Bài tập ôn thi môn Dụng cụ bán dẫn

ĐHBK TpHCM–Khoa ĐĐT–BMĐT

GVPT: Hồ Trung Mỹ

Bài tập ôn thi môn Dụng cụ bán dẫn – AY1415-S1

(Ngoài các bài tập ở các chương BJT, JFET và MOSFET, SV làm thêm các BT sau)

Chú ý: Thi cuối kỳ không có chương JFET

1. Với các trường hợp sau BJT hoạt động ở miền nào?

a) NPN: V_CB= 0.7V, V_CE= 0.2V

b) NPN: V_BE= 0.7V, V_CE= 0.3V

c) NPN: V_CB= 1.4V, V_CE= 2.1V

d) PNP: V_EB= 0.6V, V_CE= –4V

e) PNP: V_CB= –0.6V, V_CE= –5.4V

f) PNP: V_CB= 0.9V, V_CE=0.4V

2. Với hình 1 cho trước V_CC= 12V và BJT có  = 100, hãy tìm R_Bvà R_Cđể cho BJT ở miền tích cực thuận có

điểm hoạt động DC (điểm tĩnh Q) là I_CQ= 3mA và V_CEQ= 6V. Giả sử giữ R_Bvới giá trị vừa tìm được, hãy tìm

giá trị R_Cđể mạch vẫn ở miền tích cực thuận.

Hình 1

Hình 2

Hình 3

Hình 4

3. Với hình 2, hãy tìm R_B, R_Cvà R_Eđể cho BJT ở miền tích cực thuận có điểm hoạt động DC (điểm tĩnh Q) là

I_CQ= 4 mA và V_CEQ= 4V. Biết V_CC= 12V, V_E= 4V và BJT có  = 100.

4. Với hình 3, hãy tìm R_Bvà R_Cđể cho BJT ở miền tích cực thuận có điểm hoạt động DC (điểm tĩnh Q) là I_CQ

= 2 mA và V_CEQ= 4V. Biết V_CC= 10V và BJT có  = 100.

5. Với hình 4, hãy tìm các giá trị của R_Cvà R_Eđể cho BJT ở chế độ tích cực thuận (biết β=100) với I_C= 2mA

và V_C= 4.3 V.

6. Hãy tìm điểm làm việc DC (I_CQvà V_CEQ) của BJT trong các mạch sau và cho biết nó đang ở chế độ nào.

Giả sử các BJT có β = 50 và biết BJT nếu ở chế độ tích cực thuận có |V_BE| = 0.7 V..

Hình 5

7. Xét BJT loại NPN ở chế độ tích cực thuận.

a) Hãy xác định I_E,  và  cho BJT có I_B= 5 µA và I_C=0.62 mA

b) Hãy xác định I_B, I_C, và  cho BJT có I_E= 1.2 mA và  =0.9915

8. Hãy xác định miền làm việc của BJT loại NPN có  = 100 cho các trường hợp sau:

a) I_B= 50 µA và I_C= 3 mA.

b) I_B= 50 µA và V_CE= 5 V.

c) V_BE= –2 V và V_CE= –1 V.

DCBD–BTOT–AY1415-S1–trang 1/6

9. Hãy tìm hiệu suất phát _e, hệ số vận chuyển miền nền B và  của BJT NPN với các tham số sau: N_DE=

1x10¹⁷cm^–3, N_AB= 1x10¹⁵cm^–3, D_n= D_p, W_B= 120nm, và L_p= L_n= 2µm.

(a)

(b)

Hình 6

Hình 7

Hình 8

10. Cho mạch ở hình 6 với BJT có  =100, người ta muốn LED tắt khi V_I= 0V và LED sáng với I_LED= 20mA

và V_LED= 2 V khi V_I=5V. Hãy tính các giá trị linh kiện R_B1và R₁để cho LED sáng với BJT ở chế độ bão hòa.

11. Cho mạch ở hình 7 với BJT có  =100, hãy xác định V_Iđể có V_CEQ= 6V.

12. Cho mạch ở hình 8.(a) với BJT có I_S= 5 x 10^–16A và  >> 1 (để có I_E I_C), hãy tìm V_Xtrong trường hợp:

a) không dùng xấp xỉ V_BE;

b) dùng xấp xỉ V_BE=0.7V.

