Báo cáo - Thí nghiệm cấu kiện điện tử P1

Chia sẻ: Goi Xanh Xanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

346
lượt xem 73
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Máy hiện só 2 chiều óng - Máy tạo són sin ng - Bảng mạch II.Nội du thí nghi ung iệm: Chủ đề 1: Giới th ề hiệu về chất bán dẫn a. Mụ đích: ục Hiểu định ng H ghĩa giải thíc về vật liệ bán dẫn v chức năng của nó tro các dụng bán ch ệu và g ong g dẫn.Nhận dạng và kiểm chứng ng n guyên lý hoạ động của m số dụng cụ bán dẫn. ạt một g b. Kế luận: ết - Diode và tra ansistor được cấu trúc từ vật liệu...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo - Thí nghiệm cấu kiện điện tử P1

BÀI 1: SEM MICONDU UCTOR F FUNDAME ENTAL I.Thiết b bị: - Máy hiện só 2 chiều óng - Máy tạo són sin ng - Bảng mạch II.Nội du thí nghi ung iệm: Chủ đề 1: Giới th ề hiệu về chất bán dẫn a. Mụ đích: ục Hiểu định ng H ghĩa giải thíc về vật liệ bán dẫn v chức năng của nó tro các dụng bán ch ệu và g ong g dẫn.Nhận dạng và kiểm chứng ng n guyên lý hoạ động của m số dụng cụ bán dẫn. ạt một g b. Kế luận: ết - Diode và tra ansistor được cấu trúc từ vật liệu bán dẫn, thườn là silicon v Germaniu c ừ n ng và um. - Diode có mộ tiếp giáp P Transist có 2 tiếp giáp PN. ột PN, tor - Diode,zener LED khác nhau về kí h r, hiệu. - Ký hiệu của PNP transi a istor có chiề mũi tên cự BASE,cò NPN thì c ều ực òn chiều mũi tê chỉ ên vào cực E Emiter - Diode có 2 cực Anode v Cathode.T c và Transistor có 3 cực Emit ó ter,Base,coll lector. Chủ đề 2 : Diode và chỉnh lưu bán kỳ ề v u a. M đích : Mục Hiểu, giải thíc và mô tả các nguyên lý và các đặ tính hoạt đ H ch ặc động của Dio bán dẫn. ode Mạch th nghiệm : hí Các C thông số đo được trên mạnh là : n VA = -10VDC VR1 = -9.37 VR2 = -0.1mV Với V các giá tr như thế CR được rị R1 ph cực thuậ CR2 đượ phân cực n hân ận, ợc nghịch. Các C thông số đo được trên mạnh là : n VA = 10VDC VR1 = 0.1mV VR2 = 9.39V Với V các giá tr như thế CR được phâ cực nghịc CR2 được phân cực t rị R1 ân ch, thuận. Dựa D vào định luật Ohm ta xác định đư dòng điện qua điện trở R2 : h a ược VR 2 IR 2 = = 2.85 mA R2
Dựa D và giá trị của IR2 ta x định đượ dòng qua CR2 : ị xác ợc ICR = 2.85mA R2 A Hình min họa mối quan hệ giữa dòng và áp qua diode C khi phân cực thuận nh q a CR2 n VA ((V) VR2 (V V) ICR2 = VR /3.3KΩ (m R2 mA) VD = VA – VR2 (V V) 0.7 75 0.29 0.088 0.46 5 4.41 1.34 0.59 100 9.38 2.84 0.62 Kết luận : - Đặc tuyến dòng một chi của diode mô tả dòng và điện áp thuận và ng d iều g gược. - Khi điện áp phân cực th huận tăng, vư qua điện áp chắn thì dòng tăng n ượt n ì nhanh chóng với g, sụt áp trê diode nhỏ ên ỏ. - Khi diode phân cực ng p gược, có dòn rò nhỏ chạy qua. Ch đến khi đ được điệ áp ng ho đạt ện đánh thủn dòng ngư tăng nha chóng, d ng, ược anh diode bị đánh thủng. h - Diode có điệ trở thuận thấp, điện tr nghịch ca ện rở ao. Thí T nghiệm 2 : Hình minh họ mối quan hệ giữa dạn sóng vào và sóng ra c chỉnh lưu bán kỳ dươ H ọa ng của u ơng.
