Đo họ đặc tuyến ra của tranzito lưỡng cực bằng oxilo

Các bước tiến hành thí nghiệm Chuẩn thiết bị trước khi đo:- Bật công tắc Power của Oxilo- Mắc đầu đo kênh CH1 và CH2 vào điểm CAL có ghi giá trị chuẩn 1Vpp hoặc2Vpp tùy theo Oxilo trên

lOMoARcPSD|38842354 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Lớp ET-E5 - - Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử BÀI 3 ĐO HỌ ĐẶC TUYẾN RA CỦA TRANZITO LƯỠNG CỰC BẰNG OXILO BÀI 4 KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN TRUYỀN ĐẠT (BIÊN ĐỘ) CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Đức Họ và tên sinh viên : Nguyễn Trần Tài MSSV : 20193277 Mã học phần : ET3076 Mã lớp: 706650 pg 1 Hà Nội, 3-12-2021 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 BÀI 3 ĐO HỌ ĐẶC TUYẾN RA CỦA TRANZITO LƯỠNG CỰC BẰNG OXILO 1 Cơ sở lý thuyết - Tranzito tiếp giáp lưỡng cực là một linh kiện bán dẫn gồm có 3 miền bán dẫn P,N được xếp xen kẽ với nhau viết tắt là BJT (Bipolar Junction Transistor) Tùy theo trình tự sắp xếp các miền bán dẫn P,N mà có 2 loại Tranzito tiếp giáp lưỡng cực: Tranzito PNP, Tranzito NPN - Ký hiệu và hình ảnh của Tranzito: IE IB C B IC E b) Ký hiệu của Tranzito a) Ký hiệu, các dòng điện và điện áp của PNP Tranzito NPN Hình 3-1: Ký hiệu cả Tranzito NPN và PNP Hình 3-2: Sơ đồồ chân của một vài loại Tranzito NPN và PNP pg 2 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 2 Họ đặc tuyến vào/ra của Tranzito Với Tranzito ngược hay thuận đều có các họ đặc tuyến vào/ra tùy thuộc vào cách mắc mạch của Tranzito (có 3 dạng mắc mạch cơ bản của Tranzito: Mắc kiểu Emitơ chung –EC, mắc kiểu bazơ chung – BC, mắc kiểu Colectơ chung – CC,) Ví dụ: Tranzito mắc kiểu EC thì có: + Họ đặc tuyến vào lý thuyết như hình 3-3 sau đây: Ib = f(UBE) UCE=const I B(µA) UCE31 UCE21 UCE11 UCE3 < UCE2 < UCE1 0 UBE(v) Hình 3-3: Đặc tuyếến vào của BJT ( loại Si ) + Họ đặc tuyến ra IC = f (UCE) IB =const I C(mA) IB4  IB3  IB2  IB1 IB0 IB4 IB3 IB2 IB1 IB0 0 UCE(v) Hình 3-4: Đặc tuyếnế ra của BJT pg 3 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 A LẤY HỌ ĐẶC TUYẾN RA IC = f(UCE) BẰNG OXILO 1 Các thiết bị cần dùng thí nghiệm - Oxilo 2 kênh - Đồng hồ vạn năng - Pannel thí nghiệm - Các linh kiện điện tử để lắp mạch: Tranzito NPN C2383; điện trở 0,1KΩ, 0,56KΩ, 10KΩ, 100KΩ 2 Các bước tiến hành thí nghiệm  Chuẩn thiết bị trước khi đo: - Bật công tắc Power của Oxilo - Mắc đầu đo kênh CH1 và CH2 vào điểm CAL có ghi giá trị chuẩn (1Vpp hoặc 2Vpp tùy theo Oxilo) trên Oxilo - Điều chỉnh chiết áp Calib (nút chuẩn độ lớn tín hiệu) sao cho giá trị đo được trên màn hình đúng bằng giá trị mà điểm CAL đã ghi  Các bước tiến hành bài thí nghiệm Bước 1: - Mắc mạch như sơ đồ hình dưới đây (hình 3-5 ): oscilloscope D R1 18V~ R Rc 0,56K 0,1K 100K CH1(Y) CH2(X) 100K A RB B C S 100K 10K C2383 1 2 E +5V + pg 4 Hình 3-5: Mạch đo đặc tuyếnế ra Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 Bước 2: - Kết nối các kênh đo của Oxilo như sơ đồ trên Công tắc S ở chế độ hở mạch (điểm 1) c) Vặn núm