13. Cho mạch ở hình 8.(b) với BJT có I_S= 5 x 10^–17A , hãy tìm V_Xtrong trường hợp: a) V_A= ; b) V_A=5V.

Hình 9

Hình 10

14. Cho mạch ở hình 9 với V_CC= 5V, R_E= 600, R_C= 5.6K, R₁= 250K, R₂= 75K,  = 120 và V_A=.

Các tụ C_Cvà C_Eđóng vai trò ghép và bypass tín hiệu AC, nghĩa là khi vẽ mô hình tín hiệu nhỏ ta sẽ nốt tắt

chúng và khi phân tích DC sẽ hở mạch chúng.

a) Tính điểm tĩnh Q của BJT (I_CQvà V_CEQ).

b) Tính các tham số h của mô hình tín hiệu nhỏ.

c) Tính hỗ dẫn g_mvà độ lợi áp AC A_V= V_out/V_in

d) Điện trở vào nhìn ở cực nền của BJT.

15.

10

V_CC= V_EE= 6V và

V_BEQ= 0.7V, V_A= ,  = 100.

Giả sử cả 2 BJT có cùng đặc tính.

a) Muốn có dòng điện chuẩn I_R= 1mA thì R = ?

b) Nếu I_R= 2 mA thì điện trở tải R_Lphải thỏa điều kiện gì đễ mạch trên vẫn là nguồn dòng?

c) Muốn có dòng ra I_OUTcó sai số so với I_Rkhông vượt quá 4% (nghĩa là (I_R–I_OUT)/I_R 4%) thì  của

BJT phải thỏa điều kiện gì?

d) Trường hợp 2 BJT không có cùng đặc tính thì I_OUT= ? Nếu I_R= 1mA và diện tích miền phát của Q₂

gấp 2 lần diện tích miền phát của Q₁.

DCBD–BTOT–AY1415-S1–trang 2/6

16. N-JFET có I_DSS= 10mA và V_TH= –4V. Hãy cho biết miền hoạt động của JFET này nếu người ta đo được

các điện thế tại D, G và S so với đất trong các trường hợp sau:

a) V_D= 5V, V_G= 3.5V, và V_S= 4V.

b) V_D= 4V, V_G= 1V, và V_S= 5V.

c) V_D= 5.5V, V_G= 1V, và V_S= 5V.

17. P-JFET có I_DSS= 10mA và V_TH= 4V. Hãy cho biết miền hoạt động của JFET này nếu người ta đo được

các điện thế tại D, G và S so với đất trong các trường hợp sau:

a) V_D= –4V, V_G= 3V, và V_S= 2V.

b) V_D= –4V, V_G= 2V, và V_S= 1V.

c) V_D= –5V, V_G= 1V, và V_S= –2V.

18. N-JFET có V_TH= –4 V, I_DSS= 10 mA và V_A= ∞.

a) Với V_GS= –2 V, hãy tìm V_DStối thiểu để dụng cụ hoạt động ở miền bão hòa. Tính I_Dvới V_GS= –2 V

và V_DS= 3 V.

b) Cho V_DS= 3 V, hãy tìm sự thay đổi trong I_Dtương ứng với sự thay đổi ở V_GStừ –2 đến –1.6V.

c) Với V_DSnhỏ, tính giá trị của r_dsở V_GS= 0 V và ở V_GS= –3 V.

d) Nếu V_A= 100 V, hãy tìm điện trở ra r_ocủa JFET khi hoạt động trong miền bão hòa với dòng điện I_Dlà

1 mA, 2.5 mA, và 10 mA.

Hình 11

Hình 12

Hình 13

Hình 14

19. JFET trong mạch ở hình 11 có V_TH= –3 V, I_DSS= 9 mA, và V_A= ∞ V. Hãy tìm tất cả các giá trị điện trở để

V_G= 5V, I_D= 4 mA, và V_D= 11V. Giả sử chọn dòng 0.05 mA chạy qua mạch chia áp và V_DD= 15V.

