›
›

Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Duy Nhật Viễn

pdf 52 trang ngocly 110
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Duy Nhật Viễn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_ky_thuat_dien_tu_nguyen_duy_nhat_vien.pdf

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

  1. Nidung  Chương1:Mđu. KK thuthutt điđinn tt  Chương2:Diodevà ngdng.  Chương3:BJTvà ngdng.  Chương4:OPAMPvà ngdng. Nguyn Duy Nht Vin  Chương5:K thutxungcơbn.  Chương6:K thutscơbn. Ni dung  Lchs pháttrin ChươngChương 11  Cáclinhkinđint thơngdng  Linhkinthđng MM đđuu  Linhkintíchcc  Linhkinquangđint  ðináp,dịngđinvà cácđnhlutcơbn  ðinápvàdịngđin  Ngunápvà ngundịng  ðnhlutOhm  ðnhlutđinápKirchoff  ðnhlutdịngđinKirchoff
  2. Lch s phát trin  1884,ThomasEdisonphát minh ra đèn đin t  1948,Transistorra đi M,1950,ng dng LinhLinh kikinn điđinn tt transistortrong các h thng,thit b. thơngthơng ddngng  1960,mch tích hp (IntegratedCircuit)ra đi.  1970,Tích hp mt đ cao  MSI(MediumSemiconductorIC)  LSI(LargeSemiconductorIC)  VLSI(VeryLargeSemiconductorIC) ðin tr  Linh kin cĩ kh năng cn tr dịng đin LinhLinh kikinn thth đđngng  Ký hiu: TrthưngBintr  ðơn v:Ohm(). 1k =103 . 1M=106 .
  3. ðin tr T đin  Linh kin cĩ kh năng tích t đin năng.  Ký hiu:  ðơn v Fara (F)  1F=106F.  1nF=109F.  1pF=1012F. T đin Cun cm  Linh kin cĩ kh năng tích lũy năng lưng t trưng.  Ký hiu:  ðơn v:Henry(H) 1mH=103H.
  4. Bin áp Bin áp  Linh kin thay đi đin áp  Bin áp cách ly  Bin áp t ngu Diode  Linh kin đưc cu thành t 2lp bán dn tip xúc cơng LinhLinh kikinn ttííchch cccc ngh  Diod chnh lưu  Diodetách sĩng  Dioden áp (diodeZener)  Diode bin dung (diode varicap hoc varactor)  Diodehm (diodeTunnel)
  5. Transistorlưng cc BJT  BJT (Bipolar Junction Transistor) LinhLinh kikinn quangquang  Linh kin đưc cu thành t 3 lp bán điđinn tt dn tip xúc liên tip nhau.  Hai loi:  NPN  PNP Linh kin thu quang Linh kin phát quang  Quang tr:  Diode phát quang (Led : Light Emitting  Quang diode Diode)  Quang transistor  LED7đan
  6. ðin áp và dịng đin  ðin áp: ðin áp,dịng đin và Hiu đin th gia hai đim khác nhau trong mch đin. các đnh lut cơ bn Trong mch thưng chn mt đim làm đim chung đ sosánh các đin áp vi nhau gi là massehaylà đt (thưng chn là 0V). ðin áp gia hai đim Avà Btrong mch đưc xác đnh:UAB=VAVB. Vi VA và VB là đin th đim Avà đim Bso vi masse. ðơn v đin áp:Volt(V). ðin áp và dịng đin Ngun áp và ngun dịng  Dịng đin:  Ngun áp Dịng dch chuyn cĩ hưng ca các ht mang đin trong vt cht.  Ngun dịng Chiu dịng đin t nơi cĩ đin th cao đn nơi cĩ đin th thp.  Chiu dịng đin ngưc vi chiu dch chuyn ðnh lý Thevenin &Norton ca đin t. ðơn v dịng đin:Ampere(A).
  7. ðnh lut Ohm ðnh lut đin áp Kirchoff  Mi quan h tuyn  Kirchoff’s VoltageLaw(KVL): tính gia đin áp và  Tng đin áp các nhánh trong dịng đin: vịng bng 0.  U=I.R  ΣΣΣV=0. Georg Ohm Gustav Kirchoff ðnh lut dịng đin Kirchoff  Kirchoff’s CurrentLaw(KCL):  Tng dịng đin ti mt nút bng 0.  ΣΣΣI=0.
  8. ChươngChương 22 KK thuthutt điđinn tt DiodeDiodevvàà ngng ddngng Nguyn Duy Nht Vin Nidung  Chtbándn  Diode ChChtbtbáándndnn  ðctuyntĩnhvà cácthams cadiode  B ngun1chiu
  9. Cht bán dn Cht bán dn  Khái nim Chtdnđin Chtbándn Chtcáchđin  Vt cht đưc chia thành 3loi da trên ðintr sutρ 106÷104cm 106÷104cm 106÷104cm đin tr sut ρ: T0 ↑ ρ↑ ρ↓ ρ↓ Cht dn đin Cht bán dn Cht cách đin  Dịng đin là dịng dch chuyn ca các ht mang đin  Tính dn đin ca vt cht cĩ th thay đi theo mt s thơng s ca mơi trưng như  Vt cht đưc cu thành bi các ht mang đin: nhit đ,đ m,áp sut  Ht nhân (đin tích dương)  ðin t (đin tích âm) Cht bán dn Cht bán dn  Gm các lp:  Giãn đ năng lưng ca vt cht  Vùng hĩa tr:Liên kt hĩa tr gia đin t và ht nhân.  K:2;L:8;M:8,18;N:8,18,32  Vùng t do:ðin t liên kt yu vi ht nhân,cĩ th di chuyn.  Vùng cm:Là vùng trung gian,hàng rào năng lưng đ chuyn đin t t vùng hĩa tr sangvùng t do 18 2 8
