2. c 3. Đ 4. B 5. D Nguy ên tắc điện tử P hiên bản thứ t ám Chương 1 Giới thiệu TỰ KIỂM TRA 1. 7 . Đ B 1 19 3. .B c 6. d 8 . P hc9 ầ. B 1n 0 . Đ 1 1 . M ộ t 1 2 . Đ 1 1 20 4. .C d 1 21 5. .B B 1 22 6. .B B 1 23 7. c . M ộ t 1 8 . B CÂU HỎI PHỎNG VẤN XIN VIỆC Lưu ý: Văn bản và hình minh họa bao gồm nhiều câu hỏi phỏng vấn xin việc một cách chi tiết. Câu trả lời chỉ được đưa ra cho các câu hỏiphỏng vấn xin việc khi văn bản không đủ thông tin. 2. Nó phụ thuộc vào mức độ chính xác của tính toán của bạn. Nếu độ chính xác 1 phần trăm là đủ, bạn nên bao gồm điện trở nguồn bất cứ khi nào nó lớn hơn 1 phần trăm điện trở tải. 5. Đo điện áp tải hở để lấy điện áp Thevenin V TH. Để có được điện trở Thevenin, giảm tất cả các nguồn xuống 0 và đo điện trở giữa các cực AB đểcó được RTH.. Nếu điều này là không thể, hãy đo điện áp V L trên điện trở tải và tính dòng tải I L. Sau đó chia V TH – V L bởi I L để R TH . 6. Ưu điểm của nguồn điện áp 50 Ω so với nguồn điện áp 600 Ω là khả năng trở thành nguồn điện áp cứng xuống thấp hơn tải trọng điện trở giá trị. Tải phải lớn hơn 100 so với điện trở trong để nguồn điện áp được kết hợp cứng. 7. Biểu thức ampe quay lạnh đề cập đến lượng dòng điện mà pin ô tô có thể cung cấp trong thời tiết đóng băng khi cần thiết nhất. Điều hạn chế dòng điện thực tế là điện trở Thevenin gây ra bởi các thông số hóa học và vật lý bên trong pin, chưa kể đến chất lượng của các kết nối bên ngoài. 8. Nó có nghĩa là điện trở tải không lớn so vớiđiện trở Thevenin , do đó tồn tại một dòng tải lớn. 9. Lý tưởng. Bởi vì những rắc rối thường tạo ra những thay đổi lớn về điện áp và dòng điện, do đó xấp xỉ lý tưởng là đủ cho hầu hết các rắc rối. 10. Bạn không nên suy luận gì từ việc đọc chỉ 5 phần trăm từ giá trị lý tưởng . Sự cố mạch thực tế thường sẽ gây ra những thay đổi lớn về điện áp mạch . Những thay đổi nhỏ có thể là kết quả của các biến thể thành phần vẫn nằm trong dung sai cho phép. 11. Một trong hai có thể đơn giản hóa việc phân tích, tiết kiệm thời gian khi tính toán dòng tải cho một số điện trở tải và cho Chúng tôi hiểu rõ hơn về những thay đổi về điện trở tải ảnh hưởng đến điện áp tải . 112. Thường dễ dàng đo điện áp hở mạch và dòng tải 1 ngắn. Bằng cách sử dụng điện trở tải và đo điện áp dưới tải, thật dễ dàng để tính toán điệntrở Thevenin hoặc Norton . tô sẽ có vẻ cứng đối với các giá trị chịu tải ≥ 4 Ω. 1-1 VẤN ĐỀ 1-1. Được đưa ra: V = 12 V "Bản quyền © McGraw-Hill Education. Cần có sự cho phép để sao chép hoặc trưng bày." RS = 0, 1 Ω Giải pháp: R L = 100RS RL = 100 (0,1 Ω) RL = 10 Ω Trả lời: Nguồn điện áp sẽ xuất hiện cứng đối với các giá trị điện trở tải ≥1 0 Ω. 1-2. Được đưa ra: RLphút = 270 Ω RLtối đa = 100 kΩ Giải pháp: