện tải
???????? =

???????? 9
= = 9????????
???????? 1

Dòng điện cực đại chạy qua diode Zener
???????????? =

???????????? 300
=
= 33.3????????
????????
9

Dòng điện cực đại chạy qua điện trở R
???????????????????? = ???????????? + ???????? = 33.3 + 9 = 42.3????????
Điện áp tối đa ở ngõ vào
???????????????????? = ???????????????????? ???? + ???????? = 42.3(0.1) + 9 = 13.23V
Giải bài 8.
+ Khi điện áp vào Vi = 30V
???????? = 20???? =

???????? ????????
1000(30)
=
???????? + ???????? 1000 + ????????

Giải phương trình trên ta được: RS = 0.5kΩ
146

+ Khi điện áp vào Vi = 50V
???????????? =
???????? =

???????? − ???????? 50 − 20
=
= 60????????
????????
0.5

???????? 20
=
= 20????????
????????
1

???????????? = ???????????? − ???????? = 60 − 20 = 40????????
Giải bài 9.
a. Để mạch ổn áp luôn hoạt động tốt R phải thỏa điều kiện:
???????????????????? − ????????
???????????????????? − ????????
≤????≤
???????????????????? + ????????????????????
???????????????????? + ????????????????????
Tính lần lượt:
???????????????????? =
???????????????????? =

????????
????????????????????
????????
????????????????????

=

10
= 20????????
500

=

10
= 100????????
100

Thay vào bất đẳng thức trên ta được:
24 − 10
20 − 10
≤????≤
140 + 20
14 + 100
87.5Ω ≤ ???? ≤ 87.7Ω
b. Chọn linh kiện :
Ta có : PZmax = VZ.IZmax = ( 10V) ( 140mA) = 1.4W và
(???????????????????? − ???????? )2 142
???????????????????? − ???????? 2
2
???????????????????? = ????????????????????
????=(
) ????=
=
????
????
87
= 2.25????
Chọn R = 87  - 5W và diode Zener có VZ = 10V và PZM > 3W
Giải bài 10.
Điện áp ngõ ra
????0 = ???????? − ???????????? = 8.3 − 0.7 = 7.6????
Điện áp trên phần tử điều khiển
147

???????????? = ???????? − ????0 = 15 − 7.6 = 7.4????
Dòng điện qua R
???????? − ???????? 15 − 8.3
=
= 3.72????????
????
1800
Dòng điện tải
???????? =

???????? =

????0
7,6
=
= 3,8????????
???????? 2000

Dòng điện qua cực B của transistor
???????? =

????????
3.8
=
= 38????????
???? 100

Dòng điện qua diode Zener
???????? = ???????? − ???????? = 3.72 − 0.038 = 3,68????????
Giải bài 11.
Điện áp trên điện trở R2 bằng tổng các điện áp VBE của Q2 và VZ
của diode Zener.
????????????2 + ???????? = ????2 =

????2
????
????1 + ????2 0

Điện áp ngõ ra được suy ra từ công thức trên.
????0 =

????1 + ????2
3.3 + 2.2
(10 + 0.7) = 26.75????
(???????? + ????????????2 ) =
????2
2.2

Giải bài 12.
Điện áp trên tải:
???????? = ???????? + ???????????? = 10 + 0.7 = 10.7????
Dòng điện chạy qua tải:
???????? =

???????? 10.7
=
= 107????????
???????? 100

Dòng điện chạy qua điện trở R:
???????? =
148

???????? − ???????? 15 − 10.7
=
= 130.3????????
????
33

Dòng điện chạy qua cực C của transistor:
???????? = ???????? − ???????? = 130.3 − 107 = 23.3????????
Giải bài 13.
Điện áp vào trung bình là:
__

Vi 

18  24
 21V
2

Dòng tải chính là dòng qua BJT nên:
IL = IC = 500mA
Dòng điện chân B của BJT:
IB = IC / = 10mA
Để mạch hoạt động ổn định ta chọn dòng qua Zener IZ = 2IB =
20mA.
Điện áp ra:
V0 = VZ – VBE = 12V  VZ = 12.7V
Như vậy cần chọn diode Zener có thông số:
VZ = 12.7V
IZmax = 5IZ = 100mA
Điện trở hạn dòng Zener:
Vi = IR.R + VZ
Theo định luật Kirchhoff 1, tại nút chân B của BJT:
IR = IZ + IB = 30mA
Suy ra:
????=

???????? − ???????? 21 − 12.7
=
= 28Ω
????????
30

Công suất tiêu thụ của BJT:
P = VCE . IC = (21 – 12)V(500mA) = 4.5W
Chọn BJT có:
Dòng cực C cực đại ICmax = 2It = 1000mA.
Công suất tiêu thụ cực đại Pmax = 2P = 9W.
149

Giải bài 14.
a. Giá trị điện áp ra VL và dòng tải IL
????0 = ???????? − ???????????? = 7.5 − 0.7 = 6.8????
???????? =

????0 6,8
=
= 200????????
???????? 33

b. Giá trị của RS để có dòng qua diode Zener bằng 6.4mA
Dòng điện chân B của BJT:
???????? =

???????? ???????? 200
= =
= 1.33????????
???? ???? 150

Theo định luật Kirchhoff 1, tại nút chân B của BJT:
IR = IZ + IB = 6.4 + 1.33 = 7.73mA
Suy ra:
???????? =