  10. Cht bán dn thun Cht bán dn thun  Hai cht bán dn đin hình  Ge:Germanium Si Si Si  Si:Silicium  Là các cht thuc nhĩm IVtrong bng tun hồn Mendeleev. Si Si Si  Cĩ 4đin t lp ngồi cùng  Các nguyên t liên kt vi nhau thành mng tinh th bng các đin t lp ngồi cùng. Si Si Si Gin:mtđđint,p:  S đin t lp ngồi cùng là 8electrondùng mtđ l trng chung CutrúctinhthcaSi Chtbándnthun:n=p. Cht bán dn tp Cht bán dn tp  Cht bán dn tp loi N:  Cht bán dn tp loi P:  Pha thêm cht thuc nhĩm Vtrong bng tun hồn Mendeleev  Pha thêm cht thuc nhĩm IIItrong bng tun hồn Mendeleev vao cht bán dn thun,ví d Phospho vào Si. vao cht bán dn thun,ví d Bovào Si.  Nguyên t tp cht tha 1elp ngồi cùng liên kt yu vi ht  Nguyên t tp cht thiu 1elp ngồi cùng nên xut hin mt l nhân,d dàng b ionhĩa nh mt năng lưng yu trng liên kt yu vi ht nhân,d dàng b ionhĩa nh mt năng  n>p lưng yu  p>n Si Si Si Si Si Si Si P Si Si Bo Si Si Si Si Si Si Si
  11. Cu to  Cho hai lp bán dn loi Pvà Ntip xúc DiodeDiode cơng ngh vi nhau,ta đưc mt diode. P N D1 ANODE CATHODE DIODE ChưaChưa phânphân cccc chocho diodediode Phân cc ngưc cho diode E  Âm ngun thu hút ht mang  Hin tưng khuch tán đin tích dương (l trng) các e t N vào các l  Dương ngun thu hút các ht mang đin tích âm (đin t) trng trong P vùng rng  Vùng trng càng ln hơn. khong 100m.  Gn đúng: Khơng cĩ dịng Ing đin qua diode khi phân cc  ðin trưng ngưc t N ngưc. e E sang P to ra mt hàng  Ngun 1chiu to đin trưng rào đin th là Utx.  Dịng đin này là dịng đin Enhư hình v.  Ge:U =V ~0.3V ca các ht thiu s gi là tx γ  ðin trưng này hút các đin dịng trơi.  Si:Utx=Vγ~0.6V t t âm ngun quaP,quaN  Giá tr dịng đin rt bé. v dương ngun sinh dịng đin theo hưng ngưc li
  12. Phân cc thun cho diode Dịng đin quadiode E  Âm ngun thu hút ht mang  đin tích dương (l trng) Dịng ca các ht mang đin đa s là dịng  Dương ngun thu hút các ht khuch tán Id,cĩ giá tr ln. mang đin tích âm (đin t) qU/kT  Id=Ise .  Vùng trng bin mt.  Vi e  ðin tích:q=1,6.1019C. Ith  Hng s Bolzmal:k=1,38.1023J/K.  Nhit đ tuyt đi:T(0K).  ðin áp trên diode:U.  Ngun 1chiu to đin trưng  Dịng đin này là dịng đin  Dịng đin ngưc bão hịa:I ch ph thuc nng đ tp cht, Enhư hình v. ca các ht đa s gi là dịng S cu to các lp bán dn mà khơng ph thuc U (xem như  ðin trưng này hút các đin khuch tán. hng s). t t âm ngun quaP,quaN  Giá tr dịng đin ln. v dương ngun sinh dịng đin theo hưng ngưc li Dịng đin quadiode Dịng đin quadiode  Dịng ca các ht mang đin thiu s là dịng  Khi phân cc cho diode(I,U≠0): trơi,dịng rị Ig,cĩ giá tr bé. qU/kT I=Is(e 1). (*)  Vy: 0  Gi đin áp trên 2cc ca diodelà U.  Gi UT=kT/q là th nhit thì 300 K,ta cĩ  Dịng đin tng cng quadiodelà: UT~25.5mV.  I=Id+Ig. U/UT I=Is(e 1). ( )  Khi chưa phân cc cho diode(I=0,U=0): (*)hay( )gi là phương trình đc tuyn ca  I eq0/kT I =0. S + g diode.  =>Ig=IS.
  13. ðc tuyn tĩnh ca diode Ith(mA) B’ B  Phương trình đc ðctuyntĩnhvà các tuyn VoltAmpe ca diode: A’ A thams cadiode qU/kT 5  I=Is(e 1) Ung(V) Uth(V) ðonAB(A’B’):phânccthun, 0.5 UgnnhưkhơngđikhiIthay C C’ đi. Ge:U~0.3V D D’ Si:U~0.6V. Ing( ðonlàmviccadiodechnh ðonCD(C’D’):phânccngưc, lưu UgnnhưkhơngđikhiIthayđi. ðonlàmviccadiodezener Các tham s ca diode  ðin tr mt chiu:Ro=U/I.  Rth~100500.  R ~10k3M. ng BB ngungunn 11chichiuu  ðin tr xoay chiu:rd=δU/δI.  rdng>>rdth  Tn s gii hn:fmax.  Diodetn s cao,diodetn s thp.  Dịng đin ti đa:IAcf  Diodecơng sut cao,trung bình,thp.  H s chnh lưu:Kcl=Ith/Ing=Rng/Rth.  Kcl càng ln thì diodechnh lưu càng tt.
  14. Sơ đ khi Chnh lưu bán kỳ  V0=0,vs<VD0.  V0=(vsVD0)R/(R+rD). Chnh lưu tồn kỳ Chnh lưu cu
  15. Mch lc t C n áp bng diodezener
  16. ChươngChương 33 KK thuthutt điđinn tt BJTBJTvvàà ngng ddngng Nguyn Duy Nht Vin Nidung  CutoBJT  Cácthams caBJT CCututoBJToBJT  PhânccchoBJT  MchkhuchđidùngBJT  Phươngphápghépcáctngkhuchđi  Mchkhuchđicơngsut
  17. BJT(BipolarJunctionTransistors) Hai loi BJT  Cho 3lp bán dn tip xúc cơng ngh liên tip nhau. NPN PNP  Các cc E:Emitter,B:Base,C:Collector.  ðin áp gia các cc dùng đ điu khin dịng E n p n C E p n p C đin. Cu to C Cu to C B B B B Ký hiu Ký hiu E E Nguyên lý hot đng Nguyên lý hot đng  T hình v:  Xét BJTNPN E=EE+EC  IE =IB +IC E E E C  ðnh nghĩa h s truyn đt dịng đin:  α =I /I IE C E. IC N P N  ðnh nghĩa h s khuch đi dịng đin:  β =IC /IB.  Như vy,  β =I /(I –I )=α /(1 α); I C E C RE B RC  α =β/(β+1).  Dođĩ,  IC =α IE; EE EC  IB =(1α)IE;  β≈ 100vi các BJTcơng sut nh.
