LỜI MỞ ĐẦU I. Khảo sát đặc tuyến IV của transistor NPN và PNP 1. Kiểm tra sơ bộ transitor bằng Digital Multimeter 2. Đo đặc tuyến lối ra i_C = f(v_CE) với các i_B= const của transistor NPN II. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE 1. Đo hệ số khếch đại 2. Đo đáp ứng tần số của bộ khuếch đại 3. Khảo sát các mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung 3.1. Xác định hệ số khếch đại 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số 3.3. Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào III. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter) IV. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Base chung CB
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 2: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC BJT VÀ CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI 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 transistor NPN PNP Kiểm tra sơ transitor Digital Multimeter 2 Đo đặc tuyến lối i C =f ( vCE ) với cáci B =const transistor NPN II Khảo sát khuếch đại kiểu Emitter chung CE Đo hệ số khếch đại Đo đáp ứng tần số khuếch đại Khảo sát mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung 3.1 Xác định hệ số khếch đại 3.2 Khảo sát ảnh hưởng kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số .10 3.3 Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào 15 III Khảo sát khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter) 15 IV Khảo sát khuếch đại kiểu Base chung CB 17 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 transistor NPN PNP Bản mạch thực nghiệm: A2 - Các bước thực nghiệm: Kiểm tra sơ transitor Digital Multimeter Theo ta biết có loại transistor loại NPN loại PNP Ta sử dụng đồng hồ vạn để đo thang diode - Nối đầu Anot (+) vào chân thay phiên đầu Catot (-) vào chân lại Nếu điện áp hiển thị lần xấp xỉ 0.7 V chân nối Anot (+) chân Base transistor loại NPN - Nối đầu Catot (-) vào chân thay phiên đầu Anot (+) vào chân lại Nếu điện áp hiển thị lần xấp xỉ 0.7 V chân nối Catot (-) chân Base transistor loại PNP Xác định chân C chân E: Ta sử dụng đồng hồ vạn để đo Ohm, đo chân lại đảo chiều que đo Xem xét kết đo Nếu kim vơ bỏ qua Khi đồng hồ giá trị ohm cụ thể, ta xét hai trường hợp - Trường hợp 1: Khi transistor loại NPN, que đỏ chân C, que đen chân E - Trường hợp 2: Khi transistor loại PNP, que đỏ chân E, que đen chân C Đo đặc tuyến lối i C =f ( vCE ) với cáci B =const transistor NPN Dòng Kiể u iB 10 μAA 20 μAA NPN 30 μAA 40 μAA - II Chỉnh P2 (chỉn h P1) vCE (V) i C(mA) vCE (V) i C(mA) vCE (V) i C(mA) vCE iC 11.22 2.5 9.34 5.28 8.04 7 0.82 2.1 0.89 4.37 0.56 5.52 Hệ số khuếch đại dòng: β= 0.375 2.07 0.61 4.27 0.163 4.42 0.206 6.56 0.267 2.03 0.403 4.21 0.131 3.5 0.148 5.48 0.246 0.203 3.84 0.116 2.92 0.117 3.77 0.217 1.96 0.183 3.7 0.109 2.65 0.103 i C 1−¿ i 5.28−2.48 = =¿ ¿280 i B 1−i B 10 C2 Khảo sát khuếch đại kiểu Emitter chung CE Bản mạch thực nghiệm: A2 - 0.183 1.84 0.165 3.49 0.102 2.31 0.094 2.56 0.161 1.71 0.143 3.09 0.097 2.14 0.087 2.22 0.144 1.59 0.127 2.65 0.091 1.9 0.08 1.89 0.126 1.42 0.079 1.18 0.087 1.76 0.075 1.64 Các bước thực nghiệm: Đo hệ số khếch đại Kiể u - Trạng thái J1 J2 J4 J5 J6 J8 J9 Biên độ V out A K = K1 K = K2 K = K3 K = K4 Có tải 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0.236 0.238 0.074 2.12 1.92 4.72 4.76 1.48 42.4 38.4 Nguyên nhân cho thay đổi hệ số khuếch đại ba trạng thái K1, K2, K3 thay đổi trở kháng điện trở mạch điện Với mạch trạng thái K4 có tải J8 nối gây nối tắt R4 chế độ xoay chiều RE hệ số khuếch đại mạch tăng mạnh K = K1 K = K2 K = K3 K = K4 Có tải Hình ảnh sóng bị méo dạng: - Tại biên độ V = 0.75V sóng lối bị méo dạng Ngun nhân điện lối vượt ngưỡng bão hịa nên khơng tăng mà có xu hướng giữ nguyên Vùng bị méo vùng bão hòa chế độ hoạt động transistor - Phải chọn điểm làm việc Q vùng active để biên độ đạt cực đại sóng cịn chưa méo dạng Đo đáp ứng tần số khuếch đại f 100Hz 1KHz V¿ 0.05V V out 0.25V 0.05V 0.243 V 100KH z 0.05V 0.23V 1MHz 2MHz 5MHz 7MHz 0.05V 0.055 V 0.05V 0.029 V 0.05V 0.014 V 0.05V 0.011 V 1.1 0.58 0.28 0.22 10MH z 0.05V 0.009V A ¿ V out V¿ 4.86 4.6 0.18 - Dải tần qua khuếch đại từ 100Hz đến 100KHz - Khi tần số sóng vào thay đổi đến giá trị lớn tần số cắt tụ điện khơng có đủ thời gian để sạc đầy từ gây giảm điện áp f = 100Hz f = 1KHz f = 100KHz f = 1MHz f = 2MHz f = 5MHz f = 7MHz f = 10MHz Khảo sát mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung 3.1 Xác định hệ số khếch đại Kiể u Trạng thái J J2 J4 J7 V¿ Khơng có phản hồi âm 0 32.2mV Có phản hồi âm 1 0 54mV 35.5m V 0.24V Có phản hồi âm 1 47mV 7.2V Có phản hồi âm + 1 49.5mV 0.21V V OUT A 1.1 4.44 153.1 4.24 3.2 Khơng có phản hồi âm Có phản hồi âm Có phản hồi âm Có phản hồi âm + Khảo sát ảnh hưởng kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số f 100Hz 1KHz 100KH z 1MHz MHz MHz 10MHz 20MHz 48mV 35.5mV 37mV 20.4mV 18.2mV 27.2mV 38.4mV 73.2mV V ¿ nối J1, J5, J7 V OUT 71mV 0.199V 80mV 19mV 15mV 29mV 56.8mV 19.7mV 1.48 5.61 2.16 0.93 0.82 1.07 1.48 0.27 nối J2, J4, J5 V OUT 53mV 52.6mV 50.4mV 49.2mV 50.4mV 52.6mV 56.5mV 52mV nối J2, J4, J5 0.234V 0.224V 0.19V 48.2mV 27.2mV 9mV 6.6mV 4.9mV 4.42 4.23 3.77 0.98 0.54 0.17 0.12 0.09 nối J1, J5, J7 A= V OUT V¿ V ¿ A= V OUT V¿ Nối J1, J5, J7 f = 100Hz f = 1KHz 10 f = 100KHz f = 1MHz f = 2MHz f = 7MHz 11 f = 10MHz Nối J2, J4, J5 f = 20MHz f = 100Hz f = 1KHz f = 100KHz f = 1MHz 12 3.3 Kiểu f = 2MHz f = 7MHz f = 10MHz f = 20MHz Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào Trạng thái Khơng có phản hồi âm Có phản hồi âm +2 R¿ = V m ( ) R1 V m ( )−V m (1) J1 J2 J4 J5 J7 J8 V m ( 0) V m (1) 0 1 200 mV 0.17 V 3333.3 1 0 200 mV 0.198 V 50000 III Khảo sát khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter) 13 Bản mạch thực nghiệm: A2 – Các bước thực nghiệm: - Trường hợp 1: Nối J2 Hệ số khuếch đại dòng A(I) = - Dòng i E /T1 i B 1=20 μAA i B 2=30 μAA i E 1=5.23 mA i E 2=8.85 mA i E 2−i E =¿ 362 i B 2−i B Trường hợp 2: Nối J1 Hệ số khuếch đại dòng A(I) = - Dòng i B /T1 (chỉnh P1) Dòng i B /T1 (chỉnh P1) Dòng i E /T1 i B 1=20 μAA i B 2=30 μAA i E 1=5.02mA i E 2=8.21 mA i E 2−i E =¿ 322 i B 2−i B Trường hợp 3: Nối J3 Hệ số khuếch đại dòng A(I) = Dòng i B /T1 (chỉnh P1) Dòng i E /T1 i B 1=20 μAA i B 2=30 μAA i E 1=5.12mA i E 2=8.65 mA i E 2−i E =¿ 353 i B 2−i B 14 IV Khảo sát khuếch đại kiểu Base chung CB Dòng i E /T1 (chỉnh P1) Dòng i C/T1 i E 1=0.25 mA i E 2=0.5 mA i C 1=0.15 mA i C 2=0.41 mA Hệ số truyền dòng: α = i C 2−i C1 =¿ 1.04 i E 2−i E Không nối J1 Nối J1 V out ( nốiJ ) V out (không nối J 1) = V¿ V out 50 mV 50 mV 2.4 V 1.38 V 1.38 ≈ 0.58 2.4 Nhận xét mát biên độ sóng nối trở tải cho khuếch đại CE, CC CB ứng dụng thực tế loại: - - Sự mát biên độ sóng nối trở tải cho khuếch đại CE, CC CB: + Bộ khuếch đại CE (Common Emitter) có đặc tính đầu vào có trở kháng thấp, đầu có trở kháng cao, độ khuếch đại lớn Tuy nhiên, khuếch đại CE lại có mát biên độ sóng lớn + Bộ khuếch đại CC (Common Collector) có đặc tính đầu vào có trở kháng cao, đầu có trở kháng thấp, độ khuếch đại nhỏ Vì vậy, khuếch đại CC bị ảnh hưởng mát biên độ sóng + Bộ khuếch đại CB (Common Base) có đặc tính đầu vào có trở kháng cao, đầu có trở kháng thấp, độ khuếch đại nhỏ Bộ khuếch đại CB bị ảnh hưởng mát biên độ sóng Ứng dụng thực tế loại khuếch đại phụ thuộc vào yêu cầu mạch điện cần sử dụng Ví dụ, khuếch đại CE thường sử dụng mạch khuếch đại công suất, khuếch đại CC thường sử dụng mạch đầu ra, khuếch đại CB thường sử dụng mạch cảm biến lọc tín hiệu Tuy nhiên, việc sử dụng loại khuếch đại phụ thuộc vào yếu tố khác kích thước, chi phí, độ tin cậy mạch 15