Đang tải... (xem toàn văn)
1. MỤC ĐÍCH CHUNG Bài thí nghiệm này sẽ khảo sát đặc tính của các loại diode: Si diode, Gediode, Zenner diode, diode phát quang (LED) và các chế độ làm việc của diode. Khảo sát ứng dụng của diode trong các mạch: mạch hạn chế và dịch mức tín hiệu dùng diode, sơ đồ chỉnh lưu và lọc nguồn, bộ hình thành tín hiệu. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Để thực hành tốt được bài thí nghiệm yêu cầu sinh viên cần nắm rõ một số điểm sau: • Hiểu rõ được đặc tính của mặt ghép pn khi có ảnh hưởng của điện trường ngoài. • Vẽ và giải thích được đường đặc tuyến VonAmpe của diode. • Tìm hiểu nguyên lý các mạch ứng dụng diode và vai trò của diode trong mạch hạn chế và dịch mức tín hiệu, mạch chỉnh lưu và lọc nguồn, bộ hình thành tín hiệu.
m r Íí/ĩ^if( tx > t đây: T - chu kì xung vào; tx - độ rộng xung ra; t - độ rộng xung vào 112 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện từ ỉ Bộ môn Điện tư - Viền thông “Vao i '■ ~i~— ! 'ramax T rue tu n g biên diên áp True hồnh hiểu diẻtt th i giati Hình 5-2b Giản đồ xung cùa mạch đơn hài 3.3.2.3 Các bước thực Cấp nguồn +12V cho máng so'đồ A5-2: 113 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư Bộ Điện tu - I iễn thong Hình A5-2 Sơ đồ đơn hài dùng tranzitor Đặt thang đo thê lối vào cúa dao động ký 5V/cm thời gian quét lms/cm - Chinh cho cá hai tia nằm khoảng phần trẽn phán dao động ký - Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Nối kênh dao động ký với lối OUT/C Kiểm tra chế độ chiều cho tranzitor T l, T2 Đo sụt trớ R3, R6 tính dịng qua T l T2 Chinh biến trớ P1 đé TI cấm, khơng có dịng qua, T2 dẫn Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR cua thiết bị ATS-1 IN chế độ: phát dạng vng góc (cơng tắc FUNCTION vị trí vẽ hình vng góc), tần số 1kHz (cơng tắc khống RANGE vị trí lk chinh bổ sung hiến trờ tinh FREQUENCY) Biẽn độ lOOmV (chinh biến trớ biên độ AMPLITUDE) 114 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tủ Bộ môn Điện tử - Viễn thông Nối lối máy phát xung với lối vào A/IN mạch A5-2 Tãng dần biên độ máy phát xung lối có tín hiệu Đo biên độ xung vào điện base T I (thế ngưỡng) emitter TI - T2 Đặt biên độ xung máy phát = 500mV Vặn biến trở P1 lối xuất tín hiệu Giải thích mối liên hệ base T I biên độ xung cần để khởi động sơ đồ Đo độ rộng xung ra, tìm hệ số k liên hệ độ rộng xung với C2.R5: T = k.C2.R5 Vẽ lại dạng tín hiệu tương ứng điểm: - Tín hiệu vào; - Tín hiệu collector T I ; - Tín hiệu base T; - Tín hiệu collector T2 (lơi ra) Giải thích q trình hình thành độ rộng xung ra? 3.3.3 Sơ đồ m áy p h t U JT B1 3.3.3.1 N h iệm vụ Tim hiểu nguyên tắc làm việc, tính chất đóng mớ cúa UJT sao, lúc UJT lại có điện trờ âm nguyên tắc phóng nạp cùa tụ điện Ẽ 115 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tứ Bộ Điện tu - I iễn tháng' 3.3.3.2 N guyên lý hoạt động Sơ đồ nguyên lý dạng sóng dao động trình bầy hình đây: a ) Tranzitor chuyển tiếp (UJT) Tranzitor chuyển tiếp (Unijuntion tranzitor - UJT) đơi cịn gọi điốt đáy Tuy gọi tranzitor có nguyên lý hoạt động khác hoàn toàn so với tranzitor lưỡng cực hay tranzitor truờng UJT chế tạo phiến bán dẫn N pha tạp Người ta tạo vùng bán dẫn loại p pha tạp nhiều sau từ miền bán dẫn loại p nối điện cực gọi emitơ (E) Hai đầu phiến N nối hai điện cực gọi bazơ bazơ hình vẽ bên Từ cấu tạo UJT ta có sơ đồ tương đương sau: Nếu đặt vào B l, B2 điện áp hình vẽ ta tính điện áp điểm c so với B, E hớ mạch U| —UBBRB,/(RB, + r B2) —u bb/ r bb Điện áp U, điện áp đặt vào catot diode D Khi E hò mạch có dịng IB2 chạy từ B2 đến B| I b — U BB / R bb Nếu E nối đất hay hờ mạch diode D bị phân cực ngược qua emitter E có dịng ngược IBl qua Bây ta xét trường hợp đặt vào EB, điện áp dương Khi tãng UEB1 từ giá trị đến u , IB, giảm xuống điện áp catot anot diode D Tiếp tục tăng UEB| diode D 116 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tử Bộ môn Điện tư - Viễn thơng phân cực