  18. Chiu dịng,áp ca các BJT Ví d IE IC I I  Cho BJTnhư hình v. C - V + E C E CE + VEC -  Vi IB=50 A,IC=1mA C E C + I - -  Tìm:IE,β và α _ VCB IC + + VBE I VBC V V IB B EB IB CB  Gii: B + + - -  IE=IB+IC=0.05mA +1mA =1.05mA B B + V  =IC/IB=1mA /0.05mA =20 _ BE IE  α =IC/IE=1mA /1.05mA =0.95238 npn pnp  α cịn cĩ th tính theo β. E  α =β =20=0.95238 IE = IB + IC IE = IB + IC  β +121 VCE = -VBC + VBE VEC = VEB - VCB ðc tuyn tĩnh ca BJT IC Vùng bão hịa mA I C CCáácthamscthams ccaa Vùng tích IB UCE R cc A Q V C BJTBJT I RB B Vùng ct I =0 U EB EC B CE  Gi giá tr IB khơng đi,thay đi EC,xác đnh IC,ta cĩ:  IC=f(UCE) IB=const
  19. BJTnhưmtmng4cc Thams tr khángzik  XétBJTNPN,mctheokiuEC  Hphươngtrình:  z11: Tr kháng vào ca  U =z I +z I . BJTkhih mchngõra. 2 1 11 1 12 2  U =z I +z I . I2=IC 2 21 1 22 2  z12:Tr khángngưcca 1 I1=IB  dngmatrn: BJT khi h mch ngõ U2=UCE  U1z11z12I2. vào. U1=UBE  U z z I . 2 21 22 2  z21:Tr khángthunca 1' 2'  z11=U1,z12=U1, BJTkhih mchngõra.  I1I2=0I2I1=0  z22:Tr khángracaBJT khih mchngõvào.  z21=I2,z22=I2,  U1I2=0U2I1=0 Thams dnnpyik Thams hnhphik  Hphươngtrình:  y11:DnnpvàocaBJT  Hphươngtrình:  h11: Tr kháng vào ca  I1=y11U1+y12U2. khingnmchngõra.  U1=h11I1+h12U2. BJT khi ngn mch ngõ  I =y U +y U .  I =h I +h U . ra. 2 21 1 22 2  y12: Dn np ngưc ca 2 21 1 22 2  dngmatrn: BJT khi ngn mch ngõ  dngmatrn:  h12: H s hi tip đin  I1y11y12U2. vào.  U1h11h12I2. áp ca BJT khi h mch  I y y U .  I h h U . ngõvào. 2 21 22 2  y21: Dn np thun ca 2 21 22 2  y11=I1,y12=I1, BJT khi ngn mch ngõ  h11=U1,h12=U1,  h21: H s khuch đi ra. dịng đin ca BJT khi  U1U2=0U2U1=0  I1U2=0U2I1=0  y : Dn np ra ca BJT ngnmchngõra.  y21=I2,y22=I2, 22  h21=I2,h22=I2, khingnmchngõvào.  h : Dn np ra ca BJT  U U =0U U =0  I U =0U I =0 22 1 2 2 1 1 2 2 1 khih mchngõvào.
  20. Phân cc cho BJT  Cung cp đin áp mt chiu cho các cc ca BJT. PhâncPhânccchoBJTcchoBJT  Xácđnhchđ hatđngtĩnhcaBJT.  Chú ýkhiphânccchochđ khuchđi:  TipxúcBEđưcphânccthun.  TipxúcBCđưcphânccngưc.  Vì tipxúcBEnhưmtdiode,nênđ phâncc choBJT,yêucuVBE≥Vγ.  ðiviBJTGe:Vγ~0.3V  ðiviBJTSi:Vγ~0.6V ðưðưngtngtititĩĩnhvnhvààđiđimlmlààmm Phân cc bng dịng c đnh victĩnhcaBJT VCC victĩnhcaBJT II IB=max  ðưng ti tĩnh đưc v  XétphânccchoBJTNPN RC trên đc tuyn tĩnh ca BJT.Quanh:IC=f(UCE).  ÁpdngKLVchovịngI: RB Q II  ðim làm vic tĩnh nm K  IB=(VBUBE)/RB. IB trên đưng ti tĩnh ng UBE VB I I vi khi khơng cĩ tín hiu  ÁpdngKLVchovịngII: vào (xác đnh ch đ phânccchoBJT).  UCE=VCCICRC. I =0 VCC B II  ðim làm vic tĩnh nm L càng gn trung tâm KL RC càngnđnh. R B Q II I B UBE I
  21. Phânccbngdịngcđnh Phânccbngdịngcđnh  Xác đnh đim làm vic  Tínhnđnhnhit tĩnh:  Khi nhit đ tăng, IC tăng, IC  Phươngtrìnhtitĩnh: đim làm vic di chuyn t A  V =I R +U . I A’’ CC C C CE sang A’. BJT dn càng mnh, CA’’  Là phương trình đưng A’ I thng. nhit đ trong BJT càng tăng, CA’ A cànglàmICtănglênna. ICA  UCE=0,IC=VCC/RC.  IC=0,UCE=VCC.  Nu khơng tn nhit ra mơi  ðimlàmvictĩnh: trưng, đim làm vic cĩ th  Giao đim gia đưng ti sangA’’ và tiptc. U tĩnhvi đc tuyn BJTca UCEA CE  dịngIB phâncc. V tríđimlàmvicthayđi,tín hiurab méo.  Trưng hp xu nht cĩ th làmhngBJT. Phânccbngdịngcđnh Phânccbngdịngcđnh  Ví d  TìmIB,IC,VCE và cơngsuttiêutáncaBJT.  Cho mch như hình  ð BJT hat đng ch đ khuch đi, chn v, vi VBB=5V, UBE=Vγ RBB=107.5k, β=100,  ÁpdngKLVchonhánhBE RCC=1k, Vγ=0.6V,  I =(V U )/R ~40A. V =10V. B BB BE BB CC  IC=βIB=4mA  TìmIB,IC,VCE và cơng  ÁpdngKLVchonhánhCE: suttiêutáncaBJT.  UCE=VCCICRC=6V  Xác đnh đim làm  CơngsuttiêutánBJT: victĩnhcaBJT.  P=UCE.IC=24mW.
  22. Phânccbngdịngcđnh Phânccbngđináphitip  Ic(mA)  Áp dng KLV cho Xácđnhđimlàmvictĩnh: VCC vịngI: II Phươngtrìnhtitĩnh: 10  IB=(UCEUBE)/RB. RC  VCC=ICRCC+UCE.  Làphươngtrìnhđưngthng. A(6V,4mA) 40A  Áp dng KLI cho nút C IC 4 C: R  UCE=0,IC=VCC/RCC=10mA. B Q II  I =0,U =V =10V.  I=IB+IC=IE. C CE CC IB U (V) UBE ðimlàmvictĩnh: CE  Áp dng KLV cho 6 10 I  GiaođimgiađưngtitĩnhviđctuynBJT vịngII: cadịngIBphâncc(40).  UCE=VCCIRC.  ðimlàmvicnmgngiađưngtitĩnh,mch tươngđinđnh. Phânccbngđináphitip Phânccbngđináphitip  Xác đnh đim làm vic  Tínhnđnhnhit tĩnh:  Khi nhit đ tăng, IC tăng  Phươngtrìnhtitĩnh: t ICA sang ICA’, đim làm vic di chuyn t A sang  V =IR +U =αI R +U . CC C CE C C CE A’.  Là phương trình đưng thng.  UCEgimxungUCEA’.  UCE=0,IC=α VCC/RC.  Mà IB=(UCEUBE)/RB.NênIB  IC=0,UCE=VCC. và UBE gim, dn đn IC  ðimlàmvictĩnh: gimtr li.  Giaođimgiađưngti  ðimlàmvict A’ litr tĩnh vi đc tuyn BJT v A. cadịngIB phâncc.  Mchnđnhnhit.