điều chỉnh cường độ sáng Intensity của Oxilo về cực tiểu (vặn hết cỡ về phía trái để tránh hỏng đèn hình) Bước 3: Thiết lập chế độ quét của Oxilo ở chế độ XY (bằng cách ấn nút ở vị trí XY) Tăng dần độ sáng vừa phải (vặn từ từ chiết áp Intensity theo chiều kim đồng hồ) Khi đó trên mà hình Oxilo chỉ còn một điểm sáng, điều chỉnh điểm sáng về gốc tọa độ (ở giữa màn hình) Bước 4: Bật công tắc nguồn S (đưa về vị trí 2) từ pannel thí nghiệm  Khi đó trên màn hình của Oxilo hiển thị dạng tín hiệu như hình 3-6 trên (nhận được trên màn hình Oxilo) Bước 5: Vẽ lại dạng đặc tuyến vừa đo được và tính Ic1 Đo dòng tĩnh IB bằng cách đo URB trong 3 trường hợp (khi đó gỡ bỏ nguồn ~18V) và dùng đồng hồ vạn năng để đo UAB Trên màn hình Oxilo hiển thị dạng đặc tuyến khi thay đổi với giá trị R=100KΩ Đo dòng IB1 Bước 6: Mắc thêm điện trở có giá trị 100K song song với điện trở R Đo dòng IB2 Tương tự mắc thêm điện trở có giá trị 100K nữa sẽ đo được dòng IB3 Bước 7: Quan sát và vẽ lại dạng đặc tuyến vừa đo được (ứng với R=100K//100K) Bước 8: Tiếp tục mắc thêm điện trở có giá trị 100K song song với 2 điện trở R Đo dòng IB3 pg 5 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 Bước 9: Quan sát và vẽ lại dạng đặc tuyến vừa đo được (ứng với R=100K//100K//100K) Ib3= const Ic (mA) R = 100KΩ//100KΩ//100KΩ CH1 R = 100KΩ//100KΩ Ib2= const Ib1= const R = 100KΩ +0 U(V) CH2 Hình 3-6: Đặc tuyếnế ra của BJT ứng với 3 mức dòng Ib 3 Báo cáo kết quả a) Vẽ dạng đặc tuyến đo được (dòng Ic) ứng với 3 giá trị điện trở R (tức ứng với 03 giá trị của Ib) trên cùng một đồ thị Tính các giá trị dòng Ic đo được khi thay đổi giá trị R? pg 6 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 =8/560=14(mA) =15/560=27 (mA) =18/560=32(mA) Lưu ý: giá trị đo được hiển thị trên Oxilo là giá trị điện áp đo trên 2 đầu điện trở Rc khi vẽ trên đồ thị là giá trị của dòng Ic Dòng b) Nhận xét đặc tuyến vừa đo được và so sánh với lý thuyết? +Đặc tuyến thu được sau thí nghiệm có hình dạng của đặc tuyến theo lý thuyết nhưng có hướng ngược lên +Giá trị điện áp của đặc tuyến giảm đi khi ta mắc thêm điện trở song song với R (R giảm) c) Tính các dòng IB thông qua các ở các bước 5, 6, 7, 8 0,4/10.10^3=0,04(mA) 0,75/10.10^3=0,075(mA) 1,1/10.10^-3=0,11(mA) d) Xác định dòng điện IB một chiều ứng với 3 trường hợp đo UBE khi thay đổi giá trị điện trở R theo công thức sau: Với 3 trường hợp như trên, tính các dòng IB thông qua các UBE đã đo (so sánh với dòng IB đo được như ở các bước 5, 6, 7, 8) (5-0,6)/(100+10).10^3=0.04(mA) (5-0,62)/(50+10).10^3=0,073(mA) (5-0,64)/(100/3+10).10^3=0,101(mA) Lưu ý: Dòng IB1 tính tương ứng với khi điện trở R=100KΩ Dòng IB2 tính tương ứng với khi 2 điện trở R=100KΩ mắc song song pg 7 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 Dòng IB3 tính tương ứng với khi 3 điện trở R=100KΩ mắc song song B ĐO CÁC THAM SỐ TÍN HIỆU NHỎ TRONG SƠ ĐỒ TƯƠNG ĐƯƠNG VẬT LÝ , re, rc CỦA TRANZITO 1 Cơ sở lý thuyết: - Các tham số tín hiệu của Tranzito phụ thuộc vào mô hình tương đương (mô hình tham