VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY ******** LAB REPORT ON ANALOG ELECTRONICS DESIGN – ELT3102 24 Student Name Nguyen The Anh Student ID 19021404 Mentors Pham Dinh Tu[.]
VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY ******** LAB REPORT ON ANALOG ELECTRONICS DESIGN – ELT3102 24 Student Name: Nguyen The Anh Student ID: 19021404 Mentors: Pham Dinh Tuan Chu Thi Phuong Dung Tuần 2: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC BJT VÀ CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI I.Khảo sát đặc tuyến I-V transistor loại NPN PNP: -Sử dụng sơ đồ mạch A2-1: 1.1 Kiểm tra sơ transitor Digital Multimeter 1.2 Đo đặc tuyến lối iC= f(vCE) với iB = const transistor NPN Bảng số liệu sau chạy mơ phỏng: Dịng iB(chỉnh P1) 10uA 20uA 30uA 40uA Chỉnh P2 Vce 5.44 4.69 3.09 2.37 1.55 0.2 0.18 0.17 0.16 Ic 1.34 1.33 1.3 1.31 1.3 1.29 1.24 1.18 1.16 1.1 Vce 4.77 4.54 4.3 4.09 0.84 0.15 0.14 0.12 0.12 0.12 Ic 2.43 2.42 2.4 2.41 2.34 1.83 1.49 1.31 1.19 1.11 Vce 3.88 3.22 2.26 1.62 0.23 0.21 0.18 0.15 0.14 0.13 Ic 3.56 3.54 3.50 3.48 3.38 3.29 3.05 2.59 2.43 2.09 Vce 3.61 3.17 2.7 2.31 0.28 0.16 0.14 0.11 0.09 0.09 Ic 4.72 4.7 4.7 4.66 4.54 3.61 2.71 1.89 1.37 1.16 -Từ bảng số liệu, ta có sơ đồ họ đặc tuyến I-V: �� ����2− ����1 = ���� ���� 3.88 2− �� −2.43 �� −20µ 30µ ���� = 145 = ���� 1.3 Đo đặc tuyến lối iC = f(vCE) với iB = const transistor PNP Bảng A2-B2 Kiểu Dòng ib (chỉnh P1) PNP 10uA 20uA 30uA chỉnh P2 VCE 5.23 4.54 4.2 2.2 1.58 0.17 0.16 0.14 IC 1.33 1.32 1.3 1.28 1.2 1.24 1.16 1.14 1.1 VCE 4.83 4.01 2.3 0.23 0.1 0.15 0.14 0.13 0.12 IC 2.06 2.06 2.0 2.04 1.6 1.56 1.45 1.21 1.11 VCE 3.84 2.63 0.2 0.18 0.1 0.14 0.13 0.12 0.11 IC 3.04 3.04 3.0 2.83 2.5 2.13 1.83 1.7 1.24 40uA VCE 4.69 3.14 0.8 0.22 0.1 0.14 0.12 0.1 0.09 IC 3.89 3.89 3.8 3.82 3.1 2.65 2.25 1.4 1.3 -Ta có sơ đồ họ đặc tuyến I-V: �� ����2− ����1 = ���� ���� 3.04 2− �� −2.06 �� −20µ 30µ ���� = ���� II Khảo sát khuếch đại kiểu Emitter chung CE: -Sử dụng sơ đồ mạch A2-2: = 98 2.1,Đo hệ số khuếch đại: - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát dạng sin, tần số 1kHz, biên độ sóng 50mV (quan sát kiểm tra trước máy sóng) - Nối chốt theo bảng A2-B3 Nối J3 không nối J7 Ứng với cấu hình nối,vẽ dạng tín hiệu đo biên độ, mặt tăng xung Chú ý, J = biểu thị có nối, J = khơng nối Ghi kết đo biên độ VOUT vào bảng: Kiểu Trạng thái J1 J2 J4 J5 J6 J8 J9 Biên độ VOUT A K=K1 0 0 240mV 2.4 K=K2 1 0 230mV 4.6 K=K3 0 0 65mV 1.3 K=K4 0 575mV 11.5 Có tải 0 500mV 10 1 1 -Hình ảnh mơ dạng sóng lối trường hợp nối khóa : +)K1: +)K2 +)K3: +)K4: +) Có trở ra: -Nhận xét: Dạng sóng hai kênh máy sóng ngược pha Nguyên nhân hệ số khuyếch đại mạch âm, tính theo cơng thức: -Thử với trạng thái K1 tăng dần biên độ Vin, Vin=2V biên độ Vout bắt đầu bị méo -Nguyên nhân méo dạng là tượng biên, lối bị bão hồ nguồn ni lối vào q lớn Thế Vout vượt qua mức ngưỡng L+ L- hình bên Vùng méo dạng gọi vùng bão hoà chế độ hoạt động transistor -Chọn điểm làm việc Q nằm vùng Acitve để biên độ sóng đầu đạt cực đại 2.2 Đo đáp ứng tần số khuếch đại Bảng A2-B4 f 100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 5MHz 7MHz 10MHz Vin 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV Vout 118.75mV 118.75mV 118.75mV 113.75mV 106.25mV 91.25mV 75mV A 4.75 4.75 4.75 4.55 