TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM Môn MẠCH ĐIỆN TỬ

19:16 25/03/2024 Documents Downloader TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG BỘ MÔN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM Môn: MẠCH ĐIỆN TỬ Giảng viên: Nguyễn Phú Quí LƯU HÀNH NỘI BỘ Cần Thơ, tháng 01 năm 2015 https://documents-downloader.pages.dev/document 1/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử LỜI NÓI ĐẦU Các học viên thân mến! Hệ thống thực tập điện tử công nghiệp, tự động hoá và điện tử dân dụng được giới thiệu đáp ứng mô hình đào tạo cơ bản và hiện đại Hệ thống gồm các bài thực tập điện tử công nghiệp, tự động hoá và dân dụng với mức độ nâng cao dần cho phép củng cố kiến thức lý thuyết, rèn luyện kỹ năng thực hành, xây dựng những hiểu biết và kinh nghiệm cần thiết cho học viên để hành nghề và phát triển sau này Các bài thực tập điện tử này cho phép thực hành trong hầu hết các lĩnh vực đo lường điều khiển của hệ thống thiết bị hiện đại sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống Các bài thực tập về điện tử công nghiệp, tự động hoá và điện tử dân dụng được cung cấp trên cơ sở các thành tựu mới nhất của công nghệ điện tử - tin học, dựa trên sản phẩm thiết bị và mô hình đào tạo về điện tử của các nước tiên tiến và đặc thù của công nghệ giáo dục tại các nước đang phát triển Tài liệu Thí nghiệm MẠCH ĐIỆN TỬ là một trong những tài liệu thuộc hệ thống thí nghiệm điện tử cơ bản được đề cập ở trên Tài liệu kèm với bộ thí nghiệm điện tử tương tự ATS-11N đang được vận hành tại phòng thí nghiệm Điện – Điện tử của trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ Nội dung được chia thành 08 bài thí nghiệm: Bài 01: ĐẶC TRƯNG CỦA DIODE VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG Bài 02: MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR Bài 03: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRANSISTOR TRƯỜNG JFET Bài 04: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP.AMP (Phần 1) Bài 05: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP.AMP (Phần 2) Bài 06: MẠCH NGUỒN ỔN ÁP Mỗi bài có hướng dẫn chi tiết về cách tiến hành thí nghiệm, có sẵn các mẫu để trả lời các câu hỏi Bài giảng này sẽ cung cấp các kiến thức thực tế cho học viên g iúp học viên hiểu sâu hơn những kiến thức lý thuyết hoặc được mô phỏng bằng phần mềm Dù đã cố gắng hoàn thiện nhưng chắc hẳn bài giảng không thể tránh những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp tích cực của quý độc giả Xin chân thành cảm ơn 1 https://documents-downloader.pages.dev/document 2/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 MỤC LỤC .2 Bài 01: ĐẶC TRƯNG CỦA DIODE VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG .4 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM 4 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 4 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH 5 4.1 ĐẶC TRƯNG CỦA DIODE 5 4.1.1 Si-Diode (Silicon Diode) 5 4.1.2 Diode ổn áp (Zener Diode) .8 4.1.3 Diode phát quang (LED) 10 4.2 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU 11 4.3.1 Sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ 12 4.3.2 Sơ đồ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ 13 4.3.3 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 15 Bài 02: MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR 18 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM 18 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 