Bài Tập Về Diode Zener Có Lời Giải / Top 10 Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 9/2023 # Top Trend

Đang xem: Bài tập về diode có lời giải

Share Like Download … 3 Comments 33 Likes Statistics Notes

12 hours ago   Delete Reply Block

250 bai tap_kt_dien_tu_0295

TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP PHẦN DIODEMÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬQuan hệ giữa dòng điện và điện áp

với: IS: dòng điện (ngược) bão hòa VT: điện thế nhiệt η: hệ số thực tế, có giá trị từ 1 đến 2

Hình 1-1 Đặc tuyến diode phân cực thuậnĐiện trở AC (điện trở động)

Ngoài rD, còn tồn tại điện trở tiếp xúc (bulk) rB,thường có trị số rất nhỏ và được bỏ qua.Điện trở DC

Phân tích mạch DC có diodeTa có thể thay thế diode trong mạch bởi một nguồn áp 0,7V (nếu là diode Si) hoặc 0,3V (nếu là diode Ge) bất cứ khi nào mà diode có dòng phân cực thuận phía trên điểm knee.

Hình 1-2 Diode phân cực thuận (a) có thể thay thế bởi một nguồn áp (b)Vì vậy, để phân tích điện áp và dòng diện DC trong mạch có chứa diode, ta có thể thay thế đặc tuyến V-A như hình 1-3.

Hình 1-3 Đặc tuyến lý tưởng hóaVí dụ 1-1Giả sử rằng diode Si trên hình 1-4 đòi hỏi dòng tối thiểu là 1 mA để nằm trên điểm knee.

Hình 1-4 (Ví dụ 1-1)1. Trị số R là bao nhiêu để dòng trong mạch là 5 mA?2. Với trị số R tính ở câu (1), giá trị tối thiểu của E là bao nhiêu để duy trì diode ở trên điểm knee?Giải1. Trị số của R

2. Giá trị tối thiểu của E

Phân tích mạch diode với tín hiệu nhỏMột cách tổng quát, các linh kiện thể xem xét hoạt động ở hai dạng: tín hiệu nhỏ vá tín hiệu lớn. Trong các ứng dụng tín hiệu nhỏ, điện áp và dòng điện trên linh kiện một tầm rất giới hạn trên đặc tuyến V-A. Nói cách khác, đại lượng ΔV và ΔI rất nhỏ so với tầm điện áp và dòng điện mà linh kiện hoạt động.Ví dụ 1-2Giả sử rằng diode Si trên hình 1-5 được phân cực phía trên điểm knee và có rB là 0,1Ω, hãy xác định dòng điện và điện áp trên diode. Vẽ đồ thị dòng điện theo thời gian.

Hình 1-5 (Ví dụ 1-2)GiảiNgắn mạch nguồn AC, xác định dòng DC:

Do đó, điện trở AC là

Dòng điện AC là

Điện áp AC là

Như vậy dòng và áp tổng cộng là

Đồ thị dòng điện theo thời gian được cho ở hình 3-8

Hình 1-6 Thành phần AC thay đổi ±7,37 mA xung quanh thành phần DC 19,63mAĐường tải (load line)Ta có thể thực hiện việc phân tích diode với tín hiệu nhỏ bằng cách sử dụng hình vẽ với đặc tuyến V-A của diode.Xét mạch cho ở hình 1-7. Đây chính là mạch tương đương về DC của mạch đã cho ở hình 1-5 (ngắn mạch nguồn áp). Ta xem điện áp trên diode là V (chứ không là hằng số).

Hình 1-7 Dòng điện qua diode I và điệp áp trên diode VTheo định luật áp Kirchhoff, ta có

Do đó, quan hệ giữa dòng và áp DC trên diode cho bởi phương trình

Thay số vào, ta có

Phương trình này có dạng y=ax+b và đồ thị của nó là một đường thẳng có độ dốc (slope) là -1/R và cắt trục I tại điểm E/R (và cắt trục V tại điểm Vo=E). Đường thẳng này được gọi là đường tải DC (DC Load Line).Đường tải DC của mạch cho ở hình 1-7 được vẽ trên hình 1-8. Đường tải này biểu diễn tất cả các tổ hợp có thể có của dòng điện qua diode I và điệp áp trên diode V với trị số E và R xác định. Giá trị hiện thời của I và V tùy thuộc vào diode được sử dụng trong mạch.