4.25 3.65 -Sự phụ thuộc A vào f (f tăng A giảm) - 61.25mV 2.45 Nguyên nhân suy giảm tần số thấp cao tụ ký sinh bên lớp tiếp giáp p-n tụ ghép tầng mạch khuyếch đại 2.3 Khảo sát mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung 2.3.1 Xác định hệ số khuếch đại: Bảng A2-B5 Kiểu Trạng thái J1 J2 J4 J7 Vin Vout A Khơng có phản hồi âm 0 50mV 5.6V 112 Có phản hồi âm 1 0 50mV 250mV Có phản hồi âm 1 50mV 3.8V 76 Có phản hồi âm 1+2 1 50mV 200mV 2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số: Bảng A2-B6 f 100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 7MHz Vin nối J1,J5,J7 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV Vout nối J1,J5,J7 10V 10V 10V 9.75V 8.35V 1.6V 800mV A 200 200 200 195 167 32 16 Vin nối J2,J4,J5 50mV 50mV 50mV 50mV Vout nối J2,J4,J5 210mV 210mV 210mV 200mV 4.2 4.2 A 4.2 10MHz 20MHz -Các mục bỏ trống đo máy yếu tải tần số cao -Mục thực tiếp điều kiện máy tính khơng hoạt động tần số cao 2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào: Bảng A2-B7 Trạng thái J1 J2 J4 J5 J7 J8 Vm(0) Vm(1) Rin Khơng có phản hồi âm 0 1 200mV 200mV oo Có phản hồi âm 1+2 1 0 200mV 200mV oo -Do phần mềm mô Proteus dùng nguồn lý tưởng có trở Rin = vơ ta khơng thể tính cụ thể -Tác động phản hồi âm lên mạch CE chung: Tuy làm hệ số khuếch đại mạch giảm (1 + β) lần mạch phản hồi âm đem lại tính chất quý báu khác cho khuếch đại, là: +Làm tăng tính ổn định khuếch đại + Làm tăng dải truyền qua khuếch đại lên (1 + β) lần + Làm tăng trở vào khuếch đại lên (1 + β) lần + Làm giảm trở khuếch đại xuống (1 + β) lần III Khảo sát khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter): -Sử dụng sơ đồ mạch A2-3: -Nối chốt J2 thay đổi giá trị điện trở P1, làm thay đổi dòng base transistor T1 theo lần đo Ta bảng số liệu sau: Dòng iB /T1 (chỉnh P1) Dòng iE /T1 IB1 = 0.2 mA IE1 = 34 mA IB2 = 0.3 mA IE2 = 45.5 mA -Hệ số khuếch đại dòng DC: �� �� 1( ����2− ����1 )= 2− ���� -Lặp lại thực +)Nối J1: �� ���� = 45.5−34 0.3−0.2= 115 nghiệm với chốt J1,J3 Ta có kết bảng số liệu sau Dòng iB /T1 (chỉnh P1) Dòng iE /T1 IB1 = 0.02 mA IE1 = 5.23 mA IB2 = 0.03 mA IE2 = 6.09 mA 2(��) =����2− ����1 2− ���� ���� 6.09−5.23 0.03−0.02= 86 +)Nối J3: �� Dòng iB /T1 (chỉnh P1) Dòng iE /T1 IB1 = 0.2 mA IE1 = 34.6 mA IB2 = 0.3 mA IE2 = 47 mA 3(��) =����2− ����1 2− ���� ���� 47−34.6 0.3−0.2==124 -Nhận xét: Hệ số khuếch đại dòng DC A3(I) > A1(I) > A2(I) Do đó, ta thấy giá trị trở R chân E transistor nhỏ hệ số khuếch đại dòng DC lớn IV Khảo sát khuếch đại kiểu Base chung CB: -Sử dụng sơ đồ mạch A2-4: - Đo hệ số truyền dòng α: Chỉnh biến trở P1 để dòng emitter iE ứng với giá trị cho bảng A2-B9 Ghi giá trị dòng collector iC vào bảng Dòng IE/T1(chỉnh P1) Dòng IC/T1 IE1 = 0.1 mA IC1 = 0.06 mA IE2 = 0.15 mA IC2 = 0.12 mA = - hệ số truyền dòng: �� ���� 2−IC1 ����2− ����0.15−0.11= = 0.12−0.06 1.2 Hệ số khuếch đại khơng có trở tải Hệ số khuếch đại có trở tải So sánh mát biên độ sóng nối trở tải cho khuếch đại emitter chung CE, collector chung CC base chung CB Kết luận sơ khả ứng dụng loại Ở trường hợp nối trở tải làm giảm hệ số khuếch đại CE giảm lớn hệ số khuếch đại cao Về khả ứng dụng CE thường dùng với mục đích khuếch đại hệ số khuếch đại cao Zin cao CC dùng làm đệm CB dùng chung với mạch nối tầng để loại bỏ hiệu ứng Miller tăng băng thông