  23. Phânccbngđináphitip Phânccbngđináphitip  Mchhitipâmđinápbng  Hitip: VCC cách ly đin áp UCE đưa v  Ly1phntínhiungõra,đưangưcv ngõvào. phânccU choBJT. BE RC  Hitipdương:  Mch n đnh nhit nhưng h RB1 RB2  tínhiuđưav cùngphavingõvào. s khuchđigim.  Khcphc:  ngdngtrongmchdaođng. C  Tách RB thành 2 đin tr và ni  Hitipâm: vit Cxungmasse.  T Cgilà t thốttínhiuxoay  tínhiuđưavngưcphavingõvào. chiu. Q  dùngđ nđnhmch.  Tín hiu đưa v thốt xung massetheot Cmàkhơngđưc  gimh s khuchđi. đưav ccBcaBJT Phâncctđng Phâncctđng   Áp dng đnh lý ngun tương VCC Ta cĩ mch tương đương như VCC đươngTheveninđđơngin. sau  NgnmchđimB:  Vi Vcc R R R RC 2 1 2 RC RB1 VB = VTH = R B = R TH =  Inm=VCC/RB1. R1 + R 2 R1 + R 2 R  H mchđimB: B B Q  ÁpdngKLVchonhánhBE Q  Uhm=VCC/(RB1+RB2)=VB.  R =U /I  V –I .R U –I .R =0. IB UBE ng hm nm RB2 B B B BE E E VB R R  Rng=RB1RB2/(RB1+RB2)=RB1//RB2=RB. E E  Mà:IE =IB +IC =IB +βIB=(1+β)IB  Suyra:IB=(VBUBE)/(RB+(1+β)RE)
  24. Phâncctđng Phâncctđng  ÁpdngKLVchonhánhCE:  Xác đnh đim làm vic VCC tĩnh:  V =I R +U +I R CC C C CE E E  Phươngtrìnhtitĩnh:  V =I (R +αR )+U .  ViIE=βIC/(1+β) CC C C E CE RC  Là phương trình đưng  Thayvào,tađưc: thng. RB  UCE=0,IC=VCC/(RC+αRE).  VCC=(RC+αRE)IC+UCE. Q  IC=0,UCE=VCC.  Vi: U  ðimlàmvictĩnh: V IB BE B  Giaođimgiađưngti  α =β/(1+β) RE tĩnh vi đc tuyn BJT cadịngIB phâncc. Phâncctđng Phâncctđng  Tínhnđnhnhit  Mchnđnhnhitbnghitip VCC âmdịngđinemitterquaRE.  Khinhitđtăng,ICtăngt ICA  R gilàđintr nđnhnhit. sang ICA’, đim làm vic di E chuyn t A sang A’. I tăng  R càng ln thì mch càng n C E RC RB1 làmIEtăng đnh.   Mà VB=IB.RB VBE – IE.RE.Nên Là mchđưcdùngnhiunht. IB và VBE gim,dnđnIC gim  Tuy nhiên, hi tip âm làm gim Q tr li. h s khuchđi.  ðimlàmvict A’ litr v A.  Khcphc: RB2 RE CE  Mchnđnhnhit.  McCE//RE.  CE:t thốttínhiuxoaychiu.
  25. Mơhìnhtínhiunh caBJT  MơhìnhΠ: MMchkhuchkhuchđchđii BJTđưcthaybngmchtươngđươngsau ddùùngBJTngBJT VT:Th nhit, 0 VT~25.5mV 300 K Quytcvsơđtươngđươngtín Mơhìnhtínhiunh caBJT hiuxoaychiu  MơhìnhT:  ði vi tín hiu xoay BJTđưcthaybngmchtươngđươngsau chiu:  T đin xem như ni tt.  Ngun mt chiu xem nhưnitt. VT:Th nhit, 0 VT~25.5mV 300 K
  26. MchkhuchđiEC MchkhuchđiEC  Sơđ mch VCC  Sơđtươngđương  Tácdnglinhkin:  RB1, RB2: Phân cc cho v B C BJTQ. RB1 RC  RC:TiccC.  RE:nđnhnhit. C t Q 2 Rn rBE=r  Rt:ðintr ti. C1  en, Rn: Ngun tín hiu và R O RC Rt đintr trongcangun. Rn B RB2 R Rt e  C , C : T liên lc, ngăn E n 1 2 Rr rv thànhphn1chiu,chotín en CE hiuxoaychiuđiqua. Rv  CE: T thốt xoay chiu, nângcaoh s khuchđi E tồnmch. RB=R1//R2 MchkhuchđiEC MchkhuchđiEC  ðintr vào:  H s khuchđidịngđin:  GiRv:đintr vàotồnmch,rv:đintr vàoBJT.  Tacĩ: GiKI là h s khuchđidịngđin:  r =u /i =rπ=βV /I . v BE B T C dịngra it K I = =  Rv=RB//rv dịngvào iv  Nhnxét:rv~Rv  ðintr ra: Tacĩ:  GiR làđintr racamchkhimchkhơngnivi − βi .R // R r u = i R = −βi .R // R ⇒ i = B C t R r t t B C t t t. Rt Virv~Rv và RC>>Rtthì  Tacĩ: i .r u = i .R = i .r ⇒ i = B v K ~β  Rr=RC v v v B v v I Rv − β (RC // Rt ).Rv K I = Rt .rV
  27. MchkhuchđiEC MchkhuchđiEC  H s khuch đi  H s khuchđiđináp: V cơngsut: CC GiKU là h s khuchđiđináp:  KP=KU.KI. RB1 RC ápra ur KU = = ápvào en  Phacatínhiu: C Q 2  KI 1nên  RE:PhânccchoBJT R R va khuch đi dịng đin, va khuch đi Q. E C đináp.  R :TiccC. C Q Mch khuch đi EC vi KI, KU cĩ du âm  Rt:ðintr ti. C C2  1 nên tín hiu ngõ ra ngưc pha vi tín hiu en, Rn: Ngun tín hiu Rn ngõvào. và đin tr trong ca Rt ngun. ðintr vàovàđintr racamchECcĩ en  C1, C2: T liên lc, giá tr trungbìnhtrongcácsơđ khuchđi. ngăn thành phn 1 chiu, cho tín hiu xoaychiuđiqua.