18 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH 19 4.1 KHUẾCH ĐẠI MỘT CHIỀU (DC) TRANSISTOR NỐI KIỂU EMITTER CHUNG 19 * Sơ đồ với Transistor NPN 19 4.2 KHUẾCH ĐẠI XOAY CHIỀU (AC) TRANSISTOR KIỂU EMITTER CHUNG 20 4.3 SƠ ĐỒ COLLECTOR CHUNG – TẦNG LẶP LẠI EMITTER TRÊN TRANSISTOR .23 4.3.1 Đo hệ số khuếch đại dòng: 23 4.3.2 Tầng lặp lại Darlington: 25 4.3.3 Tầng lặp làm việc ở chế độ xoay chiều (AC): 26 4.4 KHUẾCH ĐẠI TRANSISTOR KIỂU BASE CHUNG 27 Bài 03: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRANSISTOR TRƯỜNG FET 30 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM: 30 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM: 30 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 30 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH: 31 4.1 KHUẾCH ĐẠI MỘT CHIỀU (DC) JFET NỐI KIỂU SOURCE CHUNG 31 4.2 KHUẾCH ĐẠI XOAY CHIỀU (AC) JFET SOURCE CHUNG 33 Bài 04: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP.AMP (Phần 1) 36 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM: 36 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM: 36 2 https://documents-downloader.pages.dev/document 3/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 36 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH: 37 4.1 ĐẶC TRƯNG CỦA OP.AMP 37 4.2 KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO VÀ KHUẾCH ĐẠI ĐẢO 41 4.3 BỘ LẤY TỔNG ĐẠI SỐ TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ 45 4.4 BỘ KHUẾCH ĐẠI VI SAI 47 Bài 05: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP.AMP (Phần 2) 49 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM: 49 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM: 49 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 49 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH: 50 4.1 BỘ SO SÁNH 50 4.2 BỘ TÍCH PHÂN 52 4.4 BỘ VI PHÂN 56 Bài 06: MẠCH NGUỒN ỔN ÁP 58 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM: 58 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM: 58 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 58 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH: 59 4.1 SƠ ĐỒ ỔN THẾ ZENER .59 4.2 BỘ ỔN ÁP CÔNG SUẤT ĐƠN GIẢN 62 4.3 SƠ ĐỒ ỔN THẾ TRÊN IC KHUẾCH ĐẠI 65 3 https://documents-downloader.pages.dev/document 4/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử Bài 01: ĐẶC TRƯNG CỦA DIODE VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG 1 NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH BÀI THÍ NGHIỆM  Nội dung:  Si, Zener diode và LED  Bộ hạn chế và dịch mức tín hiệu dùng diode  Chỉnh lưu một nửa, hai nửa chu kỳ, chỉnh lưu cầu  Bộ lọc nguồn  Bộ hình thành tín hiệu R - C  Mục đích: Sau khi thí nghiệm, học viên sẽ: - Biết được hình dạng thực tế của một số diode, diode zener - Biết các thông số cơ bản và đặc tuyến của một số diode - Biết được cách phân cực, chỉnh lưu - Thiết kế được các mạch chỉnh lưu và bộ lọc nguồn đơn giản - So sánh được sự khác biệt trên lý thuyết và mạch thực tế 2 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 1 Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự ATS-11N 2 Khối thí nghiệm AE -101N cho bài thực tập về Diode (Gắn lên thiết bị chính ATS-11N) 3 Phụ tùng: dây có chốt cắm hai đầu 4 Dao động ký 2 tia 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trước khi tiến hành thí nghiệm, học viên cần tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của