Hình 1-8 Đường tải DCĐặc tính của đường tải DC là mọi tổ hợp có thể có của dòng điện I và điện áp V của mạch ở hình 1-7 là một điểm nằm tại một nơi nào đó trên đường thẳng. Cho trước một diode cụ thể (mà ta đã biết đặc tuyến V-A của nó), mục tiêu của ta là xác định tổ hợp dòng-áp hiện thời. Ta có thể tìm được điểm này bằng cách vẽ đường tải DC trên cùng hệ trục tọa độ của đặc tuyến Vôn-Ampe, giao điểm

Quan hệ giữa dòng điện và điện áp Điện trở AC (điện trở động) Phân tích mạch DC có diode

Hình 1-2 Diode phân cực thuận (a) có thể thay thế bởi một nguồn áp (b)

Vì vậy, để phân tích điện áp và dòng diện DC trong mạch có chứa diode, ta có thể thay thế đặc tuyến V-A như hình 1-3.

Hình 1-3 Đặc tuyến lý tưởng hóa

1. Trị số R là bao nhiêu để dòng trong mạ ch là 5 mA?

2. Với trị số R tính ở câu (1), giá trị tối thiểu của E là bao nhiêu để duy trì diode ở trên điểm knee?

1. Trị số của R

2. Giá trị tối thiểu của E

Phân tích mạch diode với tín hiệu nhỏ

Ngắn mạch nguồn AC, xác định dòng DC:

Do đó, điện trở AC là

Dòng điện AC là

Điện áp AC là

Như vậy dòng và áp tổng cộng là

Đồ thị dòng điện theo thời gian được cho ở hình 3-8

Đường tải (load line)

Ta có thể thực hiện việc phân tích diode với tín hiệu nhỏ bằng cách sử dụng hình vẽ với đặc tuyến V-A của diode.

Xét mạch cho ở hình 1-7. Đây chính là mạch tương đương về DC của mạch đã cho ở hình 1-5 (ngắn mạch nguồn áp). Ta xem điện áp trên diode là V (chứ không là hằng số).

Hình 1-7 Dòng điện qua diode I và điệp áp trên diode V

Theo định luật áp Kirc hhoff, ta có

Do đó, quan hệ giữa dòng và áp DC trên diode cho bởi phương trình

Thay số vào, ta có

Phương trình này có dạng y=ax+b và đồ thị của nó là một đường thẳng có độ dốc (slope) là -1/R và cắt trục I tại điểm E/R (và cắt trục V tại điểm V o =E). Đường thẳng này được gọi là đường tải DC (DC Load Line).

Đường tải DC của mạch cho ở hình 1-7 được vẽ trên hình 1-8. Đường tải này biểu diễn tất cả các tổ hợp có thể có của dòng điện qua dio de I và điệp áp trên diode V với trị số E và R xác định. Giá trị hiện thời của I và V tùy thuộc vào diode được sử dụng trong mạch.

Đặc tính của đường tải DC là mọi tổ hợp có thể có của dòng điện I và điện áp V của mạch ở hình 1-7 là một điểm nằm tại một nơi nào đó trên đường thẳng. Cho trước một diode cụ thể (mà ta đã biết đặc tuyến V-A của nó), mục tiêu của ta là xác định tổ hợp dòng-áp hiện thời. Ta có thể tìm được điểm này bằng cách vẽ đường tải DC trên cùng hệ trục tọa độ của đặc tuyến Vôn-Ampe, giao điểm của đường tải DC và đặc tuyến V-A sẽ cho ta giá trị dòng và áp qua diode hiện thời.

Phương trình của hai đường này là

(đường tải DC)

(đặc tuyến V-A của diode)

Giao điểm của chúng được gọi là điểm tĩnh Q (Quiescent point) hay còn gọi là điểm hoạt động của diode. Nó đại diện cho dòng và áp DC trong mạch khi chỉ có nguồn áp DC E =6V, hay nói cách khác là khi nguồn áp AC trong mạch 1-5 bằng 0.

Hình 1-9 Giao điểm của đường tải với đặc tuyến của diode (điểm Q) xác định điện áp trên diode (0,66 V) và dòng điện qua diode (19,8 mA)

Khi xét đến cả nguồn AC trong mạch hình 1-5, thì điện áp tổng cộng là

Như vậy, điện áp sẽ thay đổi theo thời gian với trị tối thiểu là E – 2 [V] và tối đa là E + 2 [V]. Điện áp này sẽ tạo ra một loạt các đường tải (được minh họa trên hình 1-10).