  28. MchkhuchđiBC MchkhuchđiBC  Sơđtươngđương  ðintr vào:  GiRv:đintr vàotồnmch,rv:đintr vàoBJT.  Tacĩ:  rv=uEB/iE=re=VT/IC.  Rv=RE//rv  Nhnxét:rvrtnh  ðintr ra: u u r v  GiRr làđintr racamchkhimchkhơngnivi Rt.  Tacĩ:  Rr=RC MchkhuchđiEC MchkhuchđiEC  H s khuchđidịngđin:  H s khuchđiđináp: GiKI là h s khuchđidịngđin: GiKU là h s khuchđiđináp: dịngra it ápra ur K I = = KU = = dịngvào iv ápvào en Tacĩ: Tacĩ: αiE .RC // Rt u = i R u = i R = αi .R // R ⇒ i = r t t KI~1 nhưng Rt>>Rv, Rn r t t E C t t R t Vir ~R và R >>R thì nên KU>1 : mch khuch v v C t en i .r i = ⇒ en = i (R + R ) điđináp. u = i .R = i .r ⇒ i = E v K ~α,khơngkhuchđi v v v n v v v E v v I Rv + Rn Rv dịngđin. α(R // R ).R it Rt Rt C t v K = = K . K I = U I Rt .rV iv (Rv + Rn ) Rv + Rn
  29. MchkhuchđiEC MchkhuchđiBC  H s khuch đi +VE VC  Nhnxét: cơngsut: MchkhuchđiBCcĩbiênđ Ki 1  KP=KU.KI. RE RC nên mch khơng khuch đi dịng đin, ch  Phacatínhiu: khuchđiđináp. Q Mch khuch đi BC vi K , K cĩ du  KI>0 nên tín hiu ngõ I U C1 C2 dươngnêntínhiungõracùngphavitín ra cùng pha tín hiu Rn ngõvào. Rt hiungõvào. en ðintr vàocamchBCcĩ giá tr nh nht trongcácsơđ khuchđi. MchkhuchđiCC MchkhuchđiCC  Sơđ mch VCC  Sơđtươngđương  Tácdnglinhkin: v B C  RB1, RB2: Phân cc RB1 RC choBJTQ.  RC:TiccC. rBE=r Q R  R :TiccE. n E E C1  Rt:ðintr ti. Rn R R C2 B B2 RE t  en, Rn: Ngun tín hiu en Rt và đin tr trong ca en rv ngun. Rv RC Rt Rr  C1, C2: T liên lc, ngăn thành phn 1 O chiu, cho tín hiu xoaychiuđiqua. RB=R1//R2
  30. MchkhuchđiCC MchkhuchđiCC  ðintr vào:  H s khuchđidịngđin:  GiR :đintr vàotồnmch,r :đintr vàoBJT. v v GiK là h s khuchđidịngđin:  Tacĩ: I dịngra i  r =u /i =[i rπ+i (R //R )]/i =rπ+(1+β)(R //R ) t v BE B B E E t B E t K I = =  rv=βVT/IC+(1+β)(RE//Rt). dịngvào iv  Rv=RB//rv Tacĩ:  Nhnxét:rv~(1+β)RE//Rtrtln 1( + β )iB .RC // Rt  ðintr ra: ur = it Rt = iE .RC // Rt ⇒ it = Rt Vir ~R và R >>R thì  v v C t GiRr làđintr racamchkhimchkhơngnivi i .r B v K ~1+β Rt. uv = iv .Rv = iB .rv ⇒ iv = I Rv  Tacĩ: 1( + β )(RC // Rt ).Rv  Rr=RC K I = Rt .rV MchkhuchđiCC MchkhuchđiCC  H s khuchđiđináp:  H s khuch đi VCC cơngsut: GiKU là h s khuchđiđináp:  K =K .K . RB1 RC ápra u P U I K = = r U ápvào e  Phacatínhiu: n Q  K >0 nên tín hiu ngõ Tacĩ: I C1 ra cùng pha tín hiu Rn R C2 u = i R B2 RE r t t K ~(1+β),R ~r ~(1+β)R //R >>R ngõvào. I v v E t n Rt nên K ~1: khơng khuch đi en en U iv = ⇒ en = iv (Rv + Rn ) đináp. Rv + Rn it Rt Rt KU = = K I . iv (Rv + Rn ) Rv + Rn
  31. MchkhuchđiCC  Nhnxét: PhươngphPhươngpháápghpghéépp MchkhuchđiCCcĩbiênđ Ki>1, KU~1 nênch khuchđidịngđin,khơngkhuch cáctngkhuchđi điđináp. cáctngkhuchđi Mch khuch đi CC vi KI, KU cĩ du dươngnêntínhiungõracùngphavitín hiungõvào. ðintr vàocamchCCcĩ giá tr lnnht trongcácsơđ khuchđi.Mchnàydùng phihptr khángrttt. Ghéptng Ghéptngbngt  Yêucumchkhuchđit tínhiurâtnh đuvào  Ưu:ðơngin,cáchlythànhphn1chiugiacáctng. thànhtínhiurtlnđura.Khơngth dùng1tng  Nhưc:Suygimthànhphntngs thp. khuchđimà phidùngnhiutng.  Giipháp:Ghéptng  H s khuch đi bng tích các h s khuch đi các tng
  32. Ghéptngbngbináp Ghéptngtrctip  Ưu:Chophépnguncĩđinápthp,d phihptr  Ưu: Gim méo tn s thp. ðáp tuyn tn s bng khángvàthayđicctínhquacáccundây. phng.  Nhưc: ðc tuyn tn s khơng bng phng trong di  Nhưc:Phctp. tn,cngknh,d hng. Yêucu  ðươcs dngkhiyêucungõracĩ cơngsut MMchkhuchkhuchđchđii ln.  Các thơng s yêu cu cho mch khuch đi cơngsucơngsutt cơngsut:  Cơngsutrati.  Cơngsuttiêuth.  H s khuchđi.  ð méophituyn.  ðctuyntns.
  33. Chđ làmviccaBJT Chđ làmviccaBJT  Chđ A:  BJTlàmvicvic haibánkỳ catínhiuvào.  Ưu:H s méophituynnh.  Nhưc:Hiusutthp.η<50%  Chđ B:  BJTchưađưcphâncc,BJTlàmvicvimtbán kỳ catínhiuvào.  Ưu:Hiusutcao,η~78%.  Nhưc:Méophituyn Chđ làmviccaBJT Khuchđicơngsutchđ A  Chđ AB:  Nhưc: Yêu cu đin tr ti phi ln thì cơng  Là chđ trunggiangiachđ AvfachđB. sutramiln.Dùngchomchcơngsutnh.  BJTđưcphânccyu.  Khc phc: ð phi hp tr kháng, s dng  Chđ C: bináp.  BJTch làmvicvi1phnca1bánkỳ.  Hiusutcao,η~100%.Dùngchomchtns cao.  Chđ D:  BJTlàmvic 1tronghaitrngthái:ngưngdnhoc dnbohịa.  Hiu sut cao, η~100%. Áp dng trong k thut xung,s.