Quan hệ giữa sóng v và sóng ra của chỉnh lưu bán kỳ dương. ệ vào h ỳ Mạch chỉ lưu diod bán kỳ : ỉnh de * VI (pk) = 1V Vo (p = VI (pk) – 0.6 = 0.4V pk) Với 0.6V là sụt áp trê CR1 V ên * VI (pk) = 2V Vo (p = VI (pk) – 0.6 = 1.4V pk) * Vo(pk) = 3V Vo(av = 0.318 x Vo(pk) = 0.9 vg) 954V Kết luận : - Chỉnh lưu bán kỳ là qu trình biến đổi tín hiệu xoay chiều thành xun một chiều suốt b uá n u u ng u nữa chu k kỳ. - Diode và điệ trở tải hìn thành một chỉnh lưu b kỳ. ện nh bán - Khi anode của diode đư kết nối v tín hiệu x c ược với xoay chiều, thì tín hiệu r là xung d ra dương trong bán kỳ dương. n - Khi cathode của diode được kết nố với tín hiệ xoay chiề thì tín hiệu ra là xun âm e ối ệu ều, ng trong bán kỳ âm. n - Sụt áp trên diode giảm đ thế ra củ chỉnh lưu toàn kỳ. d điện ủa u Chủ đề 3 : Chỉnh lư toàn kỳ v mạch lọc. ưu và . Mục M đích : Hiểu, giải thí và kiểm chứng mạc chỉnh lưu toàn kỳ, m H ích m ch u mạch lọc và m mạch nhân đôi điện áp. Thí nghi 1 : Chỉn lưu toàn k iệm nh kỳ Vo(pk) = 10V Vo (avg) = 0.636 x Vo(p = 6.36V pk)
Mạch chỉnh lưu toàn kỳ : h t Ta có : VI (pk-pk) = 20V fI = 100H V, Hz fo = 2x fI = 200Hz x z Vo(pk) = VI(pk) – 2x = 8.8V x0.6 Vo(avg) = 0.636 x Vo(pk) = 5.59V ) V Kết luận : - Mạch chỉnh lưu cầu toàn kỳ chuyển đổi cả 2 pha của tín hiệ xoay chiều vào thành xung h n n ệu u ra 1 chiều u - Tần số của tín hiệu ra gấ 2 lần tần số vào t ấp - 4 diode tạo thành mạch chỉnh lưu c h cầu. vì vậy dòng chỉ ch qua 2 dio trong cù 1 hảy ode ùng thời gian n - 2 diode dẫn sẽ hướng đi áp làm ch dòng tải l iện ho luôn chạy th 1 hướng heo - Điện áp đỉnh ra nhỏ hơn diện áp đỉn vào vì do sụt áp trên 2 diode. h n nh - Vo(avg)=0.636xVo(pk) Thí nghi 2 : Mạch lọc iệm h Vo(pk) = 1 V 10 Vo(pk) = 12V Thêm tụ C1 vào mạc như hình v ch vẽ Hình 1 h Với V VOM, dò điện DC ra = 12V òng C Kết nối th R2 vào mạch như h hêm hình 1 Dự vào máy hiện sóng, đ thế gợn sóng : ựa điện
Vr(pk) = 50mV Điện Đ thế DC ra : Vo = 9.2V 9 Nối N thêm C2 song song v C1 và R2 như sau : vói 2 Dựa D vào máy hiện sóng, đ thế gợn sóng : y điện n Vr(pk) = 60mV Điện Đ thế DC ra : Vo = 8.7V 8 Kết luận : - Tụ lọc ra đư gọi là tụ hóa khi kết nối ngang v tín hiệu c ược với chỉnh lưu ra. - Tụ xả nhanh chóng tại đ thế chỉn lưu đỉnh. h điện nh - Điện thế ra giữa 2 xung bằng không tụ đã nạp đ g, được xả và c cung cấp dòn qua tải. ng - Trước khi điện áp tụ rơ chậm, mộ xung ra kh từ bộ ch đ ơi ột hác hỉnh lưu sẽ được nạp lạ cho ại đến khi tụ đạt đến điệ áp đỉnh. ụ ện - Thời gian xả trên tụ lớn hơn thời gia nạp. ả an - Độ gợn sóng tồn tại tron dải Volt c thể được g g ng có giảm xuống đến dải mV V. Thí nghi iệm 3 : Mạch nhâ đôi điện á ân áp Cho mạch như hình vẻ : o h VI(pk) = 10V Vo(pk) = 2x VI( = 20V (pk) VC1 = VC2 = 10V
