TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM Môn MẠCH ĐIỆN TỬ

-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 chínhATS-11N.. -Đồng hồ đo dòng qua diode: Nối các chốt đồ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT-CÔNG NGHỆ CẦN THƠ

BỘ MÔN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Môn: MẠCH ĐIỆN TỬ

.

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

và phát triển sau này.

Các bài thực tập điện tử này cho phép thực hành trong hầu hết các lĩnh vực đolường 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 đượccungcấp trên cơ sở các thành tựu mới nhất của công nghệ điện tử-tin học, dựa trênsản phẩm thiết bị và mô hình đào tạo về điện tử của các nước tiên tiến và đặc thù củacông nghệ giáo dục tại các nước đang phát triển.

Tài liệu Thí nghiệm MẠCH ĐIỆN TỬ là một trong những tài liệu thuộc hệthống thí nghiệm điện tử cơ bản được đề cập ở trên

Tài liệu kèm với bộ thí nghiệm điện tử tương tự ATS-11 N đang được vận hànhtại phòng thí nghiệm Điện – Điện tử của trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ CầnThơ.

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 đểtrả lời các câu hỏi Bài giảng này sẽ cung cấp các kiến thức thực tế cho học viên giúphọc viên hiểu sâu hơn những kiến thức lý thuyết hoặc được mô phỏng bằng phầnmềm.

Dù đã cố gắng hoàn thiện nhưng chắc hẳn bài giảng không thể tránh những thiếusót,rất mong nhận được sự đóng góp tích cực của quý độc giả

Xin chân thành cảm ơn.

Trang 3

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

Trang 4

3.CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 36

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

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

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

Trang 5

Bài 01: ĐẶC TRƯNG CỦA DIODE

Sau khi thínghiệm, học viênsẽ:

-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.

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.

Trướckhi tiến hành thí nghiệm, học viên cần tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạtđộng 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 tửtrong các giáo trình Mạch điện, Lý thuyết mạch,….

Tài liệu thí nghiệm được viết cho bộ thí nghiệm ATS-11N và thích hợp với việctham khảo cơ sở lý thuyết từ bài giảng Mạch điện tử của trường Đại học Kỹ thuật-Công nghệ Cần Thơ trong chương 2.

Trang 6

4 BÀI TẬP THỰC HÀNH Khối AE-101N chứa 4 mảng sơ đồ A1-1, A1-2, A1-3, A1-4 Với các chốt cấpnguồn 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 chotoàn khối AE-101N.

- Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11N cung cấp cácthế chuẩn5V, 12V cố định.

-Bộ nguồn điều chỉnh DC ADJUST POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11Ncung cấp các giá trị điện thế một chiều 0 +15V và 0 -15V Khi vặn các biếntrở chỉnh nguồn, cho phép định giá trị điện thế cần thiết Sử dụng đồng hồ đothế 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 tiếpcho 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

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-Amperecủa Si-Diode Dựa trên kết quả, nêu đặc điểm mắc Si-Diode trong sơ đồđiện 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:

Trang 7

-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 chínhATS-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 chínhATS-11N Khoảng đo 20mA

Chú ý: C ắm 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 Ghigiá 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 sụtthế trên diode vào bảng A1.1

Chú ý: Sinh viên tự điều chỉnh P1 sao cho xác định vị trí ngưỡng mà tại đódòng qua diode có sự thay đổi đột ngột.

1) Si-Diode phân cực thuận 2) Si-Diode phân cực ngược

V V

b) Si - Diode với phân cực ngược:

1. Nối nguồn-12V với chốt V cho mảng mạch A1-1 để mắc phân cực ngượccho diode D1 trong mảng A1-1 như hình A1-1a2.

Đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS11N đặt ở khoảng đo 2mA.

-2. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-11N Vặn biến trở P1 Ghi giá trịdòng chảy qua diode IR và sụt thế UR trên diode theo các giá trị thế khi vặnP1 Ghi kết quả vào bảng A1.2.

Trang 8

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

I R

U R

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.