  34. Khuchđicơngsutchđ Bcĩ Khuchđicơngsutchđ Bcĩ bináp bináp IB1  Chđ B:BJTQ1 và Q2chưađưcphâncc.  Nhưc: Méo dng tín Ur  R:ðmbochđ làmvicchoQ1 và Q2.Mibánkỳ hiu(méoxuyêntrc). Méo ch cĩ 1tronghaiBJTdn. xuyên  Khc phc: Phân cc trc  T :Binápđopha,cho2tínhiurangưcphanhau. 1 choBJT. Hatđng V UBE2 UBE1 t  T :Binápxut. CC 2 chđ AB.  RL:Tiloa. Q1 IB2 T1 T2 Uv RL R Q2 t Khuchđicơngsutchđ AB Khuchđicơngsutchđ AB cĩ bináp cĩ bináp  Chđ AB:Q1 và Q2đưcphânccyunh R1,R2.  Q1,Q2dnngayviđinápvàortnh nênhtméo  T :Binápđopha,cho2tínhiurangưcphanhau. xuyêntrc. 1 IB1 Ur  T :Binápxut.  Nhưc: 2 VCC  Hiusutgim.  RL:Tiloa.  Binápcngknh R1 Q1 UBE2 UBE1 t T1 T2 R L I R2 B2 Uv Q2
  35. Khuchđicơngsutchđ AB Khuchđicơngsutchđ AB khơngbináp khơngbináp  MchđykéodùngBJTcùngloi  MchđykéodùngBJTkhácloi
  36. Chương 4 KK thuthutt điđinn tt OPAMP và ng dng Nguyn Duy Nht Vin Nidung  KháinimOPAMP  ngdng  Mchkhuchđikhơngđo KhKhááiniinimOPAMPmOPAMP  Mchkhuchđiđo  Mchkhuchđiđm  Mchcngđo  Mchtr  Mchtíchphân  Mchviphân
  37. +V OPAMP(OperationalAmplifier) OPAMP S _ i() N Inverting  Khuchđi:Binđitínhiungõvàothànhtín RO v hiu ngõ ra cùng dng nhưng cĩ biên đ ln vid A Output Ri hơn. vO =Advid Noninverting P  Khuchđithuttốn:b khuch đi đưcs i(+) + dngvimcđíchthchinphéptínhtốnhc. VS  OPAMP là mt mch tích hp IC (Integrated • i(+),i() :dịngvàoOPAMP ngõvàokhơngđovàđo. Circuit)tuyntính(chotínhiutươngt). • vid :đinápvàogiahaingõvàokhơngđovàđocaOPAMP. • +VS ,VS :ngunDCcungcp,thưnglà +15Vvà –15V  ICtíchhpnhiulinhkinthànhmtmchthc • Ri :đintr vào hinmtchcnăngnhtđnh. • A:đ licaOPAMP.ViOPAMPlýtưng,đ libgvơcùng. • RO:đintr racaOPAMP,lýtưngbng0. • vO:đinápra; vO =AOLvid trongđĩ,AOL đ liđinápvịngh OPAMP  ðctrưngcaOPAMPlýtưng: R =∞ i ngdngdngng Ro =0 ∞ AOL= Băngthơngphngvà rngvơcùng. nđnhnhit. Cânbnglýtưng
  38. Mchkhuchđikhơngđo Mchkhuchđiđo i (+) P i RF + i i F O L  Gi s OPAMPlàlýtưng: v R  Gi s OPAMPlàlýtưng: id _ +  ∞ i1 1 iF AOL= .vid =vo/AOL nênvid=0 _  A =∞.v =v /A ⇒ v =0 + + vO ∞ N OL id o OL id v i N  Rin= .i(+)=i()= vid/Rin=0  R =∞.i =i =v /R in () vF RF + + in (+) () id in _ _  ÁpdngKVL: v + v ⇒ i =i = 0 vin P vO i(+) =i() = 0  vin=vid+v1=v1. _ +  ÁpdngKCLchonútN:  ÁpdngKCLchonútN: v R1  I1=iF +i()=iF. 1  i =i +i =i _ i F 1 () 1. 1  v :đinápvào.  vin/R1=(vidvo)/RF.  (vov1)/RF=v1/R1. in  v :đinápra.  ðinápra:  vin:đinápvào.  v0=vin +vinRF o   v = v R vo:đinápra.  R1  RF:đintr hitip. o in 1  RF:đintr hitip.   R  ðinápra:  R1:đintr lytínhiu. F  R1:đintr lytínhiu.  vo=vin RF +1  ð livịngkín:Av=RF/R1 o in ` F ð liđináp  R 1 vịngkínAV Mchkhuchđiđm Mchcngkhơngđo R v 1 i1 i(+) P 1 v1vn:cácnguntínhiuvào. ÁpdngKCLchonútN: + iO iL + _ vin =vo R i in o v2 2 2 vid + vin i  I=iF +i()=iF. _ _ + (+) P + vO + R  v/R=vF/RF=(vvo)/RF. vO v n in + iO iL vin i()N n in () v  v=voR/(R+RF). _ id _ + iF + vO  ÁpdngKCLchonútP: i N () vF RF  i1+i2+ +in=i(+)=0. _  (v v)/R +(v v)/R + +(v v)/R =0.  RF=0.  RF=0. 1 1 2 2 n n  v1+v2+ +vn =v1+1+ +1 ∞  + i  R1= . R1=0.  R R R R R R v_ R 1 2 n 1 2 n   vo=vin.  vo=vin. Suyra: ð liđinápvịngkín:Av=Ai=1  v +v + +v  Gi s OPAMPlàlýtưng: 1 2 n  v =(R+R )R R R ∞ ⇒ o F 1 2 n •Thưngs dngđ phihptr kháng.  AOL= .vid =vo/AOL vid=0 ⇒  R1+1+ +1 •Tr khángvàortln. vN=vP=v ∞  R1R2Rn •Tr khángrartbé.  Rin= .i(+) =i() =vid/Rin ⇒ •Khơngsuygimtínhiu,đcbitvitínhiunh. i(+) =i() = 0