R S < 0,01 RL ( Eq. 1-1) RS < 0.01(270 Ω) RS < 2.7 Ω Trả lời: Điện trở bê n trong lớn nhất mà nguồn có thể cólà 2,7 Ω. 1-3. Đã cho: RS = 50 Ω Giải pháp: R L = 100RS RL = 100 (50 Ω) RL = 5 kΩ Trả lời: Bộ tạo chức năng sẽ xuất hiện cứng đối vớicác giá trị chịu tải ≥ 5 kΩ. 1-4. Đã cho: RS = 0,04 Ω Giải pháp: R L = 100RS RL = 100 (0,04 Ω) 12 RL = 4 Ω Trả lời: Ắc quy ô 1-5. Đã cho: RS = 0,05 Ω I=2A Giải pháp: V = IR (định luật Ohm) V = (2 A)(0,05 Ω) V = 0,1 V Trả lời: Điện áp giảm trên điện trởtrong là 0,1 V. 1-6. Đã cho: V = 9 V= RS = 0,4 Ω Giải pháp: I = V/R (định luật Ohm) I = (9 V)/ (0,4 Ω) I = 22,5 A Trả lời: Dòng tải là 22,5 A. 1-7. Được đưa ra: IS = 10 mA RS = 10 m Ω Giải pháp: R L = 0, 01 RS rl = 0,01(10 mΩ) RL = 100 kΩ Trả lời: Nguồn hiện tại sẽ xuất hiện cứng cho khả năng chịu tải≤ 100 kΩ. 1-8. Được đưa ra: RLphút = 270 Ω RLtối đa = 100 kΩ Giải pháp: R S > 100 RL (Eq. 1-3) RS > 100 (100 kΩ) RS > 10 mΩ Trả lời: Điện trở trong của nguồn lớnhơn 10 MΩ. 1-9. Đã cho: RS = 100 kΩ Giải pháp: R L = 0,01RS (Eq. 1-4) RL = 0,01(100 kΩ) RL = 1 kΩ Trả lời: Khả năng chịu tải tối đa để nguồn hiện tại xuất hiệncứng là 1 kΩ. 1-10. Đã cho: nlà 2 kΩ. Giải pháp: R L = 0,01RS (Eq. 1-4) RL = 0,01(250 kΩ) RL = 2, 5 kΩ 36 V I L = IT [(R S)/(R S + R L ))] ( Công thức chia hiện tại) IL = 5 mA [(250 k Ω)/(250 k Ω + 10 )/ k Ω )] IL = 4,80 mA Trả lời: Dòng tả i là 4,80 mA và không, nguồ n hiện tại không cứng vì điện trở tải khôn g nhỏ hơnho ặc bằng 2,5 kΩ. 36 V 1-12. Giải pháp: VTH = VR2 · V R 2 = VS[(R 2)/(R 1 + )] R2 )] (C ông thức chia điện áp) V R2 = 36 V[(3 k Ω)/(6 k Ω + 3 k Ω)/ )] V R2 = 12 V R TH = [R 1 R 2 / R 1 + R2] (Công thức điện trở song song) RTH = [(6 k Ω)(3 k Ω)/(6 k Ω + 3 k Ω )] RTH = 2 kΩ (a) Mạch tìm VTH trong Prob. 1-12. (b) Mạch tìmR TH trong Prob. 1-12. 1-13. Được đưa ra: V = 12 V I S = 20 mA R S = 200 k Ω RL = = 0 Ω Giải pháp: R = 0,01 R TH RTH = 2 kΩ Giải pháp: I = V/R (định luật Ohm) I = V TH // (R TH + RL) LS Tôi0 Ω = 12 V/(2 k Ω + 0 Ω) = 6 mA RL = 0,01 (200 kΩ) RL = 2 kΩ Trả lời: Điện áp Thevenin là 12 V và điện trở Theveni Trả lời: Vì 0 Ω nhỏ hơn khả năng phục hồi tải tối đa là 2 k Ω, appea nguồn hiện tại bị cứng; do đó dòng điện là 20 mA. 1-11. Đã cho: I = 5 mA RS = 250 kΩ 13 RL = 10 kΩ = = I6k Ω = 12 V/(2 k Ω + 6 k Ω ) = = 1,5 mA Đáp án: 0 Ω 6 mA; 1 kΩ, 4 mA; 2 kΩ, 3mA; 3 kΩ, I 1k Ω= 12 V/( 2k Ω +1 k Ω) =4 mA I 2k Ω =1 2 V/( 2k Ω +/ 2 kΩ )= 2,4 mA; 4 kΩ, 2 mA; 5 kΩ, 1,7 mA; 6 kΩ, 1,5 mA. RTH Mạch tương đương Thevenin cho Prob. 1-13. 