Độ Đ gợn r = 20 0mV(pk-pk) ) * Thay đổi RL = 39KΩ Độ gợn r = 54m ộ mV(pk-pk) Vo = 12V Kết luận : - 2 diode và 2 tụ lọc có th tạo thành mạch nhân đ điện áp. hể đôi - Mạch nhân đôi điện áp chỉnh lưu t hiệu vào và lọc tín h p tín hiệu ra có đi áp bằng 2 lần iện điện áp vvào. - Tại mỗi nữa chu kỳ của tín hiệu xoa chiều, gồm một diode dẫn và 1 tụ nạp. a ay m e ụ - Bời v : vì + 2 tụ mắc nố tiếp ngang qua điện áp ra nên tín hiệu ra một chiều bằng tổng điện áp trên ối g p p 2 tụ. + 1 tụ nạp tro suốt nữa bán kỳ của tín hiệu AC tần số gợn sóng ra củ mạch nhâ đôi ong a a C, n ủa ân điện áp bbằng 2 lần tầ số tín hiệu vào. ần u Chủ đề 4 : Sửa dạng sóng bằng Diode và ổ định điện áp bằng Z g g ổn n Zener. Mục đích : Khả sát nguyê lý hoạt độ của mạc sửa dạng sóng bằng diode, hoạt động ảo ên ộng ch của diode Zener, sự ổn định điện áp bằng dio Zener. e ổ n ode * Mạch x (giới hạ xén ạn). Với V1 = 0V Điện thế đỉnh ra dươ : Vo (pk) = 0.6V ơng Vớ V2 = 0V ới Điện thế đ đỉnh ra âm : Vo(pk) = -0.6V V Với V1 = 2V Điện thế đỉnh ra dươ : Vo (pk) = 2.6V ơng Với V2 = -2V Điện thế đđỉnh ra âm : Vo (pk) = -2.6 6V * Mạch g ghim :
VI(pk) = 5V, fI = 1000Hz + V1 = 0V Điện Đ thế đỉnh ra âm : Vo ( = -5V h (pk) + V1 = 3V Điện Đ thế đỉnh ra dương : Vo (pk) = 3.6V h V VI(pk) = 5V, fI = 1000Hz + V2 = 0V Đ thế đỉnh ra dương : Vo (pk) = -3.6V Điện h Kết luận : - Mạch xén bao gồm 1 diode và 1 tran nsistor mắc nối tiếp như là một chỉnh lưu bán kỳ, và mắc song l h song để xén tín hiệu ra (d s t dương hoặc âm). - Cả hai tín hi AC của d iệu dạng sóng ra có thể được giới hạn bở 2 mạch xé diode. a ởi én - Khi đặt điện áp phân cự vào diode, điện thế xé được thiết lập. n ực , én t - Mạch ghim là một mạch xén suy giả có 1 diod và 1 mạch RC. h ảm de h Exercise 1 : Zener e Nối mạch như hình vẽ : h v uyến của dio Zener Đặc tu ode Kết luận : - Diode được thiết kế để h động an toàn trong miền đánh t hoạt n thủng. - Tại phân cự thuận,diod Zener đón vai trò nh một diode chỉnh lưu. ực de ng hư e