  39. Mchcngđo Mchtr  Gi s OPAMPlàlýtưng:  ÁpdngKCLtinútN: R1 i R v 1 R ∞ ⇒ 1 i1 R 1 iF F  AOL= .vid =vo/AOL vid=0 v2 1 iF 2  i1=iF+i()=iF. ⇒ R i vN=vP=0  (v2vN)/R1=(vNvO)/R2. v2 2 2 i() i _  R =∞.i =i =v /R () _  v =v (R +R )/R v R /R . in (+) () id in N O N 1 2 1 2 2 1 N ⇒ i =i = 0 R3 i Rn i i(+) =i() = 0 v i (+)  ÁpdngKLCtinútP: vn n i(+) + v1 2 + + v  ÁpdngKCLchonútP: + v  i2=i4+i(+)=i4. P vO P vO  i1+i2+ +in=i(+)+iF=iF.  (v1vP)/R3=vP/R4. i4  v1+v2+ +vn=vO  v =v R /(R +R ). R P 1 4 3 4  R1R2RnRF 4  Suyra:  Suyra: v1vn:cácnguntínhiuvào.  vo=v1R4(R1+R2) v2R2  vo=RF v1+v2+ +vn  Gi s OPAMPlàlýtưng:  (R3+R4)R1.R1  R1R2Rn ∞ ⇒  AOL= .vid =vo/AOL vid=0 ⇒  NuchnR1=R3,R2=R4 thì vN=vP ∞ R 2  Rin= .i(+) =i() =vid/Rin v = v( − v ) ⇒ o 1 2 i(+) =i() = 0 R1 Mchtíchphân Mchviphân C R iC i  Gi s OPAMPlàlýtưng:  Gi s OPAMPlàlýtưng: R C i ∞ ⇒ iC ∞ ⇒ _  AOL= .vid =vo/AOL vid=0 _  AOL= .vid =vo/AOL vid=0 N ∞ N ∞  Rin= .i(+) =i() =vid/Rin  Rin= .i(+) =i() =vid/Rin + + ⇒ i =i = 0 + + ⇒ i =i = 0 v + v i(+) =i() = 0 v + v i(+) =i() = 0 vin P vO vin P vO _  ÁpdngKCLchonútN: _  ÁpdngKCLchonútN:  I=iC +i()=iC.  iC =i+i()=i.  vin/R=Cd(vidvo)/dt=Cdvo/dt  Cd(vid)/dt=vo/R  vin:đinápvào.  ðinápra:  vin:đinápvào.  ðinápra:  vo:đinápra.  vo:đinápra.  t  vo= RCdvin  RF:đintr hitip.  RF:đintr hitip.  vo= 1vindt+U0  dt  R1:đintr lytínhiu.  R1:đintr lytínhiu.  RC0  ViiC=CdUc/dt  ViiC=CdUc/dt  Vi U0: đin áp ban đu trênt C
  40. ChươngChương5 KK thuthutt điđinn tt K thutxungcơbn Nguyn Duy Nht Vin Nidung  Kháinim  Mchkhơngđngb haitrngtháinđnh KhKhááiniinimm (trigger)  Mchkhơngđngb 1trngtháinđnh  ðahàihaitrngtháikhơngnđnh
  41. Kháinim Kháinim  Tínhiuxung:tínhiuri  Biên đ xung Um: giá tr rctheothigian. lnnhtcaxung.  Hailoithưnggp  ð rngsưntrưcttr và  Xungđơn. đ rng sưn sau ts :  Dãyxung. biên đ xung t 0.1Um  Cctínhcaxungcĩ th đn0.9Umvàngưcli. là dương, âm hoc c  ð rngxungtx:thigian dươnglnâm. biên đ xung trên mc U U t 0.5Um. t Xungcctínhâm Xunghaicctính Kháinim Chđ khĩacaBJT  Chu kỳ xung T: là thi  Yêucucơbn:  U ≥ U khiU ≤ U . gianbé nhtmà xunglp ra H vào L  U ≤ U khiU ≥ U . +Ec libiênđ canĩ. ra L vào H x ng  KhiUvào ≤ UL transistor trng  Thi gian ngh t : thi tháiđĩng,dịngđinraIC =0, ng khi khơng cĩ ti R thì RC gian trng gia hai xung T Ura=+Ec. liêntip.  R nh nht khi R =R . Lúc T T C Q  H s lp đy γ: t s này,Ura=Ec/2.ChnUH≤ Ec/2. R ViBJTSi,chnU =0.4V. Uvào R T giađ rngxunglà chu l B Ura  KhiU ≥ U transistor trng kỳ xungγ=t /T. vào H x thái dn bão hịa (Ura~0.2V). U <U tho mãn.  ViT=tx+tng.và γ<1. ra L
  42. ChChđđ khkhĩĩacacaBJTaBJT Chđ khĩacaBJT  ðctínhtruynđt  KhcphcS nh (chngnhiumcthpkém)  Thams d tr chngnhiu: L  S =U – U H rakhĩa H  Bin pháp này cn thit đi vi BJT Ge, vì UL  S =U U L L ram caBJTGenh.  Urakhĩa và Uram là cácđináp thct tiliracaBJT.  Ví d:  SH =2,5V– 1,5V=1V(lúcUv ≤ UL)  SL = 0,4V – 0,2V = 0,2V (lúc Uv≥UH)  SHcĩ th lnbngcáchchn Ec và các tham s Rc, RB thíchhp.  SL thưng nh. Do Urabh = UCEbh thc t khơng th gim đưc,munSLtăng,cntăng mcUL Chđ khĩacaOPAMP KhiUv 0,U =Uramax P ra haitrngtháinđnh (trigger) KhiUv <Ungưng : Ura= Uramax KhiUv ≥ Ungưng : Ura=+Uramax
  43. RStrigger: TriggerSchmittdùngBJT VCC R3 R4  XétUvàotăngt thpđncao.   ðuvàoS:đuvàothitlp Khi Uvào U thì Q1 dn, (reset). vào v dn VC/Q1=VB/Q2~0 nên Q2 tt, Uvào  Khi Q1 dn, VC/Q1~0V, Ura=VC/Q2~VCC. VB/Q2~0VnênQ2tt. Bngtrngthái  Quá trìnhdinratheohưng Rn Sn Qn+1 Qn+1  Khi Q2 dn, VC/Q2~0V, ngưclikhiUvào tcaođn VB/Q1~0VnênQ1tt. 0 0 Qn Qn thp. 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 X X TriggerSchmittdùngOPAMP: Mchkhơngđngb 1trngtháinđnh
  44. ðahàiđidùngBJT ðahàiđidùngOPAMP  trng thái bn: Q1 tt, Q2 dn.Ur=0.  ðin áp trên t C đã np: VCC0.6V Uv  Khi cĩ 1 xung dương đu vào,Q1dn,t Cx quaQ1, t C x ht đin, t V VB/Q1=VC/Q1~0 nên Q2 tt, B1 Ur~Vcc,Q1dnli. 0.6V  T C np t V qua R3 vi t CC VB2 dịngiB/Q2.Mchtr litrng 0.6V t thái n đnh. Q1 tt, Q2 dn. Vcc0.6V Ur=0. Vcc Ur ðahàidùngBJT  Gi s ban đu, Ur1=0, Q1 dn,Q tt,U =U . ðahðahààihaitrihaitrngthngthááii 2 r2 rmax  C2 x,C1 npvidịngnhư hìnhv. khơngkhơngnđnđnhnh  ðináptrênC2 cànggim, VB/Q2 càng tăng, cho đn khiQ2 dn.  Q2 dn thì Ur2=VC/Q2=0, Q1 tt,Ur1=Urmax.  C1 x, C2 np vi chiu ngưcli.  Quá trìnhtiptc.