……… ………

Trang 9

4.1.2 Diode ổn áp(Zener Diode)

 Nhiệm vụ: Học viên xác định bằng thực nghiệm đặc trưng Volt-Ampere củaZener-Diode Dựa trên kết quả, nêu đặc điểm mắc Zener -Diode trong sơ đồ điện

tử.

a) Zener - Diode với phân cực thuận:

1 Dùng dây nối A với A3 Nối chốt nguồn 0:+15V với chốt V cho mảngmạch A1-1, để mắc phân cực thuận cho diode D3 trong mảng A1-1, nhưhình A1-1c1.

2. Mắccácđồng 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 chínhATS-11N Khoảng đo đặt ở 20V.

-1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chínhATS-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 trêndiode vào bảng A1.5.

4. Giảm từng bước biến trở P1 Tại mỗi bước ghi giá trị dòng chảy qua và sụtthế trên diode vào bảng A1.5

Chú ý: xác định vị trí ngưỡng mà tại đó dòng qua diode có sự thay đổi độtngột.

1) Zener-Diode phân cực thuận 2) Zener -Diode phân cực ngược

V V

Bảng A1.5

I F

Trang 10

U F

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 ởkhoảng 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, ghidòng chảy qua IR và sụt thế UR trên D3 vào bảng A1.6.

-Đặc điểm mắc thuận ngược của Zener -Diode.

-Đặc điểm đặc trưng Volt-Ampere của Zener -Diode.

Trang 11

- So sánh các đặc trưng V-A giữa Zener và Si-Diode. Vai trò ổn áp của zener-diode

………

4.1.3 Diode phát quang (LED)

 Nhiệm vụ : Học viên xác định bằng thực nghiệm các chế độ nối LED để chỉ thị trạng thái điện tử.

 Các bước thực hiện :

1. Nối chốt cấp nguồn V của mảng mạch A1-1 với nguồn điều chỉnh 0…+15V của ATS-11N Đặt thế nguồn cấp ở +12V.

2. Mắc các đồng hồ đo :

-Đồng hồ đo sụt thế trên LED : 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.

-1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-11N Khoảng đo 20mA

Dùng dâynối A với A4 để mắc phân cực thuận cho LED màu đỏ D4 (hình A1-1d).Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-11N.

R1 mA

P1

V

A 4

D4

RE D

A5

D5

GR N D6

YE L D7

OR G

A 7

A 6

A +12V

GN D

6 80

1OOK

Hình A1-1d: Sơ đồ thí nghiệm với LED

4.Vặn biến trở P1 để dòng chảy qua LED là 16mA Ghi giá trị dòng vào bảng A1.7.

5. Giảm thế nuôi (vặn biến trở nguồn ATS-11N) cho đến khi LED tắt hẳn, sau

đó tăng dần thế cho đến khi LED sáng Ghi giá trị thế và dòng đo được vào

Trang 12

6.Thay LED đỏ bằng LED xanh (D5) khi nối lần lượt chốt A với A5 A6, A7.

Lặp lại các bước 4-5.

Ghi giá trị dòng điện chảy qua LED (I 2 )và sụt thế trên LED tương ứng V2 vào bảng A1.7 cho các LED màu tương ứng.

Bảng A1.7

Thế nuôi +V Dòng qua LED - I 1 Sụt thế trên LED- V 1 LED xanh Điểm bắt đầu sáng Sáng trung bình Sáng rõ Thế nuôi +V

Dòng qua LED – I 2 Sụt thế trên LED – V 2

7.Căn cứ kết quả ghi trong các bảng, so sánh dòng và thế sử dụng cho mỗi loại LED.

4.2 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU Thí nghiệm về chỉnh lưu được thực hiện trên mảng sơ đồ hình A1-3

Trang 13

4.3.1 Sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ

 Nhiệm vụ :Sinh viên nghiên cứu và xác định vai trò của diode trong mạch chỉnh lưumột nửa chu kỳ để sử dụng trong các bộ tạo nguồn một chiều và các thiết bị khác

1.Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5V/cm Đặt thời gian quét củadao động ký ở 5ms/cm Chỉnh cho tia nằm giữa khoảng phần trên và phầndưới của màn dao động ký

-Sử dụng các nút chỉnh vị trí của dao động ký để dịch tia theo chiều X, Y về

vị trí dễ quan sát.

- Nối kênh 1 của dao động ký với điểm vào A, Nối kênh 2 dao động ký vớiđiểm ra C.

2. Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A1-3.

- Nối chốt T với chốt 1 (như hình A1-3a) để khảo sát mạch chỉnh lưu trênD1 và D2.

- Nối nguồn xoay chiều ~0V và ~9V của thiết bị chính ATS-11N với chốt A

và chốt E của sơ đồ A1-3a.

-Bật điện nguồn cho thiết bị chính.

3. Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm A và T so với E Vẽ lạidạng sóng tương ứng.

.

Hình A1-3a: Sơ đồ thí nghiệm chỉnh lưu diode một và hai nửa chu kỳ

Trang 14

4. Ghi giá trị thế đỉnh cho mỗi dạng sóng, chu kỳ tín hiệu

5. Giải thích sự khác nhau cho dạng sóng tại A và T và sự chênh lệch thế đỉnh tương ứng.

……… ………

4.3.2 Sơ đồ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ

Học viên nghiên cứu và xác định vai trò của diode trong mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ để sử dụng trong các bộ tạo nguồn một chiều và các thiết bị khác

1.Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A1-3

- Nối chốt T với chốt 1 (sơ đồ hình A1-3a) để khảo sát mạch chỉnh lưu trên D1 và D2.

- Nối nguồn xoay chiều ~9V ~0V ~9V của thiết bị chính ATS-11N với chốt

A - E - Bcủa sơ đồ A1-3a.

- Bật điện nguồn cho thiết bị chính.

2.Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm A, B và T so với E Vẽ lại dạng sóng tương ứng.

Trang 15

3. Ghi giátrị thế đỉnh cho mỗi dạng sóng, chu kỳ tín hiệu (biểu diễn trên hình

vẽ mục 2.).

4. Giải thích sự khác nhau cho dạng sóng tại A, B và T và sự chênh lệch thế đỉnh tương ứng.

……… ………

Trang 16

Phân tích sự khác nhau giữa chỉnh lưu một nửa và hai nửa chu kỳ.

……… ………

4.3.3 Sơ đồ chỉnh lưu cầu

 Nhiệm vụ : Học viên nghiên cứu và xác định vai trò của diode trong mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ dạng cầu diode để sử dụng trong các bộ tạo nguồn một chiều và các thiết bị khác

1. Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A1-3

- Nối chốt T với chốt 2 (hình A1-3b) để khảo sát mạch chỉnh lưu cầu trên D3D6.

- Nối nguồn xoay chiều ~0V ~9V của thiết bị chính ATS-11N với chốt C

-D của sơ đồ A1-3.

- Bật điện nguồn cho thiết bị chính.

D

Trang 17

2. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5V/cm.

-Chỉnh cho tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màn dao độngký.

-Sử dụng các nút chỉnh vị trí của dao động ký để dịch tia theo chiều X, Y về

vị trí dễ quan sát.

Chú ý:Sơ đồ có hai điểm 0V lối vào và đất lối ra không nối chung nhau Vì

vậy nếu sử dụng hai kênh đo của dao động ký để quan sát đồng thờitín hiệu vào và ra sẽ nối tắt hai điểm này (làm đoản mạch D4) Chỉ

sử dụng một kênh của dao động ký để kiểm tra lần lượt điểm thế vào(theo 0V lối vào) sau đó-điểm thế ra ( đất ra).

3.Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm C, D và Tso với E Vẽlại dạng sóng tương ứng.

Trang 18

4. Ghi giá trị thế đỉnh cho mỗi dạng sóng , chu kỳ tín hiệu.

……… ………

5. Giải thích sự khác nhau cho dạng sóng tại C so với E ; tại T so với E và sự chênh lệch thế đỉnh tương ứng. ……… ………

……… ………

6.Cấp nguồn DC +12V từ nguồn chuẩn của thiết bị chính cho cầu diode qua các điểm C- D (hình A1-3), trong đó C nối (+) còn D nối (-) Đo sụt thế trên tải R1 Đảo phân cực thế: C nối (-) còn D nối (+) Nhận xét xem thế trên R1 có đảo phân cực hay không Giải thích vì sao? ……… ………

……… ………

Trang 19

Bài 02: MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR

 Nội dung:

 Khuếch đại 1 chiều transistor npn và pnp, kiểu emiter chung.