- Dựa vào đặc tuyến phân cực ngược của diode Z n c Zener chỉ rằn diode Zen sẽ ngưng dẫn ng ner g khi VZ đạ tới điểm đánh thủng. ạt đ - Tại VZ, dòng ngược tăng nhanh, điệ áp ngược tăng rất chậm g ện m. - Trong mạch diode Zen điện trở được mắc nối tiếp với điện trở Z h ner, ở i Zener để giớ hạn ới dòng có g trị bằng dòng IZT. giá d Exercise 3 : Sự ổn định điện áp bằng diode Zener. e đ VR5 (V) IL (Ma) V0 (v) VR3 (mV) IZ (mAA) 1 10 0 6.71 194.1 19.4 1.5 15 5 6.67 154.6 15.46 2 20 0 6.64 155 11.5 5 50 0 5.53 0 0 Kết luận : - Diode Zene được sử dụ trong cá mạch điều hòa điện á do mức đ er ụnh ác u áp điện áp Zene hầu er như khôn thay đổi. ng - Diode Zener sẽ giữ mức điện áp ra bằng mức điện áp Zener bất chấp c biến thiên của c r, các n điện áp nnguồn cung cấp và điện t tải. c trở - Dòng điện tổng trong m mạch ổn địn điện áp b nh bằng diode ZZener là tổn dòng chảy qua ng y diode Zener và dòng chảy qua tải. - Các Diode Zener thực h hiện tốt sự đ điều chỉnh đ điện áp bởi v IZ có thể thay đổi đán kể vì ng theo sự th đổi nhỏ của điện áp đặt vào khi làm việc ở v hay vùng đánh thhủng. - Lượng tăng lên của dòn tải sẽ đượ bù bằng lượ giảm của dòng Zene đặc tính n sẽ ng ợng a er, này cho khả nnăng điều hò tải của bộ ổn định điệ áp. òa ộ ện - Độ ổn định của tải theo phần trăm đ o được đo bằn độ thay đ điện áp tr tải do sự thay ng đổi rên ự đổi ở tải. Chủ đề 5 : Tiếp giáp của Transi p istor và sự p phân cực Dc cho Transi c istor PNP. Mục đích : Xác định và giải thích các đặc tính và nguyên lý h c c à hoạt động c Transisto áp của or, dụng bằn cách đo th các transi ng hử istor, và khảo sát chuyển mạch bằng transistor. o n g Exercise 2 : e VE = -1.5V - VBE = 0mV VCE = -13.6V
(R1 = 10KΩ) R VBE = -0.74V VCE = -0.04V VR2 = 13V V I C = R 2 = 13V / KΩ R2 R1 = 1MΩ) 1 VR2 = 3.48V V I C = R 2 = 3.4 x10 −6 V / KΩ 48 R2 IC = 0.00348mA 0 VBE = -0.65V VCE = -9.7V Kết luận : - Transistor lưưỡng cực có thể làm việ như một c ó ệc chuyển mạch bằng sự tha đổi dòng Base h ay từ mức 0 đến giá trị lớn nhất. l - Để tiếp giáp JE phân cự thuận, thì base của tra p ực ansitor PNP sillicon phả có mức kh ải hoảng 0.5Vdc đ 0.8Vdc, âm hơn so v cực Emit đến với ter. - Điện trở của tiếp giáp JC tùy thuộc v dòng IB. a vào - Tiếp giáp JE được phân cực thuận s làm cho đ n sẽ điện trở Coll lector – Emiitter rất thấp cho p, phép dòn chảy trong mạch tươn tự như mộ chuyển mạ kín. ng g ng ột ạch - Khi tiếp giá JE được p áp phân cực ngư ược, dòng IB = 0 gây ra điện trở Co a ollector - Em mittor rất cao, c chặn dòng ch trong mạ Collecto tương tự n chuyển m hảy ạch or, như mạch hở. - Khi dòng Co ollector lớn nhất, transis