1-14. Đã cho: Giải pháp: R N = RTH (Eq. 1-10) RTH = 10 kΩ IN = V TH // RTH (Eq. 1-12) =3 mA I3k VTH = I N RN Ω) = 12 V/( 2k Ω +3 k Ω) = 2, 4m A I4k Ω =1 2V //( 2k Ω +4 Đáp án: R TH = 10 k Ω và V TH = 100 V k Ω) )= 2 mA I5kΩ = 12 V/ (2 k Ω+ 5k Ω) = 1,7 1mA 4)+/ VTH = (10 mA)(10 kΩ) V TH = 100 V V S = 18 V RTH R1 = 6 kΩ R2 = 3 kΩ Giải pháp: VTH = VR2 · V R 2 = VS[(R 2)/(R 1 + )] R2 )] (Công thức chia điện áp) V R2 = 18 V[(3 k Ω)/(6 k Ω + 3 k Ω)/ )] V R2 = 6 V R TH = [(R 1 × R 2)/(R 1 + R 2)] (Công thức điện trở song song )] ) RTH = [(6 k Ω × 3 k Ω)/(6 k Ω + 3 )/ kΩ )] RTH = 2 kΩ Trả lời: Điện áp Thevenin giảm xuống 6 V và điện trở Thevenin không thay đổi. 1-15. Đã cho: V S = 36 V R 1 = 12 k Ω R2 = = 6 kΩ Solution: VTH = VR2 VR2 = VS[(R2)/(R1 + R2)] (Voltage divider formula) VR2 = 36 V[(6 IN = 10 mA kΩ)/(12 kΩ + RN = 10 kΩ 6 kΩ)] VR2 = 12 V RTH = [(R1R2)/ (R1 + R2)] (Par allel resistance formula) RTH = [(12 kΩ )(6 kΩ)/(12 k Ω + 6 kΩ)] RTH = 4 kΩ Answer: The Thevenin volt age is unchan ged, and theT hevenin resistance doubles. Thevenin circuit for Prob. 1-17. 1-18. Given (from Prob. 112):VTH = 12 V RTH = 2 kΩ Solution: RN = RTH (Eq. 1-10) RN = 2 kΩ 1-16. Given: VTH = 12 V IN = VTH/RTH (Eq. 1-12) IN = 12 V/2 kΩ RTH = 3 kΩ IN = 6 mA Solution: Answer: RN = 2 kΩ, and IN = 6 mA R N = R T H R N = 3 k Ω IN = VTH/RTH IN = 12 V/3 k Norton circuit for Prob. 1-18. 1-19. Shorted, which would cause load resistor to be connectedacross the voltage source seeing all of the voltage. 120. a. R1 is open, preventing any of the voltage from reachi ngthe load resistor. b. R2 is shorted, making its voltage dro pzero. Since the load resistor is in parallel with R2, its voltage drop would also be zero. 1-21. The battery or interconnecting wiring. 1-22. RTH = 2 kΩ Solution: Ω RMeter = 100RTH RMeter IN = 4 mA = 100(2 kΩ)RMeter = Answer: IN = 4 mA, and RN = 3 kΩ 200 kΩ Answer: The meter will not load down the circuit if themet er impedance is ≥ 200 kΩ. CRITICAL THINKING 1-23. Given: VS = 12 V IS = 150 A Norton circuit for Pr ob. 1-16. 1-17. Given: Solution: RS = (VS)/(IS) RS = (12 V)/(150 A) RS = 80 mΩ 15 Answer: The value for R1 and R2 is 1 kΩ. Another possible solution is R1 = R2 = 4 kΩ. Note: The criteria willbe satisfied for any resistance value up to 4 kΩ and when both resistors are the same value. Answer: If an ideal 1 2 V voltage source i s shorted andprovide s 150 A, the internal resistance is 80 mΩ. 1-31. Given: VS = 30 V VL = 10 V RL > 1 1-24. Given: MΩ V RS < 0.01RL (since the voltage source must be stiff) (Eq. 1-1) Solution: RS < 0.01RL S = 1 0 RS < 0.01(1 MΩ) V Since the Thevenin equivalent resistance would be the series resistance, RTH < 10 kΩ. RS < 10 kΩ V L Assume a value for one of the resistors. Since the Theve nin resistance is limited to 1 kΩ, pick a value = less than 10 kΩ. Assume R2 = 5 kΩ. VL = VS[R2/(R1 + R2)] (Voltage divider formula) 9 V source is not stiff since RS R L = S ≮ 0.01 RL. 7 5 Ω R1 = [(VS)(R2)/VL] – R2 R1 = [(30 V)(5 kΩ)/(10 V)] – 5 kΩ Solution: VS = VRS + VL (Kirch hoff’s law) VRS = VS – VL VRS = 10 V – 9 V VRS = 1 V IRS = IL = VL/RL (O hm’s law) IRS = 9 V/75 Ω 1-26. Answer: Disconnect the load resistor, turn the internal voltage and current sources to zero, and measure the resistance. 