 Khuếch đại xoay chiều, kiểu emiter chung Phản hồi âm.

 Khuếch đại transistor, kiểu collector chung Sơ đồ Darlinghton

 Khuếch đại transistor, kiểu base chung.

 Mục đích:

Sau khi thínghiệm, học viên sẽ:

-Biết được hình dạng thực tế của một số transistor.

-Biết các thông số cơ bản vàđặc điểm các cực của transistor.

-Biết được cách phân cực, khuếch đại tín hiệu một chiều và xoay chiều.

-Thiết kế được các mạch khuếch đại cho các kiểu cực kết nối.

-Phân tích được ưu và nhược điểm của từng kiểu mắc.

-Tạo khả năng phát triển các kiểu liên kết nhằm đáp ứng mục tiêu cụ thể.

-Thiết kế được mạch thực tế, nhằm kích thích tinh thần ham học hỏi vàsáng tạo của học viên.

2 Khối thí nghiệm AE-102N cho bài thực tập về transistor (Lắp đặt lên thiết bịchính ATS-11N).

3 Dao động ký 2 tia.

4 Phụ tùng : dây cắm

3 CƠ SỞ LÝ THUYẾTTrướckhi tiến hành thí nghiệm, học viên cần tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạtđộng, cách phân cực,… của một số transistor trong các giáo trình Mạch điện tử , Linhkiện điện tử …

Cần nắm các thông số và cách tính toán các thông số cơ bản của mạch điện tửtrong các giáo trình Mạch điện, Lý thuyết mạch,…

Tài liệu thí nghiệm được viết cho bộ thí nghiệm ATS-11N vàthích hợp với việctham khảo cơ sở lý thuyết từ bài giảng Mạch điện tử của trường Đại học Kỹ thuật-Công nghệ Cần Thơ, trong chương 2 vàchương 3.

Trang 20

4 BÀI TẬP THỰC HÀNH Khối AE-102N chứa 4 mảng sơ đồ A2-1 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 cácmảng sơ đồ đã được nối sẵn với nhau, do đó chỉ cần nối đất chung cho toàn khốiAE-102N.

1. Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11N cung cấp các thếchuẩn5V, 12V cố định.

2.Bộ nguồn điều chỉnh DC ADJUST POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11Ncung cấp các giá trị điện thế một chiều 0 +15V và 0 -15V Khi vặn các biến trởchỉnh nguồn, cho phép định giá trị điện thế cần thiết Sử dụng đồng hồ đo thế DC trênthiết bị chính để xác định điện thế đặt.

3.Khi thực tập, cần nối dây từ các chốt cấp nguồn của ATS-11N tới cấp trực tiếpcho mảng sơ đồ cần khảo sát.

4.1 KHUẾCH ĐẠI MỘT CHIỀU (DC) TRANSISTOR NỐI KIỂU EMITTERCHUNG

*Sơ đồ với Transistor NPN

 Nhiệm vụ :Học viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại của transistor NPN, sơ đồ mắckiểu emitter chung và đo hệ số khuếch đại dòng của transistor.

- Đồng hồ đo dòng collector của transistor: Đặt các công tắc của bộ đohiện số DIGITAL V-A METER của thiết bị chính ATS-11N ở chế độ đodòng (A) và khoảng đo 20mA Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạchA2-1a với chốt vào bộ đo.

-Đồng hồ đo dòng base của transistor : Nối các chốt đồng hồ đo (A) củamạch A2-1a với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER củathiết bị chính ATS-11N.

Lưu ý: Khoảng đo đặt ở 2mA.

Trang 21

m A

V

10K 10K 680

1K

4K7

C1815

Hình A2-1a: Sơ đồ khuếch đại DC trên transistor NPN, nối kiểu emitter chung

3. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-11N. Vặn biến trở P1 đểdòng qua collector transistor ~ 2mA.

4. Vặn biến trở P2/10K để sụt thế trên collector trong khoảng từ ~ 4- 6 V.

5. Đo dòng base, ghi kết quả vào bảng A2-1 Thay đổi giá trị điện trở P1 đểthay đổi dòng base T1 (tăng thêm ~ 10A ) Ghi giá trị dòng base vàcollector của transistor vào bảng A2-1.