một số diode, zener diode,… trong các giáo trình Mạch điện tử, Linh kiện điện tử… Cần nắm các thông số và cách tính toán các thông số cơ bản của mạch điện tử trong các giáo trình Mạch điện, Lý thuyết mạch,… Tài liệu thí nghiệm được viết cho bộ thí nghiệm ATS-11N và thích hợp với việc tham khảo cơ sở lý thuyết từ bài giảng Mạch điện tử của trường Đại học Kỹ thuật- Công nghệ Cần Thơ trong chương 2 4 https://documents-downloader.pages.dev/document 5/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử 4 BÀI TẬP THỰC HÀNH Khối AE -101N chứa 4 mảng sơ đồ A1-1, A1-2, A1-3, A1-4 Với các chốt cấp nguồn riêng Khi sử dụng mảng nào cần nối dây cấp nguồn cho mảng sơ đồ đó Đất (GND) của các mảng sơ đồ đã được nối sẵn với nhau, do đó chỉ cần nối đất chung cho toàn khối AE-101N - Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị ATS -11N cung cấp các thế chuẩn 5V, 12V cố định - Bộ nguồn điều chỉnh DC ADJUST POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11N cung cấp các giá trị điện thế một chiều 0 +15V và 0 -15V Khi vặn các biến trở chỉnh nguồn, cho phép định giá trị điện thế cần thiết Sử dụng đồng hồ đo thế DC trên thiết bị chính để xác định điện thế đặt - Khi thực tập, cần nối dây từ các chốt cấp nguồn của ATS-11N tới cấp trực tiếp cho mảng sơ đồ cần khảo sát Chú ý: cắm đúng phân cực của nguồn và đồng hồ đo 4.1 ĐẶC TRƯNG CỦA DIODE Thí nghiệm với các diode thực hiện trên mảng sơ đồ hình A1-1 DIODE CHARACTERISTICS A1 - 1 R1 A V 680 mA P1 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 1OOK V D2 D3 D4 D5 D6 D7 D1 Ge Z8V2 RED GRN YEL ORG MIN MAX S i Hình A1-1: Sơ đồ thí nghiệm cho các diode 4.1.1 Si-Diode (Silicon Diode)  Nhiệm vụ: Học viên xác định bằng thực nghiệm đặc trưng Volt-Ampere của Si-Diode Dựa trên kết quả, nêu đặc điểm mắc Si-Diode trong sơ đồ điện tử  Các bước thực hiện: a) Si - Diode với phân cực thuận: 1 Dùng dây nối A với A1 Nối nguồn +12V với chốt V cho mảng mạch A1-1 để mắc phân cực thuận cho diode D1 trong mảng A1-1 như hình A1-1a1 2 Mắc các đồng hồ đo: 5 https://documents-downloader.pages.dev/document 6/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử - Đồng hồ đo sụt thế trên diode: Nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch A1 - 1 với đồng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLTMETER của thiết bị chính ATS-11N Khoảng đo đặt ở 20V - Đồng hồ đo dòng qua diode: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A1 - 1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-11N Khoảng đo 20mA Chú ý: Cắm đúng phân cực của nguồn và đồng hồ đo 3 Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-11N Vặn biến trở P1 cực đại Ghi giá trị dòng chảy qua diode IF và sụt thế UF trên diode vào bảng A1.1 4 Giảm từng bước biến trở P1 Tại mỗi bước ghi giá trị dòng chảy qua và sụt thế trên diode vào bảng A1.1 Chú ý: Sinh viên tự điều chỉnh P1 sao cho xác định vị trí ngưỡng mà tại đó dòng qua diode có sự thay đổi đột ngột 1) Si-Diode phân cực thuận 2) Si-Diode phân cực ngược +12 -12V R1 V A R1 V A 680 mA 680 mA A1 A1 P1 P1 1OOK D1 1OOK D1 Si Si V V GND GND Hình A1-1a : Sơ đồ thí nghiệm với Si-Diode Bảng A1.1 IF UF b) Si - Diode với phân cực ngược: 1 Nối nguồn -12V với chốt V cho mảng mạch A1-1 để mắc phân cực ngược cho diode D1 trong mảng A1-1 như hình A1-1a2 Đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS- 11N đặt ở khoảng đo 2mA 2 Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-11N