1-27. Answer: Thevenin’s theorem makes it much easier to solve problems where there could be many values of a resistor. RS = VRS/IRS (Ohm’s 1-28. Answer: To find the Thevenin voltage, disconnect the loadresistor and measure the voltage. To find the Thevenin resistance, disconnect the battery and the load resistor, short the battery terminals, and measure the resistance at the load terminals. law) RS = 8.33 Ω 1-29. Given: RL = 1 kΩ IRS = 120 mA RS < 0.01 RL (Eq. 11) 8.33 Ω < 0.01(75 Ω) 8.33 Ω ≮ 0.75 Ω 16 1-25. Answer: Disconnect the resistor and measure the voltage. Answer: a. The intern al resistance (R ) is 8. 33 Ω. b. The I = 1 mA Solution: RS > 100RL RS > 100(1 kΩ) RL > 100 kΩ V = IR V = (1 mA)(100 kΩ) V = 100 V Answer: A 100 V bat tery in series with a 100 kΩ resistor. 1-30. Given: VS = 30 V R1 = 10 kΩ voltage. Next, connect a resistor across the terminals. Next, measure the voltage across the resistor. Then, calculate the current through the load resistor. Then, subtract the load voltage from the Theve- nin voltage. Then, divide the difference voltage by the current. The result is the Thevenin resistance. 1-34. Solution: Thevenize the circuit. There should be a Thevenin voltage of 0.148 V and a resistance of 6 kΩ. RTH = R1R2/(R1 + R2 ) RTH = [(10 kΩ)(5 kΩ )]/(10 kΩ + 5 kΩ) VL = 15 V RTH < 2 kΩ RTH = 3.33 kΩ Solution: Assume a value for one of the resistors. Since the Thevenin resistance is limited to 2 kΩ, pick a Since RTH is onethird of 10 kΩ, we c value less than 2 kΩ. Assume R2 = 1 kΩ. an use R1 and R2 values that are three times larger. R1 = [(VS)(R2)/VL] – R2 VL = VS[R2/(R1 + R2)] (Voltage divider formula) R1 = [(30 V)(1 kΩ)/(15 V)] – 1 kΩ Answer: R1 = 30 kΩ R1 = 1 kΩ R2 = 15 kΩ RTH = [(1 kΩ)(1 kΩ)]/(1 kΩ + 1 kΩ) Note: The criteria wil l be satisfied as long as R1 is twice R2 and R2 is not greater than 15 kΩ. RTH = 500 Ω 1-32. Answer: First, measure the voltage across the terminals. Th is is the Thevenin voltage. Next, connect the ammeter to the battery terminals— measure the current. Next, use the values above to find the total resistance. Finally, subtr act the internal resistance of the ammeter from this result. Th is is the Thevenin resistance. 