Trang 22

1. Cấp nguồn +12V cho mảng mạch hình A2-2.

2. Chế độ khuếch đại xoay chiều:

-Đặt chế độ cho máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết

bị chính ATS-11N :

 Phát dạng sin (công tắc FUNCTION ở vị trí vẽ hình sin), tần số1kHz (công tắc khoảng RANGE ở vị trí 1k và chỉnh bổ sung biếntrở chỉnh tinh FREQUENC)

 Biên độ ra 50mV (chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE).

Osciloscope

In Ext

Function Generator ATS-11N

OUT

D

D GND

+ C2 R3

A

T1

C3

J2 J1 IN

+

J5 J6

OUT C

Hình A2-2:Sơ đồ khuếch đại AC trên transistor, nối kiểu emitter chung

-Đặt các thông số cho dao động ký:

 Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ở 50mV/cm vàkênh 2 ở 2V/cm.

 Đặt thời gian quét của dao động ký ở 1ms/ cm.

 Chỉnh cho cả hai tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới củamàn dao động ký Sử dụng các nút chỉnh vị trí của dao động ký đểdịch tia theo chiều X, Y về vị trí dễ quan sát.

 Nối kênh 1 của dao động ký với điểm thế vàoIN(A), Nối kênh 2dao động ký với điểm thế ra OUT(C).

- Nối tín hiệu từ máy phát xung FUCTION GENERATOR/ATS-11N vớilối vào IN(A) của mạch A2-2.

- Nối các chốt theo bảng A2-3 Nối J3 và không nối J7 Ứng với mỗi cấuhình nối, vẽ dạng xung và đo biên độ , mặt tăng của xung ra.

Chú ý: J =1: biểu thị có nối; J =0: không nối Ghi kết quả vào bảng A2-3.

Trang 23

Bảng A2-3Kiểu Trạng

3. Đo đặc trưng tần số của bộ khuếch đại :

-Sử dụng máy phát xung có tần số xung sin, đặt biên độ xung ra ~ 50mV

Nối lối ra máy phát với lối vàoIN(A)sơ đồ hình A2-2

-Sơ đồ hình A2-2 nối theo kiểu 1 của bảng A2-3.

-Thay đổi tần số xung vào theo bảng A2-4 , đo biên độ xung ra ứng vớimỗi tần số

-Ghi kết quả vào bảng A2-4.

Bảng A2-4

Trang 24

1. Cấp nguồn +12V cho sơ đồ hình A2-3a

2. Mắc các đồng hồ đo :

- Đồng hồ đo dòng base của transistor: Nối các chốt đồng hồ đo (mA)mạch A2-3 với đồng hồ đo dòng DIGITAL mA METER của thiết bị chínhATS-11N Khoảng đo đặt ở 2mA.

- Đồng hồ đo dòng emitter của transistor: Đặt các công tắc của bộ đo hiện

số DIGITAL V-A METER của thiết bị chính ATS-11N ở chế độ đo dòng(A) và khoảng đo 20mA Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A2-3a

với chốt E1 và R5 để tạo mạch emitter cho T1.

Trang 25

m A

100 1K

Hình A2-3a: Sơ đồ collector chung-Tầng lặp lại emitter trên transistor

3. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-11N. Vặn biến trở P1 đểdòng qua base transistor T1 ~ 20 A.

4. Thay đổi giá trị điện trở P1, do đó làm thay đổi dòng base transistor T1theo các lần đo cho trong bảng A2-8.Ghi giá trị dòng chảy qua emitter củatransistor vào bảng A2-8.

Trang 26

4.3.2 Tầng lặp lại Darlington:

m A

100 1K

Hình A2-3b:Sơ đồ Darlington

1. Đồng hồ đo dòng emitter của transistor: Đặt các công tắc của bộ đo hiện

số DIGITAL V-A METER của thiết bị chính ATS-11N ở chế độ đo dòng(A) và khoảng đo 200mA Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A2-3với chốt E2 và R5 để nối mạch emotter cho T2.

2. Sử dụng dây có chốt cắm để nối mạch hình A2-3 thành sơ đồ Darlington:

Trang 27

-So sánh hệ số khuếch đại dòng cho sơ đồ lặp lại thông thường và sơ đồDarlington

- Biên độ ra 2V ( chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE).

