Bài 1 Đo Đặc Tuyến Vôn-Ampe (V-A) Của Điốt Bán Dẫn.pdf

Mạch đo đặc tuyến Vôn-Ampe Điốt chỉnh lưu: 1.. Cơ sở lý thuyết: a Sơ lược về Điốt chỉnh lưu Điốt chỉnh lưu gồm 2 miền bán dẫn p, n được giép với nhau tùy thuộc từng Điốt được chế tạo.. C

TRƯỜNG ĐIỆN ĐIỆN TỬ

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Bộ môn Cấu kiện điện tử

*********

Bài 1: Đo đặc tuyến Vôn-Ampe (V-A) của Điốt bán dẫn

Giáo viên hướng dẫn: ThS Hoàng Quang Huy Sinh viên thực hiện: Cà Thị Duyên

MSSV: 20223937

Mã lớp: 150062

HÀ NỘI – 2024

MỤC LỤC

I Mạch đo đặc tuyến V-A Điốt chỉnh lưu

1 Cở sở lý thuyết 2

2 Sơ đồ mạch điện 4

3 Bảng số liệu 5

4 Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo được 6

5 Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp U , dòng điện I và R của Điốt khi D D D phân cực thuận và ngược (So sánh với lý thuyết) 7

II Mạch đo đặc tuyến V-A điốt Zener 1 Cơ sở lý thuyết 8

2 Sơ đồ mạch điện 10

3 Bảng số liệu 11

4 Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo được 12

5 Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp U , dòng điện I và R của Điốt khi D D D phân cực thuận và ngược (So sánh với lý thuyết) 13

6 Muốn điện áp ra trên R xấp xỉ U theo datasheet thì phải lựa chọn E bằng t z bao nhiêu 13

BÀI 1: ĐO ĐẶC TUYẾN VÔN-AMPE CỦA ĐIỐT BÁN DẪN

I Mạch đo đặc tuyến Vôn-Ampe Điốt chỉnh lưu:

1 Cơ sở lý thuyết:

a) Sơ lược về Điốt chỉnh lưu

Điốt chỉnh lưu gồm 2 miền bán dẫn p, n được giép với nhau tùy thuộc từng Điốt được chế tạo

Nó gồm 2 cục Anode(A) và Cathode(K) Cực A mang dấu dương (+) được nối với miền bán dẫn p, cực K mang dấu âm(-) được nối với miền bán dẫn n

Hình 1.1 Kí hiệu và cách đánh dấu cực của Điốt chỉnh lưu

Hình 1.2 Kích thước của Điốt chỉnh lưu (Si) theo Inch và milimet

b) Đặc tuyến V-A của Điốt chỉnh lưu

Hình 1.3 Đặc tuyến Vôn-Ampe của Điốt chỉnh lưu c) Đặc tuyến V-A của Điốt chỉnh lưu theo datasheet

Hình 1.4 Đặc tuyến V-A của Điốt 1N4001 – 1N4007 theo datasheet

2 Sơ đồ mạch điện

Mạch gồm:

- Nguồn E có giá trị thay đổi [-E1÷+E2]

- Điốt 1N4007 (MSSV 20223937)

- Điện trở Rt

Ta lần lượt thay đổi các giá trị nguồn E để xác định các giá trị U và I D D

tương ứng

Tham số:

-E1 = -50V; E2 = 10V MSSV: 20223937 => Rt = 1 kΩ

3 Bảng số liệu

STT E(V) UD(V) ID(mA) RD(Ω)

1 -50 -49,995 -0,005032 9.935.413,355

4 Vẽ đặc tuyến V-A đo được

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.000000

1.000000

2.000000

3.000000

4.000000

5.000000

6.000000

7.000000

8.000000

9.000000

10.000000

Phân cực thuận

Hình 1.5 Đồ thị phân cực thuận

-60.000 -50.000 -40.000 -30.000 -20.000 -10.000 0.000

-0.006000 -0.005000 -0.004000 -0.003000 -0.002000 -0.001000 0.000000 Phân cực ngược

Hình 1.6 Đồ thị phân cực ngược

-60.000 -50.000 -40.000 -30.000 -20.000 -10.000 0.000 10.000

-2.000000 0.000000 2.000000 4.000000 6.000000 8.000000 10.000000 Đặc tuyến V-A

Hình 1.6 Đặc tuyến Vôn-Ampe của Điốt bán dẫn

5 Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp U , dòng điện I và R của Điốt D D D

khi phân cực thuận và ngược (So sánh với lý thuyết)