1-33. Answer: First, measure the voltage across the terminals. Th is is the Thevenin RTH = (R1R2/R1 + R2) IL = VTH/(RTH + RL) IL = 0.148 V/(6 kΩ + 0) IL = 24.7 μA IL = 0.148 V/(6 kΩ + 1 kΩ) IL = 21.1 μA IL = 0.148 V/(6 kΩ + 2 kΩ) IL = 18.5 μA IL = 0.148 V/(6 kΩ + 3 kΩ) IL = 16.4 μA Answer: 0, IL = 24.7 μA; 1 kΩ, IL = 21.1 μA; 2 kΩ, IL = 18.5 μA; 3 kΩ, IL = 16.4 μA; 4 kΩ, IL = 14.8 μA; 5 k Ω, IL = 13.5 μA; 6 kΩ, IL = 12.3 μA. 1-35. Trouble: 1: R1 shorted 2: R1 open or R2 shorted3 : R3 open 4: R3 shorted 5: R2 open or open at point C6: R4 open or open at point 17 D 9. Holes do not flow in a conductor. Conductors allow current flow by virtue of their single outer-shell electron, which is loosely held. When holes reach the end of a semiconductor, they are filled by the conductor’s outer-shell electrons enter-ing at that point. 11. Because the recombination at the junction allows holes and free electrons to flow continuously through the diode. 7 : O p e n PROBLEMS 2-1. –2 a t 2-2. –3 2-3. a. Semiconductor b. Conductor c. Semiconductor d. Conductor p o i n t E 8: R4 shorted c. p-type 1-36. R1 shorted 1-37. R2 open 138. No supply voltag e 1-39. R4 open 1-40. R2 shorted Chapter 2 Semiconduct ors SELF-TEST 1. d 2. a 3. b 4. b 5. d 6. c 7. b 8. b 9. c 10. a 11. c 12. c 13. b 14. b 18 15 2 . a 9. 16 3 . b 0. 17 3 . d 1. 18 3 . d 2. 19 3 . a 3. 20 3 . a 4. 21 3 . d 5. 22 3 . a 6. 23 3 . a 7. 24 3 . a 8. 25 3 . d 9. 26 4 . b 0. 27 4 . b 1. 28 .a d4 2. c4 3. a4 4. a4 5. b4 6. a4 7. b4 8. c4 9. c5 0. a5 1. b5 2. a5 3. b5 4. b b c a c d a a d c b d b JOB INTERVIEW Q UESTIONS 4)ΔV = (–2 mV/°C)(75°C – d . 25°C) ΔV = –100 mV Vnew = Vold + IL = 0.148 V/(6 kΩ + 4 kΩ)24. IL = 14.8 μA 2IL = 0.148 V/(6 kΩ + 5 kΩ)5. IL = 13.5 μA ΔV Vnew = 0.7 V – 500,000 free 0.1 V electrons Vnew = 0.6 V a. 5 mA Answer: b. 5 mA The barrier potential is 0.75 V at 0°C and V at 75°C. c.0.6 5 mA 2-8. Given: IL = 0.148 V/(6 kΩ + 6 kΩ)2- a. p-type IS n-type = 10 nA at 25°C 6. b. IL = 12.3 μA Tmin = 0°C – 75°C Tmax = 75°C n-type e. p-type Solution: IS(new) = 2(ΔT/10)IS(old) (Eq. 2-5) 2-7. Given: Barrier potential at 25°C is 0.7 V IS(new) = 2[(0°C – 25°C)/10]10 nA IS(new) = 1.77 nA IS(new) = 2(ΔT/10) IS(old) (Eq. 2-5) Tmin = 25°C IS(new) = 2[(75°C – 25°C)/10)] 10 nA Tmin = 75°C IS(new) = 320 nA Solution: ΔV = (– Answer: The saturation current is 1.77 nA at 0°C and3 2 mV/°C) ΔT (E q. 2-4) ΔV = (– 20 nA at 75°C. 2-9. Given: ISL = 10 nA with a reverse voltage of 10 VNe 2 mV/°C)(0°C – w reverse voltage = 100 V 25°C) Solution: RSL = VR/ISL ΔV = 50 mV Vnew = Vold + ΔV RSL = 10 V/10 nA Vnew = 0.7 V + 0.05 V Vnew = 0.75 V RSL = 1000 MΩ ISL = VR/RSL ISL = 100 V/1000 MΩ Δ V ISL = 100 nA Answer: 100 nA. = ( – 2 m V / ° C ) Δ T ( E q . 