dẫn bão hòa nên VCE gần bằng k stor E không. - Khi dòng IB = 0 thì kh hông có dòn IC,transis ng stor ở vùng ngắt, VCE g bằng điệ áp gần ện nguồn cu cấp ung IE = IB + IC Vì V mức dòng IB không đá kể, nên IC và IE gần n bằng nh áng như hau. Chủ đề 6 : Đường tả và hệ số k ải khuyếch đại của Transis stor Mục đíc : Hiểu, giải thích và kiểm chứng các trạng thái hoạt độ và ảnh hưởng của h số ch g à ộng hệ khuếch đ của Trans đại sistor nên cá dòng điện của transistor bằng cách sử dụng đư ác h ường tải DC Đặc tính quan hệ VBEO và IBEO h B Kết luận : + Tiếp giáp PE của transi P istor được ph cực thuậ hay ngượ phụ thuộc vào điện th của hân ận ợc c hế nguồn cu cấp. ung + Đặc tính ph cực thuậ DC của tiế giáp BE t hân ận ếp transistor tươ tự như c diode khá ơng các ác + Dòng điện phân cực gi Base và Emittor từ 0 đến dưới microamp c đến khi VBEO iữa cho đạt 0.5V
+ VBE nằm tr rong khoảng 0.5V đến 0 g 0.8V, dòng IBEO tăng nh hanh chóng v VBEO tăn rất với ng nhỏ. + Sau khi dòn Base – Em ng mitter đạt 2m điện áp phân cực thu gần như không đổi mA, uận ư 1.Quan h IB VÀ IC hệ tính miêu tả quan hệ giữ IB và IC (IC = ßIB) Đặc t ữa I Từ đồ thị ta có IB = 100µA ị, ß = IC / IB = 80 Kết luận : - Dòng IC lớn của transistor được điề khiển bởi dòng IB nhỏ n ều ỏ - Tỷ số dòng IC và IB đượ gọi là hệ s khuyếch đ dòng tran ợc số đại nsistor. - Dòng IE = IC + IB - IB = 5%IE Exercise 1 : Đường tải tĩnh và h số khuếc đại. e g hệ ch * Điều kiện điện th bão hòa hế VBE = 0.634V VCE = 0.077V VR9 = 0.211V VR6 = 0.031V * Điều k kiện điện thế ngưng dẫn ế n. VBE = 0V VCE = 10V VR9 = 0V VR6 = 0V * Điều k kiện điện thế vùng tuyến tính. ế n VBE = 0.61V VR9 = 0.165V VR6 = 0.008V Kết luận : - Họ đặc tuyế dòng Coll ến lector là đồ t dòng của Collector th điện áp C thị heo Collector-Em mitter khi dòng base là thôn số. ng - Do ß hầu như không đổi ở vùng tích cực của transist nên đồ t theo điệ áp g tor thị ện r-Emitter kh dòng base không đổi là đặc tuyến t Collector hi à tăng rất ít. - Điểm Q ha điểm làm việc là điểm giao chéo g ay m giữa đường tải và IB và sẽ được xác định c bằng điều kiện phân cực DC của transistor. u
- Các mạch transitor được sử dụng để khuếch đại tín hiệu nhỏ, thường được thiết kế để có điểm nằm ở trung tâm đường tải. điều này sẽ cho khoảng hoạt động trong vùng tích cực đối với tín hiệu AC đặt vào. - Việc xác định đường tải sẽ bị ảnh hưởng theo các thay đổi ở nguồn cung cấp collector hay trị số của điện trở collector.