thuận, tạo dịng thuận chạy từ cực E vào phiến bazơ cúa UJT Khi dòng thuận xuất hạt dẫn phun từ miền emitter vào miền bazơ làm cho số hạt dẫn miền bazơ B| tăng lẽn đột ngột, làm cho điện trở R BI giảm Vì R BI giảm làm cho U| ngày giảm làm cho điện áp phân cực thuận đặt lên D có xu hướng tăng lên, dòng lị thuận tăng làm cho Ư, tiếp tục giảm Như vậy, IE có xu hướng ngày tăng ƯEB có xu hướng ngày giảm Đó nguyên nhân xuất hiệu ứns điện trớ âm UJT Tuy nhiên, IE tăng mà bị giới hạn điện trờ nội nguồn Kí hiệu tranzitor UJT sau: b ) Mạch tạo xung dùng tranzitor UJT Sơ đồ nguyên lý dạng sóng dao động trình bày hình đây: ĩR Điêc ap • Vec Uc Sơ uguyẾa lv cùa m ạch tao xung dùag UJT Đ acg sóng cùa m ạch tạo Xung dùag UJT 117 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư Bộ môn Điện tu - I iễn thông c) Nguy én lý làm việc Tụ c nạp điện từ nguồn + v , qua RE Khi điện áp trẽn tụ ~ +0.7V UJT mờ tụ c phóng điện qua UJT làm cho điện áp hai cực tụ giảm xuống điện áp bão hoà cùa UJT UJT đóng tụ c lại nạp lần nữa, trình lặp lập lại nên điện áp tụ điện có dạng cưa Nếu mắc BI UJT với điện trở RI lỏi dãy xung có độ rộng xung nhỏ - ♦Vcc r E B2 Uia >R1 Sơ đồ nguyên lý cùa mạch T h i giao Dạng sóng mạch tạo xung dùng UJT 3.3.3.4 Các bước thực hiệit a Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A5-3 b Đặt thang đo lối vào dao động ký 2V/cm/thời gian quét lms/cm Chinh cho hai tia nằm khoáng phán trẽn phán dao động ký Nôi kênh dao động ký với lôi OUT/C 118 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tứ Bộ mơn Điện từ - Viễn thơng Hình A5-3 Máy phát xung sử dụng UJT c Quan sát tín hiệu Vẽ lại dạng tín hiệu Thay đối biến trớ P l, quan sát thay đổi chu kv xung Giải thích nguyên tắc hoạt động sơ đồ? Chú ý: Thay đổi biến trớ p liên quan đến thời gian tích điện cùa tụ Thay đổi giá trị điện dung cùa C l, điện trớ R2 liên quan tới độ kéo dài xung 3.3.4 Sơ đồ hình th n h tín hiệu dạng tam giác 3.3.4.1 N hiệm vụ Để hiểu nguyên tắc làm việc ta phải tìm hiểu nguyên tấc làm việc đậc trưng cúa tụ điện phóng điện qua tranzitor với điều kiện dịng ổn dịng (chú ý có dòng ổn áp lối xung tam giác) 3.3.4.2 N guvèn lý hoạt động Bộ hình thành xung tam giác dựa vào phóng nạp tụ điện Ở chê độ tĩnh, TI thông, Urd ~ 119 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tù ỉ Bộ môn Điện lư - I 'ién thông + ) Q trình qt thuận: Trong thời gian có xung điều khiển vng cực tính ảm đưa tới base T l TI đóng, tụ C1 nạp điện qua T2 với nguồn dịng gần khơng đổi điện áp lấy tụ điện C1 Ư = — Jij-.dt = — t (vì ic số) Đây hàm tuyến tính bậc theo t +) Quá trình quét ngược Khi hết xung điều khiển TI lại mớ bão hòa, tụ điện c phóng điện qua T l Vì điện trớ thơng mạch cúa TI nhị nên thời gian phóng cùa tụ nhỏ có thê nói tức thời nên trình quét thuận xảy với thời gian ngắn Hình 5-4a Dạng xung lối vào mạch tạo xung tam giác 120 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tử Bộ môn Điện tử - Viễn thông 3.3.4.3 Các bước thực Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A5-4 Đặt thang đo lối vào dao động ký 2V/cm, thời gian quét lms/cm Chỉnh cho hai tia nằm khoảng phần phần dao động ký Nối kênh dao động ký với lối OƯT/C Hình A5-4 Bộ hình thành xung dạng tam giác Kiểm tra chê độ chiều cho tranzitor T l, T2 Nối lối vào IN/A lên nguồn 10V Đo sụt trở R5 tính dịng qua T l, T2 Chính biến trờ P1 để T2 dần dòng * + 6mA Sụt collector TI as T I mở bão hồ Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR cùa thiết bị A TS-11N chè độ: phát dạng vng góc (cơng tắc FUNCTION vị trí vẽ hình vns góc), tần số 1kHz (cơng tắc khoảng Ranae vị trí lk 121 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư ì Bộ mơn Điện tư - l iễn thơng bổ sung biến trớ chinh tinh FREQUENCY) Bién dộ 5V (chính biến trờ biên độ AMPLITUDE) Quan sát tín hiệu Vẽ lại dạng tín hiệu Thay đổi biến trở P l, quan sát thay đổi chu kỳ xung Giải thích nguyên tắc hoại động cùa sơ đồ? 122