2 - 2-10. Answer: Saturation current is 0.53 μA, and surface-leakage current is 4.47 μA at 25°C. 211. Reduce the saturation current, and minimize the RC tim econstants. 2-12. R1 = 25 Ω 2-13. R1 open 2-14. D1 shorted 2-15. D1 open 2-16. V1 = 0 V Chapter 3 Diode Theory SELF-TEST 1. b 7. c 13. a 18. b 2. b 8. c 14. d 19. a 3. c 9. a 15. a 20. b 19 I = 6 V/220 Ω 4. d 10. a 16. c 21. a 5. a 11. b 17. b 22. c 6. b 12. b I = 27.27 mA Since it is a series circuit, the current flowing through thediode is the same as the current through the resistor. JOB INTERVIEW QUEST IONS 4. If you have a data sheet, look up the maximum current rat- ing and the breakdown voltage. Then, check the schematic diagram to see whether the ratings are adequate. If they are, check the circuit wiring. 7. Measure the voltage acro ss a resistor in series wit h the diode.Then, divide the voltage by the resistance. 8. With the power off, check the back-tofront ratio of the diodewi th an ohmmeter or use the diode test function on a DMM.If it is high, the diode is OK. If it is not high, disconnect oneend of the diode and recheck the back-tofront ratio. If the ratio is now high, the diode is probably OK. If you are still suspicious of the diode for any reason, the ultimate test is toreplace it with a known good one. 10. Connect a diode in series between the alternator and the battery for the recreational vehicle. The diode arrow points from the alternator to the RV battery. This way, the alternator can charge the v ehicle battery. When th e engine isoff, the diode is open, preventing the RV battery from dischar ging. 11. Use a voltmeter or oscillo scope for a diode in the c ircuit. Usean ohmmeter, DMM or curve tracer when the diode is out ofthe circuit. PROBLEMS 3-1. Given: R = 220 Ω 110 V=6V Solution: I = V/R Answer: 27.27 mA 3-2. Given: 3-3. Given: VD1 = 0.75 V V D2 = 0.8 V ID1 = 400 m A Solution: Since the diodes are in series, the currentthrough each is the same. Answer: 400 mA 3-4. Given: VS = 20 V VD = 0 V RL = 1 k Ω Solution: VS = VD + VL (Kirchhoff’s law)20 V = 0 V + VL VL = 20 V IL = VL/RL (Ohm’s law) IL = 20 V/1 kΩ IL = 20 mA PL = (IL)(VL) PL = (20 mA)(20 V) PL = 400 mW PD = (ID)(VD) PD = (20 mA)(0 V) PD = 0 mW PT = PD + PL PT = 0 mW + 400 mW PT = 400 mW Answer: IL = 20 mA VL = 20 V PL = 400 mW PD = 0 mW P T = 400 mW 3-5. Given: VS = 20 V VD = 0 V RL = 2 k Ω Solution: IL = VL/RL (Ohm’s law) IL = 20 V/2 kΩ IL = 10 mA Answer: 10 mA 3-6. Given: V S = VLVL = 12 V IL = VL/RL (Ohm’s law) IL = 12 V/470 Ω IL = 25.5 mA PL = (VL)(IL) PL = (12 V) (25.5 mA) PL = 306 mW 1 2 V V D = 0 V R L = 4 7 0 Ω Solution: VS = VD + VL (Kirchh off’s law) VD = 0.7 V ID = 100 mA Solution: P = VI P = (0.7 V)(100 mA ) P = 70 mW Answer: 70 mW 1 2 V = 0 V + 111