LỜI MỞ ĐẦU I. Khảo sát đặc tuyến IV của các loại diode 1. Đo đặc tuyến IV với các diode Si (D1) và Ge (D2) thông thường 2. Đo đặc tuyến IV của diode Zener (D3) 3. Đo đặc tuyến IV với các diode phát quang LED: D4, D5, D6, D7 II. Khảo sát mạch chỉnh lưu 1. Sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng và lọc gợn sóng 2. Sơ đồ chỉnh lưu toàn sóng dùng thứ cấp biến thế ra có điểm giữa IV. Các mạch dịch mức tín hiệu và hạn biên dùng diode 1. Bộ dịch mức một chiều DC của tín hiệu 2. Bộ hạn chế tín hiệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - - BÁO CÁO MÔN HỌC THỰC TẬP ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ THỰC NGHIỆM 1: CÁC LOẠI DIODE VÀ MẠCH ỨNG DỤNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn A Lớp: Nguyễn Văn B **** Giảng viên hướng dẫn: *** Hà Nội, ngày * tháng * năm *** MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I Khảo sát đặc tuyến I-V loại diode Đo đặc tuyến I-V với diode Si (D1) Ge (D2) thông thường .2 Đo đặc tuyến I-V diode Zener (D3) 3 Đo đặc tuyến I-V với diode phát quang LED: D4, D5, D6, D7 II Khảo sát mạch chỉnh lưu .5 Sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng lọc gợn sóng Sơ đồ chỉnh lưu tồn sóng dùng thứ cấp biến có điểm IV Các mạch dịch mức tín hiệu hạn biên dùng diode 10 Bộ dịch mức chiều DC tín hiệu 10 Bộ hạn chế tín hiệu 12 LỜI MỞ ĐẦU Đầu tiên, chúng em muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cán khoa trường tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em suốt q trình nghiên cứu hồn thiện báo cáo Nhờ hướng dẫn thầy/cô, chúng em có hội tiếp cận với kiến thức, phương pháp kỹ cần thiết để thực đề tài cách hiệu Thầy/cô sẵn sàng giải đáp thắc mắc cung cấp lời khun hữu ích giúp tơi cải thiện kết nghiên cứu Dưới báo cáo chúng em, mong thầy/cô nhận xét đánh giá I Khảo sát đặc tuyến I-V loại diode Đo đặc tuyến I-V với diode Si (D1) Ge (D2) thông thường Đo vùng thiên áp thuận: Hình 1- a VD 471.5 (mV) 481.1 (mV) 497.9 (mV) 507.4 (mV) 515.1 (mV) 522.1 (mV) 0.766 (V) (V) ID 0.08 (mA) 0.1 (mA) 0.15 (mA) 0.18 (mA) 0.21 (mA) 0.25 (mA) 6.32 (mA) 17.77 (mA) -11.81 (V) -11.75 (V) -11.7 (V) -11.65 (V) Đo vùng thiên áp ngược: Hình 1- b VD -11.95 (V) -11.91 (V) -11.85 (V) -11.83 (V) ID -0.03 (mA) -0.03 (mA) -0.03 (mA) -0.03 (mA) -0.03 (mA) -0.03 (mA) -0.03 (mA) -0.03 (mA) Nhận xét kết đặc điểm mắc thuận mắc ngược diode: - Nhận xét kết đặc điểm mắc thuận là: Lúc đầu Vd tăng từ 471.5 mV đến 522.1 mV Id tăng chậm từ 0.08 mA đến 0.25 mA Vd tăng đến 0.766 mV Id bắt đầu tăng nhanh đến 6.32 mA - Nhận xét kết đặc điểm mắc ngược là: Vd thay đổi không ảnh hưởng đến Id Id xấp xỉ Trả lời câu hỏi: - Điện trở Rs sơ đồ đo I-V sử dụng để bảo vệ diode cách giới hạn dòng điện tối đa chảy qua diode, đồng thời giúp đảm bảo diode hoạt động Nếu khơng có điện trở bảo vệ, áp dụng điện áp lên diode, dịng điện tăng lên cao, gây tải làm hỏng diode - Biểu điện trở Rs P1 đường đặc tuyến I-V: Khi giá trị biến trở P1 thay đổi giá trị Vd Id thay đổi Đường đặc tuyến I-V phụ thuộc vào giá trị Vd Id nên phụ thuộc vào giá trị điện trở - Đối với diode Si: Von = 0.7 V, dải biến đổi nhỏ 0.766 < Vd < (V) cho dải biến đổi dòng lớn 6.32 < Id < 17.77 (mA) Đo đặc tuyến I-V diode Zener (D3) Đo vùng thiên áp thuận: VD 0.69 0.77 0.846 0.9 1.052 1.2 1.6 1.9 ID (V) (V) (V) (V) (V) (V) (V) (V) 0.07 (mA) 0.08 (mA) 0.09 (mA) 0.11 (mA) 0.15 (mA) 0.19 (mA) 0.37 (mA) 16.59 (mA) Đo vùng thiên áp ngược V -8 (V) -9 (V) -10 (V) -11 (V) -12 (V) -13 (V) -14 (V) -15 (V) ID 1.1 (mA) 1.6 (mA) 2.1 (mA) 2.5 (mA) (mA) 3.55 (mA) (mA) 4.7 (mA) VD 5.56 (V) 5.57 (V) 5.6 (V) 5.62 (V) 5.63 (V) 5.67 (V) 5.69 (V) 5.72 (V) Hệ số ổn áp Diode Zener (D3): β ( %) = ( 5.72−5.56 ) ×100 %=2,28 % ( 15−8 ) Nhận xét kết quả: - Diode Zener loại diode đặc biệt thiết kế để hoạt động chế độ thuận ngược, sử dụng thành phần ổn áp mạch điện - Đặc điểm mắc thuận - ngược vai trò ổn áp Diode Zener: + Khi mắc thuận: Diode Zener hoạt động diode Si + Khi mắc ngược: Diode Zener có khả chịu điện áp ngược lớn mà không bị phá hủy Khi điện áp nghịch tăng đến giá trị lớn điện áp Vz cho phép dịng điện ngược qua đồng thời ổn định điệp áp hai đầu Vz - - Đặc điểm đặc tuyến I-V diode zener: + Vùng phân cực thuận tương tự diode chỉnh lưu Còn vùng phân cực ngược ban đầu xuất dòng điện nhỏ, Vd tăng đến 5,6V dịng điện qua diode tăng lên đồng thời diode giữ ổn định mức điện áp -5.6V khơng bị đánh thủng Vai trị Diode Zener mạch ổn áp: giúp điện áp đầu ổn định với độ gợn sóng thấp điều kiện dịng tải khác Đo đặc tuyến I-V với diode phát quang LED: D4, D5, D6, D7 LED đỏ Điểm bắt đầu sáng Sáng trung bình Sáng rõ Thế ni +V 1.95 (V) 9.7 (V) 11.82 (V) Dòng qua LED - ID4 0.16 (mA) 10.3 (mA) 12.9 (mA) Sụt LED -VD4 1.845 (V) 2.89 (V) 3.2 (V) II Khảo sát mạch chỉnh lưu Sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng lọc gợn sóng Hình 1.4: Mạch chỉnh lưu nửa sóng Sơ đồ nguyên lý khảo sát mạch chỉnh lưu nửa sóng tương tự hình 1.4, sử dụng diode D1 trở R1 mạch sau: - Kết đo: - Giải thích khác dạng sóng A OUT, chênh lệch đỉnh tương ứng: + Sự khác dạng sóng A OUT do: nửa chu kỳ dương sóng vào, điện áp lớn điện áp ngưỡng diode diode phân cực thuận cho dòng điện qua Khi điện áp nhỏ điện áp ngưỡng diode nửa chu kỳ âm diode phân cực ngược khơng cho dịng điện qua + Sự chênh lệch đỉnh tương ứng diode có điện áp ngưỡng nên biên độ sóng giảm khoảng tương ứng so với sóng vào cụ thể khoảng 0.4V Khảo sát chỉnh lưu có lọc gợn sóng: - Kết đo: - Nhận xét: + Thế gợn sóng: Vr = 0.05V + Thế trung bình: Vdc = 0.8V + Tỷ lệ phần trăm so với trung bình: r = - Vr 0.05 = =0.625=6.25 % Vdc 0.08 Giải thích tượng: + Sóng có dạng gần đường thẳng có gợn sóng có tham gia tụ điện vào mạch Ở chu kỳ dương tụ nạp, đến chu kỳ âm tụ phóng điện qua từ giúp điện áp khơng giảm nhanh mà giảm từ từ Sau đến chu kỳ dương điện áp lại tăng trở lại Vì gây tượng gợn sóng Tỷ lệ gợn sóng tỷ lệ nghịch với điện trở, điện dung tụ điện tần số điện áp lối vào Khảo sát phụ thuộc gợn sóng vào trở tải tụ lọc - Kết đo: Tín hiệu lối nối J2, J3 Tín hiệu lối nối J2, J3 J4 - Nhận xét: + Tỷ lệ gợn sóng: r = Vr 0.18 ×100 %= × 100 %=7.2% Vdc 2.5 + Tỷ lệ gợn sóng tăng lên thay R1 R2 R2 0.7 hay Vin > Vc + 0.7 điốt phân cực thuận, sụt áp điốt Vout - Vc = 0.7 hay Vout = Vc + 0.7 + Khi Vin - Vc 0.7 hay -Vin > Vc + 0.7 điốt phân cực thuận, Vout = -Vc - 0.7 + Khi -Vin - Vc