???????? − ???????? 15 − 7.5
=
= 970Ω
????????
7,73

c. Công suất tiêu tán PD của transistor nối tiếp
P = VCE . IC = (15 – 7.5)V(200mA) = 1.5W
Giải bài 15.
a. Nguyên lý hoạt động của mạch
Giả sử, nếu điện áp ra tải tăng, điện áp lấy mẫu trên R3 và R4 tăng,
làm điện áp VBE của Q2 tăng (????????4 = ????????????????2 + ???????? , điện áp VZ cố định),
Q2 dẫn mạnh làm cho dòng cực nền của Q1 giảm, Q1 dẫn yếu, dẫn đến
dòng ra tải giảm, làm điện áp trên tải giảm, duy trì điện áp điện áp ra ổn
định. Ngược lại nếu điện áp trên tải có xu hướng tăng thì quá trình hoạt
động ngược lại.
b. Điện áp ổn áp ra của mạch được tính theo công thức
????0 =

????3 + ????4
2 + 3.3
(???????? + ???????????? ) =
(5.6 + 0.7) = 10.1????
????4
3,3

Giải bài 16.
a. Nguyên lý hoạt động của mạch
150

Giả sử, điện áp ra Vo tăng thì điện áp lấy mẫu VR3 trên điện trở R3
tăng, mà VR3 bằng với điện áp ngõ vào đảo của Op-amp nên suy ra hiệu
điện thế giữa 2 ngõ vào của Op-amp (VZ - Vi-) giảm (vì VZ cố định).
Điều này dẫn đến điện áp ngõ ra của Op-amp giảm khiến cho transistor Q
dẫn yếu hơn và làm cho điện áp giữa 2 cực C và E (VCE) tăng. Cuối cùng
làm cho V0 = Vi – VCE giảm xuống, như vậy điện áp ngõ ra được duy trì
không đổi. Trường hợp, điện áp ngõ ra giảm thì giải thích ngược lại.
b. Điện áp ổn áp ngõ ra được tính như sau:
Ta có điện áp Zener VREF = 5.1V.
???????????????? = (1 +

????2
10
) ???????????????? = (1 + ) 5.1 = 10.2????
????3
10

Điện áp tại cực B của transistor Q:
VB = 10.2V+VBE = 10.2 + 0.7 = 10.9 V
Giải bài 17.
Dòng điện tải qua điện trở R4 tạo ra điện áp giữa cực B và cực E
của Q2. Khi dòng tải IL tiến đến giá trị cực đại xác định trước thì điện áp
rơi trên điện trở R4 đủ lớn để phân cực thuận cho mối nối BE của Q2 và
làm cho transistor này dẫn điện. Điều này dẫn đến Q1 dẫn yếu hơn tức là
dòng điện chạy ra tải giảm xuống.
Giá trị cực đại của dòng tải
????????(max) =

0,7
= 0.7????
1

Giải bài 18.
Trường hợp xấu nhất công suất tiêu tán trên R1 xảy ra khi ngõ ra bị
ngắn mạch.
Vout = 0, và khi Vin = 12.5 V, điện áp rơi trên điện trở R1 là Vin –
Vout = 12.5V.
Công suất tiêu tán trên R1 là
????????1 =

2
????????1
12.52
=
= 7.1????
????1
22

Vậy phải chọn điện trở R1 có công suất tối thiểu là 10W.
151

Giải bài 19.
Điện áp ngõ ra V0 của mạch:
????0 = ???????????????? (1 +
= 1.25 (1 +

????2
) + ???????????????? . ????2
????1

1500
) + 0.1(1.5) = 9.9????
220

Giải bài 20.
Ta có:
????????1 = ???????????????? = 1.25????
Khi R2 có giá trị nhỏ nhất là 0Ω
????????????????(min) = ???????????????? (1 +

????2
) + ???????????????? ????2 = 1.25(1) = 1.25????
????1

Khi R2 có giá trị lớn nhất là 5kΩ
????????????????(max) = ???????????????? (1 +
= 1,25 (1 +

152

????2
) + ???????????????? ????2
????1
5000
) + 0.05(5) = 29.9????
220

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

Analog Fundamentals – A Systems Approach – Thomas L. Floyd
and David L. Buchla – Pearson Education 2013.

2.

Electronic Devices and Circuit Theory – Robert L. Boylestad and
Louis Nashelsky – Pearson Education 2013.

3.

Electronics Fundamentals – Circuits, Devices and Applications Thomas L. Floyd and David L. Buchla – Pearson Education Limited
2014.

4.

Power Electronics – Daniel W. Hart – McGraw-Hill 2011.

5.

Power Electronics – Dr. P. S. Bimbhra – Khanna Publishers 2007.

6.

Electronic Principles – Sixth Edition –Malvino.

7.

Foundation of Electronics Circuits and Devices – 4th Edition –
Russell L.Meade, Robert Diffenderfer – Devry University, Kansas
City, MO.

8.

Foundation of Electronics Circuits and Devices – Conventional
Flow Version – Russell L.Meade, Robert Diffenderfer – Devry
University, Kansas City, MO.

9.

Giáo trình Điện tử cơ bản – Chủ biên PGS.TS Trần Thu Hà –
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – TP HCM.

10. Câu hỏi trắc nghiệm Kỹ thuật Điện tử – ThS Vũ Thị Ngọc Thu –
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM–2017.

153

ISBN: 978-604-73-6562-3

9 786047 365623