Phân tích mạch diode với tín hiệu lớn

Trong mọi ứng dụng thực tế với tín hiệu lớn, ta có thể xem diode hoạt động ở hai vùng: vùng phân cực thuận và vùng phân cực ngược (hoặc phân cực gần 0V). Khi điện trở của diode thay đổi từ rất nhỏ đến rất lớn, thì diode hoạt rất giống với một công tắc (switch) . Một diode lý t ư ởng trong các ứng dụng tín hiệu lớn đ ư ợc xem là một công tắc có điện trở bằng không khi đóng và bằng vô cùng khi hở. Như vậy, khi phân tích các mạch như vậy, ta có thể xem diode là một công tắc được điều khiển bằng điện áp, khi phân cực thuận thì đóng, khi phân cực ngược hoặc phân cực với áp gần bằng 0 thì hở mạch. Tùy theo độ lớn của điện áp trong mạch mà điện áp rơi trên diode (0,3 V đến 0,7 V) có thể bỏ qua hay không.

Giả sử diode Si trong mạch ở hình 1-11 là lý tưởng và có V γ = 0,7 V. Hãy xác định dòng điện i(t) và điện áp v(t) trên điện trở nếu

1-1 Sử dụng đặc tuyến V-A ở hình 1-14, hãy xác định (bằng hình vẽ) giá trị điện trở AC gần đúng khi dòng qua diode là 0,1 mA. Làm lại với điện áp trên diode là 0,64 V. Diode này là silicon hay germanium?

1-4 Một diode có dòng điện 440 nA chạy từ cathode sang anode khi phân cực ngược với điện áp là 8V. Tìm điện trở DC của diode?

a. Hỏi điện trở DC của diode là bao nhiêu ở mỗi lần đo?

b. Hỏi điện trở AC của diode là bao nhiêu khi thay đổi điện áp trên diode từ 0,68 V lên 0,69 V?

1-6 Cho mạch ở hình 1-16. Xác định điện áp rơi trên diode và điện trở DC? Biết rằng điện trở R = 220 Ω và I = 51,63 mA

1-7 Cho mạch như hình 1-17. Cho điện áp rơi trên diode Si phân cực thuận là 0,7 V và điện áp rơi trên diode Ge phân cực thuận là 0,3 V. Giá trị nguồn áp là 9V.

1-8 Cho mạch như hình 1-18. Cho diode loại germanium (điện áp rơi phân cực thuận là 0,3 V). Hãy xác định sai số phần trăm do việc bỏ qua điện áp rơi trên diode khi tính dòng I trong mạch. Biết rằng áp là 3V và điện trở là 470 Ω.

a. Tìm dòng DC qua diode.

b. Tìm điện trở AC của diode (giả sử diode ở nhiệt độ phòng).

c. Viết biểu thức toán học (hàm theo thời gian) của dòng điện và điện áp tổng cộng trên diode.

d. Giá trị dòng tối thiểu và tối đa qua diode là bao nhiêu?

1-10 Hình 1-20 là đặc tuyến V-A của diode trên mạch ở hình 1-19.

a. Viết phương trình đường tải và vẽ lên hình.

b. Xác định (bằng hình vẽ) điện áp và dòng điện diode tại điểm tĩnh Q.

c. Xác định điện trở DC tại điểm Q.

d. Xác định (bằng hình vẽ) giá trị dòng qua diode tối thiểu và tối đa.

e. Xác định điện trở AC của diode.

1-11 Diode Si trên mạch hình 1-21 có đặc tuyến giống với hình 1-3b. Tìm giá trị đỉnh của dòng i(t) và áp v(t) trên điện trở. Vẽ dạng sóng cho e(t), i(t) và v(t).

1-12 Diode nào trên hình 1-22 phân cực thuận và diode nào phân cực ngược?

ĐS (a) (c) (d) phân cực thuận; (b) phân cực ngược

Phân dạng bài tập về mắt có lời giải Dạng 1: Xác định các đặc trưng cơ bản của mắt

VD: Khi mắt điều tiết tối đa thì ảnh của điểm cực viễn CV được tạo ra trước hay sauvõng mạc của mắt?

Khi điều tiết tối đa ảnh của điểm cực cận CC hiện lên ở võng mạc. Trạng thái mắt không đổi, ta tưởng tượng dời vật từ CC đến CV thì ảnh di chuyển cùng chiều với vật, do đó khi mắt điều tiết tối đa thì ảnh của điểm cực viễn CV được tạo ra trước võng mạc của mắt.

Bài tập tự luyện

Bài 1: Thủy tinh thể của mắt có tiêu cự khi không điều tiết là 14,8 mm. Quang tâm của thấu kính mắt cách võng mạc là 15 mm. Người này chỉ có thể đọc sách gần nhất là 40cm.

a. Xác định khoảng nhìn rõ của mắt.

b. Tính độ tụ của thủy tinh thể khi nhìn vật ở vị trí gần nhất.