3. Nối lối vào IN mạch A2-3 với lối ra máy phát tín hiệu.

4. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 1 V/cm, thời gian quét1ms/cm.

-Chỉnh cho cả hai tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màn

BảngA2-10 U(in)/base T1 U(out)/emitter T1 K1

E1 x R4

E1 x R5

E1 x R6

Trang 28

6. Nối các chốt E1 với B2 Nối E2 với R4, R5 và R6 Đo thông số xung ra.

Tính hệ số khuếch đại thế K2 = Ura / Uvào cho tầng lặp lại Darlington Ghikết quả vào bảng A2-11.

Bảng A2-11 U(in)/base T1 U(out)/emitter T2 K2

Trang 29

10K C1815

220 0.1

0.1

Hình A2-4: Sơ đồ khuếch đại base chung

2. Mắc các đồng hồ đo:

-Đồng hồ đo sụt thế trên transistor:

 Nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch A2-4 với đồng hồ đo thế hiện

số DIGITAL VOLTMETER của thiết bị chính ATS-11N.

 Khoảng đo 20V.

-Đồng hồ đo dòng collector của transistor:

 Đặt các công tắc của bộ đo hiện số DIGITAL V-A METER của thiết

bị chính ATS-11N ở chế độ đo dòng (A) và khoảng đo 20mA Nốicác chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A2-4 với chốt vào bộ đo.

 Đồng hồ đo dòng emitter của transistor: Nối các chốt đồng hồ đo(mA) mạch A2-4 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mAMETER của thiết bị chính ATS-11N.

 Khoảng đo đặt ở 20mA.

Trang 30

Tính hệ số truyền dòng:

=(I c2 - I c1 ) / (I e2 - I e1) = ……….

5. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chínhATS-11N ở chế độ:

- Phát dạng vuông góc ( công tắc FUNCTION ở vị trí vẽ hình vuông góc).

- Tần số 1kHz ( công tắc khoảng RANGE ở vị trí 1k và chỉnh bổ sung biến trở chỉnh tinh FREQUENCY )

- Biên độ ra 50mV ( chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE).

6. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-11N. Vặn biến trở P1 đểdòng qua base transistor ~ 20 A.

7. Vặn biến trởP2để có sụt thế trên collector T1 là 6V và dòng collector là

2 mA Đo dòng qua collector transistor

8. Nối lối vào IN(A) mạch A2-4 với lối ra máy phát tín hiệu.

9. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ở 50mV/cm và kênh 2

ở 2 V/cm.

-Đặt thời gian quétcủa dao động ký ở 1ms/ cm.

-Chỉnh cho cả hai tianằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màndao động ký

- Sử dụng các nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X và Y về vị trí dễquan sát.

- Nối kênh 1 của dao động ký với điểm thế vào A/D , Nối kênh 2 dao động

Trang 31

Bài 03: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRANSISTOR TRƯỜNGFET

 Nội dung:

 Khuếch đại JFET source chung.

 Khuếch đại xoay chiều dùng transistor trường source chung.

 Sơ đồ khóa nối tiếp JFET.

 Sơ đồ khóa song song JFET.

 Sơ đồ MosFet.

 Mục đích:

Sau khi thí nghiệm, học viênsẽ:

-Biết dược hình dạng thực tế của một số JFET.

-Biết các thông số cơ bản và đặc điểm các cực của JFET.

-Thiết kế được các mạch khuếch đại cho các kiểu cực kết nối.

-Phân tích được ưu và nhược điểm của từng kiểu mắc.

- So sánh được những điểm giống và khác nhau giữa transistor thôngthường và JFET.

-Thiết kế được mạch thực tế, nhằm kích thích tinh thần ham học hỏi vàsáng tạo của học viên.

2. Khối thí nghiệm AE-106N về transistor trường (Gắn lên thiết bị chínhATS-11N).

Cần tìm hiểu 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,…

Cần tìm hiểu một số mạch điện khuếch đại từ đơn giản đến phức tạp trên các giáotrình mạch điện, trên các website về điện tử cơ bản.