20. Mạch ở hình 12 có V_TH= –5 V và I_DSS= 10 mA.

a) Nếu R_D= 1 K, hãy tìm giá trị V_DDđể cho JFET vẫn ở chế độ bão hòa?

b) Nếu R_D= 1 K, hãy tìm giá trị V_DDđể cho JFET vẫn ở chế độ triode?

c) Nếu V_DD=12V, hãy tìm giá trị R_Dđể cho JFET vẫn ở chế độ bão hòa?

d) Nếu V_DD=12V, hãy tìm giá trị R_Dđể cho JFET vẫn ở chế độ triode?

21. JFET trong hình 13 có I_DSS= 1mA và V_TH= –4V. Cho trước V_DD= V_SS= 5V và R_D= 0, hãy tìm I_Dvà V_S

với:

22. JFET trong hình 14 có I_DSS= 0.25 mA và V_TH= –2V. Biết V_DD= V_SS= 6V, hãy tìm điểm tĩnh Q cho JFET

với: a) R_D= 0 và R_S= 100 K; b) .R_D= 0 và R_S= 10 K; c) R_D= 22 K và R_S= 100 K.

a) I_Q= 0.5mA;

b) I_Q= 2mA

23. Với mạch ở hình 14, JFET có các tham số V_TH= –3.5 V, I_DSS= 18 mA, và V_A= ∞ V. Cho trước V_DD= V_SS

= 15V, I_Q= 8mA và R_D= 0.8K, hãy tìm V_DS.

24. Với mạch ở hình 14, JFET có các tham số V_TH= –3 V, I_DSS= 10 mA, và V_A= ∞ V. Cho trước V_DD= 12V

và V_SS= 0, ta muốn mạch hoạt động như nguồn dòng 5 mA thì phải chọn R_S= ?. Khi đó có yêu cầu gì với R_D?

25. Với mạch ở hình 11 có R₁=150K, R₂=50K, R_D=R_S=2K, I_DSS=4mA, V_TH= –2V và V_DD=12V. Hãy tìm

a) Điểm tĩnh (V_GSQ, I_DQ) và hỗ dẫn g_mcủa nó.

b) Tần số f_Tnếu JFET có C_gs= 20pF và C_gd=5pF.

26. Cho trước N-JFET có I_DSS= 10 mA và V_TH= –4V và giả sử điện áp vào V_INcó độ lớn < 0.1V. Thiết kế

mạch chia áp (cực D được nối với điện trở 1K lên V_INvà cực S được nối xuống đất) chỉnh được bằng điện

áp V_GSvà điện ra V_OUT= V_DS.

a) Hãy tìm biểu thức V_OUT/V_IN.

b) Có thể chỉnh được V_OUT/V_IN= 0.5 không? Giải thích.

DCBD–BTOT–AY1415-S1–trang 3/6

27. Hãy cho biết miền hoạt động của N-EMOS có V_TN= 0.4V nếu người ta đo được các điện thế tại D, G và S

so với đất trong các trường hợp sau:

a) V_D= 2 V, V_G= 0.7 V, và V_S= 0.5 V

b) V_D= 0.5 V, V_G= 1 V, và V_S= 0.5 V

c) V_D= 2 V, V_G= 1.5 V, và V_S= 0.5 V

28. Hãy cho biết miền hoạt động của P-EMOS có V_TP= –0.4V nếu người ta đo được các điện thế tại D, G và S

so với đất trong các trường hợp sau:

a) V_D= 0 V, V_G= 2 V, và V_S= 2 V

b) V_D= 0.3 V, V_G= 0 V, và V_S= 1 V

c) V_D= 3 V, V_G= 0.6 V, và V_S= 2 V

W

29. Tính I_Dvà V_DScủa N-EMOS trong hình 15. Biết MOS có V_TN= 1V và _nC_ox= 0.5 mA/V².

L

Hình 15

Hình 16

Hình 17

30. Tính I_Dvà V_DScủa N-EMOS trong hình 16. Khi EMOS có

W

L

a) V_TN= 4 V và _nC_ox= 2 mA/V²; b) V_TN= 2 V và  C

= 4 mA/V².