ĐS: a. Từ 40 cm đến 111 cm; b. 69,17 dp

Bài 2 : Khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc của mắt bằng 14 mm. Tiêu cự của thuỷ tinh thể biến thiên trong khoảng từ 12,28 mm đến 13,8 mm. Tìm điểm cực cận và cực viễn của mắt.

ĐS: OCC = 107 mm; OCV = 966 mm

Dạng 2: Mắt cận thị

VD: Một người cận thị không đeo kính, nhìn rõ vật từ khoảng cách d1 = m, khi đeo kính sát mắt thì nhìn rõ vật từ khoảng cách d2 = m. Kính của người đó có độ tụ là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

– Khi người này không đeo kính, nhìn rõ vật từ khoảng cách m, suy ra: OCC = m

– Khi người này đeo kính, nhìn rõ vật từ khoảng cách m, vậy vật gần nhất cách mắt một khoảng d = m. Và khi đó ảnh ảo của vật qua kính có vị trí ngay điểm cực cận của `mắt nên d’ = -OCC = – m

– Ta tìm được độ tụ của kính: D = 1/f = 1/d + 1/d’ = 4 – 6 = -2dp

Bài tập tự luyện

Bài 1 : Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 15 cm. Người này muốn đọc sách cách mắt 25 cm thì phải đeo kính có độ tụ là bao nhiêu ?

ĐS: -2,66 dp

Bài 2: Một người bị cận thị phải đeo kính cận sát mắt có độ tụ là – 0,5 dp để nhìn vật ở vô cực mà không phải điều tiết. Nếu muốn xem ti vi mà người đó không muốn đeo kính thì người đó có thể ngồi cách màn hình xa nhất 1 khoảng bằng bao nhiêu ?

ĐS: 2 m

Dạng 3: Mắt viễn và mắt lão

VD: Một mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 100 cm. Để đọc được trang sách cách mắt 20 cm, mắt phải đeo kính gì và có độ tụ bao nhiêu?

a. Nếu đeo kính sát mắt.

b. Nếu đeo kính cách mắt 2 cm.

Hướng dẫn giải:

Để đọc được trang sách cách mắt 20 cm, mắt phải đeo kính sao cho ảnh của nó hiện lên ở điểm cực cận của mắt.

a. Do đeo kính sát mắt nên ta có: d’ = -OCC = -100 cm

– Khi người này đọc sách cách mắt 20 cm: d = 20 cm

Vậy mắt phải đeo thấu kính hội tụ và độ tụ của kính cần đeo là:

D = 1/f = 1/0,25 = 4dp

b. Do đeo kính cách mắt 2 cm nên ta có: d’ = -OCC +2 = -98 cm

– Khi người này đọc sách cách mắt 20 cm thì sách cách kính: d = 20 -2 = 18 cm

Vậy mắt phải đeo thấu kính hội tụ và độ tụ của kính cần đeo là:

D = 1/f = 1/ 0,2205 = 4,54 dp

Bài tập tự luyện

Bài 1: Một người viễn thị có điểm cực cận cách mắt 50 cm. Khi đeo kính sát mắt có độ tụ 1 dp, người này nhìn rõ được những vật gần nhất cách mắt là bao nhiêu?

ĐS: 33,3 cm

Bài 2: Một người mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 40 cm. Để đọc được trang sách cách mắt 25 cm, mắt phải đeo kính gì và có độ tụ bao nhiêu?

a. Nếu đeo kính sát mắt.

b. Nếu đeo kính cách mắt 1 cm.

ĐS: a. 1,5 dp; b. 1,602 dp

Vậy là chúng ta vừa tìm hiểu xong khá nhiều phương pháp giải và dạng bài tập về phần bài tập về mắt có lời giải. Mong rằng với những dạng bài tập được nêu trên thì các bạn học sinh có thể một phần nào đó chinh phục được phần quang hình học trong đề tài “hệ thống bài tập quang hình học”. Để có thể chinh phục được những bài tập về quang hình học thì các bạn cần phải nắm rõ lí thuyết về phần này.