số H, Z, Y và mô hình tương đương vật lý) Các tham số còn phụ thuộc vào cách mắc (BC, EC, CC) sẽ có các ký hiệu và giá trị khác nhau Thông thường người ta đo ở tần số thấp và trung bình hay sử dụng mô hình tham số H và mô hình tương đương vật lý (mô hình tham số re – xem trong giáo trình Cấu kiện Điện tử) - Trong bài thí nghiệm này sẽ đo các tham số của Tranzito theo mô hình tương đương vật lý mắc theo mạch EC bao gồm một số thông số quan trọng sau: ac : Hệ số khuếch đại dòng điện tín hiệu xoay chiều UCE= const re là điện trở tiếp xúc Emitơ ( nếu coi Ie Ic) ta sẽ có : UCE= const re có thể đo thông qua điện trở vào của Tranzito mắc theo Emitơ chung theo công thức: Rv βacre Với UCE= const rc là điện trở tiếp xúc Colector (hay còn gọi là điện trở ra trong sơ đồ tương đương) IB= const 2 Các thiết bị cần dùng thí nghiệm pg 8 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 - Oxilo 2 kênh - Máy phát tín hiệu - Pannel thí nghiệm - Các linh kiện điện tử để mắc mạch: Tranzito NPN C2383; điện trở 0,1KΩ, 0,56KΩ 10KΩ, 100KΩ và tụ điện 10F 3 Các bước tiến hành thí nghiệm - Mắc mạch điện như sơ đồ hình 3-8 dưới đây: R1 oscilloscope D +12 V 0,1K C Rc 0,56K 10F CH1 CH2 A RB B C Y X C2383 + 10K E M R2 Đâồu Máy phát 100K đo tn hiệu +5V a) Đo βac, re: Hình 3-8: Mạch đo các tham sồế , re, rc của Tranzito mắếc theo sơ đồồ - Đặt đầu ra của máy phát tín hiệu tại điểmECM - Bật công tắc nguồn của Pannel thí nghiệm, máy phát tín hiệu và Oxilo - Thiết lập Oxilo ở chế độ quét bình thường và điều chỉnh tín hiệu Ura từ máy phát tín hiệu (điểm M) có biên độ đỉnh - đỉnh (Upp=0,5V) để tần số f = 10KHz Bật chuyển mạch chế độ đo của kênh CH1 về vị trí GND sau đó điều chỉnh tia sáng trùng với đường kẻ ngang trên Oxilo phía cuối màn hình, (kênh CH2 cũng làm tươngtwj như vậy) sau đó bật chuyển mạch về chế độ đo của Oxilo kênh đo CH1 và CH2 ở vị trí đo DC CH2 dùng để đo điện áp vào tại điểm A Dùng đầu đo CH1 để đo lần lượt tại các điểm B, C, D ta sẽ có dạng UB~, UC~, UD~, (tính giá trị điện áp xoay chiều đỉnh - đỉnh) Các tham số được tính theo công thức sau: pg 9 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com) lOMoARcPSD|38842354 Tính b) Đo rc: - Chuyển đầu ra của máy phát tín hiệu đến điểm D Đặt giá trị tín hiệu ra máy phát có giá trị đỉnh đỉnh từ 2 ÷ 4V/10KHz như hình 3-9 dưới đây: R1 D oscilloscope +12V 0,1K Rc 0.56K CH1 CH2 Rb C Y X C238 10K 3E M R2 100K Máy phát tn +5 - Đo UhiệDu~ , UC~ tính gViá trị đỉnh đỉnh (Để tính được rc theo mạch mắc trên, cần Hình 3-9: Mạch đo các tham sồế , re, rc của Tranzito mắếc theo đảm bảo rc » Rc Trong mạchsơEđmồiồtEơCchung thì rc thường có giá trị từ 40KΩ ÷ 50KΩ , trong khi trong mạch chọn Rc = 0,56KΩ , như vậy là phù hợp điều kiện đặt ra) và rc được tính là: 3 Báo cáo thí nghiệm - Đo và vẽ dạng tín hiệu U(vào) và tại các điểm: A, B, C, D Lưu ý: (đo ở chế độ đo DC thể hiện trên hình vẽ 3-10 mức điện áp nền và tín hiệu xoay chiều) như biên độ, dạng và pha của tín hiệu pg 10 Downloaded by Yen Pham (nguyenyen.13@gmail.com)