Vặn biến trở P1 Ghi giá trị dòng chảy qua diode IR và sụt thế UR trên diode theo các giá trị thế khi vặn P1 Ghi kết quả vào bảng A1.2 6 https://documents-downloader.pages.dev/document 7/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử Lưu ý: Đối với một số Si-Diode hiện nay, dòng ngược cỡ nA, nên có thể không đo được bằng các thiết bị đơn giản thông thường Bảng A1.2 IR UR 3 Với kết quả đo được trên bảng A1.1 và 1.2, vẽ đồ thị biểu diễn đặc trưng Volt-Ampere của Si-Diode, I = f(V) Trong đó, dòng I biểu diễn trên trục y và sụt thế V - trên trục x Nhánh thuận vẽ ở cung +x,+y, nhánh ngược vẽ ở cung -x,-y 4 Nhận xét kết quả về đặc điểm mắc thuận ngược của Si-Diode và đặc trưng Volt-Ampere của Si-Diode …………… ………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………… 7 https://documents-downloader.pages.dev/document 8/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử 4.1.2 Diode ổn áp (Zener Diode)  Nhiệm vụ: Học viên xác định bằng thực nghiệm đặc trưng Volt-Ampere của Zener-Diode Dựa trên kết quả, nêu đặc điểm mắc Zener -Diode trong sơ đồ điện tử  Các bước thực hiện: a) Zener - Diode với phân cực thuận: 1 Dùng dây nối A với A3 Nối chốt nguồn 0:+15V với chốt V cho mảng mạch A1-1, để mắc phân cực thuận cho diode D3 trong mảng A1 -1, như hình A1-1c1 2 Mắc các đồng hồ đo : - Đồng hồ đo sụt thế trên diode : Nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch A1 - 1 với đồng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLTMETER của thiết bị chính ATS-11N Khoảng đo đặt ở 20V - Đồng hồ đo dòng qua diode: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A1- 1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-11N Khoảng đo 20mA Chú ý: cắm đúng phân cực của nguồn và đồng hồ đo 3 Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-11N Chỉnh nguồn để có V=+12V Vặn biến trở P1 cực đại Ghi giá trị dòng chảy qua diode IF và sụt thế UF trên diode vào bảng A1.5 4 Giảm từng bước biến trở P1 Tại mỗi bước ghi giá trị dòng chảy qua và sụt thế trên diode vào bảng A1.5 Chú ý: xác định vị trí ngưỡng mà tại đó dòng qua diode có sự thay đổi đột ngột 1) Zener-Diode phân cực thuận 2) Zener-Diode phân cực ngược 0:+15V 0:-15V R1 V A R1 V A 680 mA 680 mA A3 A3 P1 D3 P1 D3 1OOK Z8V2 1OOK Z8V2 V V GND GND Hình A1-1c: Sơ đồ thí nghiệm với Zener-Diode Bảng A1.5 IF 8 https://documents-downloader.pages.dev/document 9/68 19:16 25/03/2024 Documents Downloader Tài liệu thí nghiệm Mạch Điện Tử UF b) Zener- Diode với phân cực ngược: 1 Nối nguồn 0:-15V của ATS-11N với chốt V cho mảng mạch A1-1 để mắc phân cực ngược cho diode D3 trong mảng A1-1 như hình A1-1c2 Đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-11N vẫn đặt ở khoảng đo 20mA 2 Đặt thế nuôi DC là -12V, vặn biến trở P1 để dòng qua D3 ~ 5mA Giảm thế nuôi xuống dưới -8V2, sau đó vặn biến trở chỉnh nguồn thay đổi theo từng bước -9V, -10V, -11V, -12V, -13V, -14V, -15V Ứng với mỗi giá trị V, ghi dòng chảy qua IR và sụt thế UR trên D3 vào bảng A1.6 Bảng A1.6 V -8V2 -9V -10V -11V -12V -13V -14V -15V IR UR 3 Với kết quả đo được trên bảng A1.5 và 1.6, vẽ đồ thị biểu diễn đặc trưng Volt-Ampere của Zener-Diode, I = f(V) trong đó dòng I biểu diễn trên trục y và sụt thế V- trên trục x Nhánh thuận vẽ ở cung +x,+y, nhánh ngược vẽ ở cung -x,-y 4 Nhận xét kết quả : - Đặc điểm mắc thuận ngược của Zener-Diode - Đặc điểm đặc trưng Volt-Ampere của Zener-Diode 9 https://documents-downloader.pages.dev/document 10/68