Bài tập về phương trình Lượng giác có lời giải

Baøi taäp veà phöông trình löôïng giaùc   1. 2 2 sin  x + π 1 1 + = 4  sin x cos x π  2 sin  x +  π sin x + cos x π 4   ⇔ 2 2 sin(x + ) = ⇔ 2 2 sin  x +  = 4 sin x cos x 4 sin x cos x  π π    sin(x + 4 ) = 0  x = − 4 + kπ π  1   ⇔ 2 sin  x +   2 −  = 0 ⇔   sin x cos x ≠ 0 ⇔   sin 2x ≠ 0 4  sin x cos x       2sin x cos x = 1   sin 2x = 1    π  π  x = − 4 + kπ ⇒ sin 2x = sin  − 2  = − 1 ≠ 0 π   ⇔ ⇔ x = ± + kπ 4 π π   sin 2x = 1 ⇔ 2x = 2 + k2π ⇔ x = 4 + kπ  3 3 5 5 2. C1. sin x + cos x = 2(sin x + cos x ) (k ∈ Z) ⇔ sin 3 x − 2 sin 5 x = 2 cos 5 x − cos 3 x ⇔ sin 3 x (1 − 2 sin 2 x ) = cos 3 x (2 cos 2 x − 1) ⇔ sin 3 x cos 2 x = cos 3 x cos 2 x  cos 2x = 0  cos 2x = 0 ⇔ 3 ⇔ 3 ⇔ 3  sin x = cos x  tg x = 1 3 3 5 5 C2. sin x + cos x = 2(sin x + cos x )  cos 2x = 0 π π π π π ⇔ x = + m ∨ x = + kπ ⇔ x = + m (m ∈ Z)  tgx = 1 4 2 4 4 2  ⇔ (sin 3 x + cos 3 x )(sin 2 x + cos 2 x ) = 2(sin 5 x + cos 5 x ) ⇔ sin 3 x cos 2 x + cos 3 x sin 2 x = sin 5 x + cos 5 x ⇔ sin 3 x (cos 2 x − sin 2 x ) = cos 3 x (cos 2 x − sin 2 x )  cos2 x − sin 2 x = 0  cos2 x − sin 2 x = 0 ⇔ (cos x − sin x)(cos x − sin x) = 0 ⇔  3 3 ⇔   cos x − sin x = 0  cos x = sin x 2 2 3 3 2 2 π π ⇔  cos x − sin x = 0 ⇔ cos 2 x − sin 2 x = 0 ⇔ cos 2x = 0 ⇔ x = + k (k ∈ Z) 42  cos x = sin x 3. sin 2 x = cos 2 2x + cos 2 3x 1 − cos 2x 1 + cos 4x 1 + cos 6x ⇔ = + ⇔ (cos 4x + cos 2x) + (1 + cos 6x) = 0 2 2 2 ⇔ 2 cos 3x cos x + 2 cos 2 3x = 0 ⇔ 2 cos 3x (cos x + cos 3x ) = 0 ⇔ 4 cos 3x cos 2 x cos x = 0 ⇔ cos x = 0 ∨ cos 2 x = 0 ∨ cos 3x = 0 ⇔ x = π π π π π + kπ ∨ x = + k ∨ x= + k 2 4 2 6 3 (k ∈ Z) 6 6 8 8 4. sin x + cos x = 2(sin x + cos x ) ⇔ sin 6 x − 2 sin 8 x = 2 cos 8 x − cos 6 x ⇔ sin 6 x(1 − 2 sin 2 x ) = cos 6 x(2 cos 2 x − 1) ⇔ sin 6 x cos 2x = cos 6 x cos 2x π π  x= + m  cos 2 x = 0  cos 2 x = 0  cos 2x = 0 4 2 ⇔ x = π + m π (m ∈ Z) ⇔ 6  sin x = cos 6 x ⇔  tg 6 x = 1 ⇔  tgx = ± 1 ⇔  π  4 2    x = ± + kπ 4  5. sin x − cos x + sin x + cos x = 2 1 ⇔ ( sin x − cos x + sin x + cos x ) 2 =4 ⇔ 1 − sin 2 x + 1 + sin 2 x + 2 sin 2 x − cos 2 x = 4 ⇔ 2 cos 2 x = 2 ⇔ cos 2x = 1 ⇔ sin 2 x = 0 ⇔ x = k π 2 13 cos 2 2x 8 13 2 3 2 ⇔ (cos x ) − (sin x ) 3 = cos 2 2 x 8 6 6 6 . cos x − sin x = ⇔ (cos 2 x − sin 2 x )(cos 4 x + sin 4 x + sin 2 x cos 2 x ) = ⇔ cos 2x (1 − 13 cos 2 2x 8 1 1 13 sin 2 2x + sin 2 2x ) = cos 2 2x ⇔ cos 2x (8 − 2 sin 2 2x ) = 13 cos 2 2x 2 4 8 cos 2x = 0 cos 2 x = …