n

ox

L

W

31. Tính I_Dvà V_DScủa N-EMOS trong hình 17. Biết EMOS có V_TN= 1V và _nC_ox= 0.5 mA/V².

L

W

32. Tính I_Dvà V_DScủa N-EMOS trong hình 18. Biết EMOS có V_TN= 1V và _nC_ox= 0.5 mA/V².

L

Hình 18

Hình 19

Hình 20

33. Mạch ở hình 19 có V_DD= 10V, R₁= 800K, R₂= 500K, R_D= 4K, R_S= 1K và dùng N-EMOS có

W

V_TN=1V, _nC_ox=100 A/V², và V_A= 200V. Hãy tính điểm tĩnh Q (I_D, V_DS) và V_GScủa N-EMOS này (khi

L

tính I_DQta tính gần đúng với =1/V_A=0) và tìm các tham số g_mvà điện trở ra r_o.

W

34. Xét mạch hình 20 với v_i=0, N-EMOS có V_TN= 2V, _nC_ox= 0.5mA/V², ta muốn có I_D= 0.4mA khi đó

L

phải phân cực V_GGbằng bao nhiêu? Hãy tìm giới hạn điện trở tải của mạch này để cho MOSFET vẫn ở miền

bão hoà với V_GGvừa được tìm ra?

DCBD–BTOT–AY1415-S1–trang 4/6

TD một số câu hỏi trắc nghiệm

W

Câu 35: Hình 21 với N-EMOS có _nC_ox=1000A/V², V_TN=0.7V, V_G=5V và V_D=0.2V. Mạch cho dòng điện

L

e) 4 ĐS trên đều sai

a) I = 840 A

b) I = 800 A

c) I = 760 A d) I = 720 A

Câu 36: Với mạch hình 22, giả sử λ=0, V_TN=0.5V,  C = 2mA/V², M1 vẫn ở miền bão hòa khi W/L có trị số

n

ox

a) > 4.5

e) 4 ĐS trên đều sai

 2  C

b)  1.3

c)  5.2

d)  4.8

Câu 37: Hình 23 là mạch gương dòng điện với M1 và M2 có các tham số:  C

;



_ox_M1



_ox_{M 2}

n

V

_TN,M1=V_TN,M2; _M1=_M2=0. Muốn có I_x=3I_biasthì (W/L)_M2/(W/L)_M1bằng

a) 4 b) 6 c) 3/2 d) 2/3

e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 38: Mạch ở hình 24 có R₁=800K, R₂=500K, R_D=4K, R_S=1K và dùng N-EMOS có V_TN=1V,

W

_nC_ox=2mA/V², và V_A=150V. MOSFET này có g_m(khi tính I_DQcho =0) và điện trở ra r_olà (g_m; r_o)

L

e) 4 ĐS trên đều sai

a) (3.5mS;94.3K) b) (3.2mS;80K) c) (2.85mS;53K) d) (2.52mS;94.34K)

Hình 21

Hình 22

Hình 23

Hình 24

Câu 39: Mạch gương dòng điện ở hình 25 với các BJT có cùng V_BEQ= 0.7V, V_A= ,  = 100 và đặc điểm cấu

tạo giống nhau, chỉ khác về diện tích miền phát của Q₂gấp 2 lần diện tích miền phát của Q₁. Giả sử giá trị R_L

vẫn làm cho Q₂ở chế độ tích cực thuận, V_CC=3V và R_REF=2.3K, khi đó dòng qua R_Llà

a) 1.91mA

b) 1.96mA

c) 2.01mA

d) 2.06mA

e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 40: Với hình 26, người ta đo được các điện thế V_B= 4.3V và V_C= 1V. Từ đó suy ra BJT này có  là

a) 49 b) 50 c) 66 d) 70 e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 41: Hình 27 với R₁=10K, R₂=5K, R_C=R_E=1K, =100, V_CC=15V và V_BE=0.7V. BJT có trị số h_ielà

e) 4 ĐS trên đều sai

a)  601

b)  621

c)  646

d)  692

Câu 42: Hình 27 với R₁=10K,R₂=5K,R_E=1K,=100,V_CC=15V và V_BE=0.7V. BJT vẫn ở tích cực thuận

khi R_C:

e) 4 ĐS trên đều sai

a) < 2255

b) < 2352

c) < 2453

d) < 2557

Câu 43: Mạch ở hình 27 với R₁=10K, R₂=5K, R_C=R_E=1K, =100, V_CC=15V và V_BE=0.7V. Nếu BJT có