Khi phân cực thuận, I ban đầu rất nhỏ gần như bằng 0 nhưng tăng D

rất nhanh sau 1 giá trị nhất định

Khi phân cực ngược, U ~ E, dòng I rất bé gần như bằng 0 còn tải D D

thì giá trị vô cùng lớp

Đặc tuyến Vôn – Ampe kế gần giống với lý thuyết

II Mạch đo đặc tuyến V-A Điốt Zener

1 Cơ sở lý thuyết

a) Sơ lược về Điốt Zener

Điốt Zener là 1 loại Điốt bán dẫn, cũng có cấu tạo gồm 2 cực: Cực Anode (+) và Kathode (-) khi được phân cực thuận thì làm việc giống như Điốt chỉnh lưu, phi phân cực ngược với giá trị điện áp cho phép thì nó có chức năng ổn định điện áp (ổn áp) – đây là vùng làm việc chính của Điốt Zener Điện áp ổn định (Uz) của Điốt Zener có giá trị từ khoảng 1.8V ÷ hàng trăm V DC DC

Hình 2.1 ký hiệu và cách đánh dấu của Điốt Zener b) Đặc tuyến Vôn-Ampe kế của Điốt Zener

Hình 2.2 Đặc tuyến V-A của Điốt Zener

c) Datasheet của Điốt Zener 1N4737A

2 Sơ đồ mạch điện

Hình 2.3 Sơ đồ mạch điện

Mạch gồm:

- Nguồn E có giá trị thay đổi [-E1÷+E2]

- Điốt 1N4737A (số dư của 2 số cuối MSSV 37 chia cho 30 rồi +30)

- Điện trở Rt, R

Ta lần lượt thay đổi giá trị E trong phạm vi [-E1÷+E2], ghi rõ giá trị điện áp U , I z Rt

và I tương ứng theo dạng bảng với các tham số dưới đây.z

Tham số:

-E1 = -10V; E2 = 50V

R = 100Ω

MSSV: 20223937 => Rt = 1kΩ

3 Bảng số liệu

0 1 2 3 4 5 6 7 8 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Phân cực thuận

Hình 2.4 Đồ thị phân cực thuận của điốt Zener

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 Phân cực ngược

Hình 2.5 Đồ thị phân cực ngược của điốt Zener

-2 0 2 4 6 8 10

-200

-100

0

100

200

300

400

500

Đặc tuyến Vôn Ampe

Hình 2.6 Đặc tuyến Vôn-Ampe của Điốt Zener

5 Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp U , dòng điện I và R của Điốt D D D

khi phân cực thuận và ngược (So sánh lý thuyết)

Khi phân cực thuận, dòng điện tăng nhanh, điện áp càng cao dòng điện càng lớn

Khi phân cực ngược, trong vùng Zener, dòng điện tăng cao khi điện

áp đặt vào nó tăng, khi |UD|>|Uz|, diode bị đánh thủng Đặc tuyến Vôn-Ampe có dạng giống dạng lý thuyết

6 Muốn điện áp trên Rt xấp xỉ Uz theo datasheet thì phải lựa chọn E bằng bao nhiêu

Theo datasheet, điốt Zener 1N4737A có điện áp điển hình U = 7.5V tại z

dòng thử nghiệm I = 34mA.z

-Bài giải:

-Bài giải:

IRt = Uz/Rt = 7.5/1000 = 0.0075(A) = 7.5 (mA)

IR = I + I = 34 + 7.5 = 41.5 (mA) = 0.0415 (A) z Rt

UR = R * I = 100 * 0.0415 = 4.15 (V) R

E = U + U = 7.5 + 4.15 = 11.65 (V) R z

Tài liệu tham khảo

[1] Bài giảng cấu kiện điện tử (Ths Hoàng Quang Huy)

[2] Datasheet Điốt 1N4007

https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/58830/DIODES/1N4007.html [3]Datasheet Điốt Zener 1N4737A

https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/794405/SHUNYE/1N4737A.html [4] Giáo trình Cấu kiện điện tử, Nguyễn Đức Thuận (chủ biên)