Trang 32

Tài liệu thí nghiệm được viết cho bộ thí nghiệm ATS-11N và thích hợp với việctham khảo cơ sở lý thuyết từ bài giảng Mạch điện tử của trường Đại học Kỹ thuật-Công nghệ Cần Thơ trong chương 2 vàchương 3.

Khối AE-106N chứa 4 mảng sơ đồ A6-1 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 cácmảng sơ đồ đã được nối sẵn với nhau, do đó chỉ cần nối đất chung cho toàn khốiAE-106N.

1. Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11N cung cấp các thếchuẩn5V, 12V cố định.

2.Bộ nguồn điều chỉnh DC ADJUST POWER SUPPLY của thiết bị ATS-11Ncung cấp các giá trị điện thế một chiều 0 +15V và 0 -15V Khi vặn các biến trởchỉnh nguồn, cho phép định giá trị điện thế cần thiết Sử dụng đồng hồ đo thế DC tr ênthiết bị chính để xác định điện thế đặt.

3.Khi thực tập, cần nối dây từ các chốt cấp nguồn của ATS-11N tới trạm nguồncủa khối, hoặc cấp trực tiếp cho mảng sơ đồ cần khảo sát.

 Nhiệm vụ :Học viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại của transistor trường, sơ đồmắc kiểu source chung và đo hệ số khuếch đại của transistor trường.

1. Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A6-1.

2. Mắccácđồng hồ đo :

- Đồng hồ đo sụt thế trên collector của transistor : Nối các chốt đồng hồ

đo (V) của mạch A6-1 với đồng hồ đo thế hiện số DIGITALVOLTMETER của thiết bị chính ATS-11N Khoảng đo đặt ở 20V.

- Đồng hồ đo dòng collector của transistor : Nối các chốt đồng hồ đo (mA)của mạch A6-1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER củathiết bị chính ATS-11N.

- Khoảng đo đặt ở 20mA.

Trang 33

-12V D GND

1K 10K

10K 100

1M

0.22

Hình A6-1: Sơ đồ khuếch đại DC trên JFET, nối kiểu source chung

3. NốiJ3, không nối J1, J2-để nối cực gate T1 qua trở R3 & P1 xuống đất(không cấp thế nuôi cho cổng của JFET )

4. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-11N.

5. Ghi giá trị dòng và thế trên transistor trường Chỉnh P2 để dòng quaT1~1mA

6. Nêu đặc điểm khác biệt giữa transistor trường (yếu tố điều khiển bằngthế) và transistor trường (yếu tố điều khiển bằng dòng).

7. Ngắt J3, nối J1, J2, để phân cực thế cho cổng của JFET.

8. Vặn biến trở P1 từng bước từ giá trị cực tiểu tới giá trị cực đại

- Sử dụng đồng hồ DIGITAL V-A METER để đo thế điều khiển Uv từ biến trở P1.

-Ghi giá trịdòngvà thế trên transistor trường tại mỗi giá trị P1 vào bảngA6-1

BảngA6-1

I

U

Trang 34

9. Biểu diễn trên đồ thị các giá trị đo được giữa dòng I (trục y) và thếUv(trục x).

 Nhiệm vụ :Học viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại xoay chiều của transistor trường,

sơ đồ mắc kiểu source chung

- Nối lối ra máy phát xung với lối vào IN(A) của sơ đồ A6-1.

4. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ở 50mV/cm và kênh 2 ở1V/cm, thời gian quét của dao động ký ở 1ms/ cm.

-Chỉnh cho cả hai tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màndao động ký

- Nối kênh 1 của dao động ký với lối vào A , Nối kênh 2 dao động ký vớilối ra C.

5. Thay đổi biênđộ tín hiệu vào từ 10mV đến 500mV Đo biên độ tín hiệu

ra tương ứng Ghi kết quả vào bảng A6-2

Tiêu đề	Tài Liệu Thí Nghiệm Môn: Mạch Điện Tử
Người hướng dẫn	Nguyễn Phú Quí
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật - Công Nghệ Cần Thơ
Chuyên ngành	Điện – Điện Tử
Thể loại	tài liệu thí nghiệm
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Cần Thơ

Định dạng
Số trang	68
Dung lượng	3,81 MB