C_be=20pF và C_bc=5pF thì tần số cắt f_Tcó trị số là

e) 4 ĐS trên đều sai

a)  32.71MHz b)  30.15MHz c)  28.54MHz d)  26.49MHz

Câu 44: BJT trong hình 28 được phân cực ở chế độ

a) Tắt

b) Tích cực ngược

c) Tích cực thuận

d) Bão hòa

e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 45: Mạch khuếch đại ở hình 29 dùng BJT có V_BEQ=0.7V. Người ta chọn trị số R₁và R₂sao cho V_CE=3V

và I_C=1.5mA khi =150. Nếu =200 thì điểm tĩnh DC mới là (V_CE; I_C)

a) (1V; 2.5mA)

b) (2.5V; 2mA)

c) (2V; 2mA)

d) (2V; 2.5mA)

e) 4 ĐS trên đều sai

DCBD–BTOT–AY1415-S1–trang 5/6

Hình 25

Hình 26

Hình 27

Hình 28

Hình 29

Câu 46: Với hình 30 có R_L= 2K, để JFET được phân cực ở miền bão hòa thì V_DDtối thiểu bằng

a) 11 V b) 9 V c) 7 V d) 5 V e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 47: Với hình 31 có R₁=140K, R₂=60K, R_D=2.7K, R_S=2K, I_DSS=8mA, V_TH= –4V và V_DD=20V;

JFET này làm việc với điểm tĩnh (V_GSQ, I_DQ) có trị xấp xỉ là

a) (-0.8V; 2.65mA) b) (-1.30V; 3.65mA) c) (-1.70V; 4.7mA) d) (-1.5V; 3.68mA) e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 48: Cùng số liệu với câu trên thì JFET trong mạch này có tần số cắt f_Tlà (biết C_gs=20pF và C_gd=2pF)

a) 25.08MHz

b) 22.17MHz

c) 21.34MHz

d) 19.54MHz

e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 49: Xét hình 32, JFET có các tham số V_TH= –3.5 V, I_DSS= 18 mA, và V_A= ∞ V. Khi đó V_DScó giá trị là

a) 7.43 V b) 8.6 V c) –1.17 V d) 1.17 V e) 4 ĐS trên đều sai

Câu 50: JFET trong hình 33 (có R= 1K, I_DSS=20mA và V_TH= –4V) được dùng làm điện trở được điều khiển

bằng áp, ta muốn có tỉ lệ chia áp V_out/V_in= 1/5 thì phải phân cực JFET với V_GSlà

a) –1.2 V

b) –1.6 V

c) –2.0 V

d) –2.4 V

e) 4 ĐS trên đều sai

I

_DSS= 2mA

V_TH= –3V

Hình 30

Hình 31

Hình 32

Hình 33

Câu 51: Một diode ổn áp có điện áp đánh thủng V_BR= –X₁Volt (X₁>0), khi nhiệt độ tăng thì V_BR= –X₂Volt

(0 < X₁< X₂). Từ đó ta suy ra diode này ổn áp dựa trên cơ chế đánh thủng:

a) do nhiệt

b) đường hầm

c) thác lũ

d) Zener

e) cả 4 ĐS trên đều sai

Câu 52: Cho mạch ổn áp ở hình sau với V_S= 8V, R = 50 và Zener có V_Z=5V, I_Zmin=10mA và I_Zmax= 50mA.

Để cho mạch vẫn còn ổn áp thì điện trở tải R_Lphải thuộc dải giá trị:

a) 125 < R_L< 250

d) 100  < R_L< 500

b) 125 < R_L< 500

e) cả 4 ĐS trên đều sai

c) 100  < R_L< 250

DCBD–BTOT–AY1415-S1–trang 6/6

Bài tập ôn thi môn Dụng cụ bán dẫn - Hồ Trung Mỹ