  45. R C ðahàidùngOPAMP Ur  Ban đu, U =U , R2 r rmax+ R1 UP=Ur.R1/(R1+R2).  T Cnpvidịngcĩ chiu nhưhìnhv. UN=UC  ðin áp trên t tăng đ khi Uđ U =V =U thì U =U . t N C P r rmax Ung  T Cnptheochiungưc UP li,đináptrênt gimđn khi =UP, mch li thay đi t trngthái. Ung Ur  Quá trìnhc tipdin. Urmax+ t Urmax
  46. ChươngChương 66 KKỹỹ thuthu ậậtt điđi ệệnn ttửử KKỹỹ thuthu ậậtt ss ốố cơcơ bb ảảnn Nguyễn Duy Nhật Viễn Nội dung  Cơ sở  Các phần tử logic cơ bản CơCơ ss ởở  Tối giản hàm logic
  47. ðại s ố logic Các ph ép to án logic  Phương tiện tốn học để phân tích và  Phép phủ định (đảo) tổng hợp các thiết bị và mạch số.  x=1, x=0 x=0, x=1 (x)=x (x)=x  Nghiên cứu các mối liên hệ (các phép  Phép cộng logic  tĩan logic) giữa các biến logic (chỉ nhận 1 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1  x+0=x x+1=1 x+x=x x+x=1 trong 2 giá trị là “0” hoặc “1”).  Phép nhân logic  0.0=0 0.1=0 1.0=0 1.1=1  x.0=0 x.1=x x.x=x x.x=0 Các lu ật v à đ ịnh lý Bài t ập  Các luật  ðịnh lý Demorgan  Chứng minh:  Luật hốn vị:  F(x,y,z, ,+,.)  x+y=y+x =F(x,y,z, ,.,+)  x.y=y.x  Ví dụ  Luật kết hợp  x+y+z=x.y.z  x+y+z=(x+y)+z=x+(y+z)   x.y.z=(x.y).z=x.(y.z) x.y.z=x+y+z  Luật phân phối  x.(y+z)=x.y+x.z  x+(y.z)=(x+y)(x+z) Chứng minh?
  48. Ph ần t ử ph ủ đ ịnh (NO)  Ký hiệu x FNO CCáácc phph ầầnn tt ửử logiclogic cơcơ bb ảảnn  Phương trình FNO =x  Bảng trạng thái x F NO 0 1 1 0 Ph ần t ử ho ặc (OR) Ph ần t ử và (AND)  Ký hiệu  Ký hiệu  Phương trình  Phương trình  Bảng trạng thái  Bảng trạng thái X Y FOR X Y FAND 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1
  49. Ph ần t ử ho ặc – ph ủ đ ịnh (NOR) Ph ần t ử và –ph ủ đ ịnh (NAND)  Ký hiệu  Ký hiệu  Phương trình  Phương trình  Bảng trạng thái  Bảng trạng thái X Y FNOR X Y FNAND 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 Bi ểu di ễn h àm logic  Dạng tổng của các tích TTốốii gigi ảảnn hh ààmm logiclogic  Dạng tích của các tổng  Chú ý: Dạng tổng của các tích thuận tiện hơn trong tính tốn.
  50. Ví dụ:  Thiết kế mạch logic với hàm: F(x, y, z) = x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z  Mạch thực hiện (slide sau)  Nhận xét: Mạch quá phức tạp, tốn kém linh kiện.  Giải pháp: Tối giản hĩa hàm logic Tối gi ản h àm logic b ằng đ ịnh lý Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh  Sử dụng các luật, định lý để tối giản hĩa hàm logic.  Bìa Karnaugh:  Ví dụ 1: Tối giản bằng định lý hàm logic: Chia thành các ơ, biểu diễn giá trị của hàm F(x, y, z) = x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z theo các biến. F(x, y, z) = y.z + y.z + x.z Các ơ lân cận chỉ khác nhau 1 biến. F(x, y, z) = z + x.z  Ví dụ 2: F(x, y, z) = z + x.z + x.z = + AB AB AB AB AB F(x, y, z) z x. Khơng C 00 01 11 10 lân cận  Nhận xét: Khơng phải đơn giản trong việc tối giản, nhiều 0 0 1 0 1 khi khơng xác định được phương hướng Lân cận 1 0 0 1 1 Lân c ận
  51. Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh  Bìa Karnaugh 3 biến xy  Các bước tiến hành: 00 01 11 10 z  B1: Chuyển hàm logic về dạng tổng các tích. 0  B2: Lập bìa Karnaugh theo số biến. 1  B3: ðiền các giá trị của hàm logic vào bìa Karnaugh.  Bìa Karnaugh 4 biến  B4: Gom các nhĩm cĩ giá trị 1 lân cận. xy  00 01 11 10 B5: Viết lại hàm đã tối giản. zt  Chú ý: 00  Số ơ lân cận bằng 2 n ơ (n>0), gom 2 n ơ giảm được n 01 biến. 11  Trong 1 nhĩm, ta giữ nguyên những biến cĩ giá trị 10 khơng đổi trong nhĩm và bỏ đi những biến cĩ giá trị thanh đơir. Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh  Ví dụ 3: Tối giản hàm logic bằng bìa Karnaugh  B3: ðiền các giá trị của hàm logic vào bìa Karnaugh. theo ví dụ 1:  Ban đầu, ta lập bảng sau: = + + + + + F(x, y, z) = x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z + x.y.z F(x, y, z) x.y.z x.y.z x.y.z x.y.z x.y.z x.y.z  B1: Chuyển hàm logic về dạng tổng các tích X Y Z F Chú ý: Ta thấy rằng, nếu biến khơng  (đề bài đã cho sẵn). 0 0 0 đảo sẽ tương ứng với trị bằng 1 và  B2: Lập bìa Karnaugh theo số biến. 0 0 1 1 nếu biến đảo thì tương ứng với trị 0 1 0 bằng 0  Hàm 3 biến, ta cĩ bìa Karnaugh như sau: 0 1 1 1 xy 1 0 0 1 xy 00 01 11 10 00 01 11 10 z 1 0 1 1 z 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
  52. Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh  B4: Gom các nhĩm cĩ giá trị 1 lân cận.  Lưu ý tổng hợp: xy  Ta thực hiện tối giản bìa Karnaugh trên hàm tổng các 00 01 11 10 z A tích nên chỉ lưu ý đến những giá trị bằng 1 của hàm 0 1 1 logic. 1 1 1 1 1 B  Giá trị 1 tương ứng với khơng đảo, giá trị 0 tương ứng với đảo.  B5: Viết lại hàm đã tối giản.   F=A+B. 1 ơ cĩ thể được gom trong nhiều nhĩm.  Trong nhĩm A: x=1 khơng đổi, ta giữ nguyên; y, z thay đổi bị  Giữa nguyên những biến khơng đổi trong nhĩm, bỏ đi loại, vậy, A=x; những biến thay đổi.  Trong nhĩm B: z=1 khơng đổi, ta giữ nguyên; x, y thay đổi bị  Một nhĩm phải được gom với số ơ là tối đa cĩ thể. loại, vậy, B=z;  Số nhĩm phải tối thiểu.  Vậy, F= A+B=x+z. Tối gi ản h ĩa b ằng b ìa Karnaugh  Ví dụ 4: Tối giản hàm logic F(x, y, z,t) = x.y tz + x.y tz + x.y tz + x.y tz + x.y tz + x.y tz + x.y tz + x.y tz  Bìa Karnaugh: A xy 00 01 11 10 zt A = .tz 00 1 1 1 1 B = x. .ty 01 1 C = x tz 11 1 1 D = x. .ty 10 1 F = A + B + C + D = .tz + x. .ty + x tz + x. .ty B C D