1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

báo cáo thí nghiệm môn vật lý bán dẫn

57 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Tác giả Nhóm 06, L09
Trường học ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
Chuyên ngành Vật Lý bán dẫn
Thể loại Báo cáo thí nghiệm
Năm xuất bản 2024
Thành phố Thành Phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 57
Dung lượng 8,79 MB

Cấu trúc

  • LAB 1 (4)
  • LAB 2 (14)
  • LAB 3 (29)
  • LAB 4 (42)

Nội dung

Giải thích.Sóng ngõ vào Vin sớm pha hơn sóng trên tụ C1Khi tăng/giảm tần số tín hiệu vào thì biên độ trên tụ thay đổi như thế nào?. Vì vậy trong cuộn dây, dòng điện trễ pha hơn sovới điệ

 Nắm được cách sử dụng kit thí nghiệm, dụng cụ đo

 Nắm được đặc tính các linh kiện điện trở, tụ điện, cuộn cảm

 Thiết lập được mạch đo đơn giản cho tụ điện, cuộn cảm

 Chuẩn bị PreLab và nộp cho giáo viên trước khi vào lớp.

Mục tiêu Đọc và kiểm chứng giá trị điện trở.

Yêu cầu Đọc giá trị của các điện trở R1, R2, R3, R4 theo vòng màu, sau đó kiểm chứng giá trị thực của R1, R2, R3, R4, R6, R7 bằng VOM. Đo giá trị của biến trở VR5.

Các kết quả điền vào bảng sau

Xác định sai số giữa kết quả đọc và đo Sai số này có đúng với vòng màu sai số của điện trở hay không.

- Giá trị đo nằm trong khoảng giá trị đọc

- Sai số tính được vẫn có sự chênh lệch nhỏ

Khảo sát mạch R-C, từ đó suy ra giá trị tụ điện

Kết nối máy phát sóng và oscilloscope như sau:

Chỉnh máy phát sóng phát ra sóng sine, tần số 1KHz, biên độ 2Vp-p Quan sát kênh 1 dao động ký để có dạng sóng chính xác.

Quan sát điện áp trên tụ C1 trên dao động ký.

Biên độ điện áp trên tụ C1 là bao nhiêu?

Từ đó, giá trị C1 bằng bao nhiêu? Trình bày cách tính.

Giá trị in trên C1 là bao nhiêu? Từ đó suy ra sai số giữa giá trị lý thuyết và giá trị thực.

Vẽ lại dạng sóng ngõ vào và sóng trên tụ C1.

Quan sát dạng sóng ngõ vào và dạng sóng trên tụ C1, hai sóng này có tương quan về phase như thế nào? Giải thích.

Sóng ngõ vào Vin sớm pha hơn sóng trên tụ C1

Khi tăng/giảm tần số tín hiệu vào thì biên độ trên tụ thay đổi như thế nào? Giải thích

-Khi tăng tần số f thì biên độ sóng trên tụ giảm và ngược lại

=> Vc tỉ lệ nghịch với tần số f

Chuyển tín hiệu Vin thành xung vuông tần số 1Khz, biên độ 2Vpp Vẽ dạng sóngVin và dạng sóng trên tụ điện

Giải thích hình dạng sóng ngõ ra khi ngõ vào là xung vuông.

Lặp lại thí nghiệm 2 để đo giá trị tụ C6.

Kết nối tương tự như thí nghiệm 2 nhưng thay điện trở thành R3 và tụ điện thành tụ C6.

Chỉnh máy phát sóng phát ra sóng sine, tần số 100 Hz, biên độ 2Vp-p Quan sát kênh 1 dao động ký để có dạng sóng chính xác.

Quan sát điện áp trên tụ C6 trên dao động ký.

Biên độ điện áp trên tụ C6 là bao nhiêu?

Từ đó, giá trị C6 bằng bao nhiêu? Trình bày cách tính.

2πfC ì100ì383 = 4.16 àF Đọc giá trị in trên tụ C6 Giá trị và điện áp tối đa theo lý thuyết của C6 là bao nhiêu?

-Không đọc được giá trị in trên tụ C6

Khảo sát mạch R-L, từ đó suy ra giá trị cuộn cảm

Kết nối máy phát sóng như sau Dùng kênh 1 của oscilloscope đo dạng sóng Vin, kênh 2 đo dạng sóng trên L5.

Chỉnh máy phát sóng phát ra sóng sine, tần số 100KHz, biên độ 2Vp-p Quan sát kênh 1 dao động ký để có dạng sóng chính xác.

Quan sát điện áp trên cuộn dây L5 trên dao động ký.

Biên độ điện áp trên cuộn dây L5 là bao nhiêu?

Từ đó, giá trị L5 bằng bao nhiêu? Trình bày cách tính.

Vẽ lại dạng sóng ngõ vào và trên L5 Hai sóng này có tương quan về phase như thế nào? Giải thích

Giải thích: Sóng ngõ ra ở L5 có pha sớm hơn sóng ngõ vào

Khi dòng điện đi qua cuộn dây, nó tạo ra từ trường trong lòng cuộn dây Theo nguyên lý cảm ứng điện từ, từ trường tăng dần khi dòng điện tăng dẫn đến dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng dần đó Tương tự, khi dòng điện giảm, từ trường cũng giảm và dòng điện cảm ứng sinh ra để chống lại sự giảm đó Do đó, dòng điện trong cuộn dây trễ pha so với điện áp và sóng ngõ ra sớm pha hơn sóng ngõ vào.

Khi tăng/giảm tần số tín hiệu vào thì biên độ trên L5 thay đổi như thế nào? Giải thích

 Nắm được cách sử dụng kit thí nghiệm, dụng cụ đo

 Nắm được đặc tính các linh kiện diode chỉnh lưu, LED phát quang và diode zener

 Thiết lập được mạch ổn áp đơn giản

 Xem lại cách sử dụng các dụng cụ đo VOM, oscilloscope, máy phát sóng

Khảo sát đặc tính diode trong miền thuận.

Kết nối nguồn điện thay đổi 0-20V vào diode D1, dùng VOM ở chế độ đo mA kết nối D1 và R1 Dùng 1 VOM ở chế độ đo điện áp đo điện áp vào Vin, một VOM khác đo điện áp 2 đầu diode Nếu như thiếu VOM thì có thể dùng 1 VOM đo điện áp Vin rồi sau đó đo điện áp trên diode.

Chỉnh điện áp Vin về vị trí nhỏ nhất, bật nguồn Tăng dần Vin và ghi các giá trị đo:

Vẽ đặc tuyến thuận của diode

Xác định điện áp ngưỡng của diode D:

Lặp lại thí nghiệm cho Led D2.

VD2 (Ω)V) 1.726 1.832 1.873 1.907 1.934 1.957 1.979 1.997 2.014 Điện áp ngưỡng của D2:…………~ 2V………

Lặp lại thí nghiệm cho Led D3.

VD3 (Ω)V) 1.989 2.612 2.693 2.753 2.804 2.848 2.887 2.922 2.955 Điện áp ngưỡng của D3:………~ 2.9V………

Khảo sát đặc tính diode trong miền ngược.

Dùng VOM đo giá trị điện trở R2.

Kết nối nguồn điện thay đổi 0-20V vào diode D8 và điện trở R2 như hình vẽ,. Dùng 1 VOM ở chế độ đo điện áp đo điện áp trên R2 (Ω)VR2), một VOM khác đo điện áp 2 đầu diode VD

Nhắc lại công thức liên hệ giữa ID, IS, VD

Chỉnh điện áp Vin về vị trí nhỏ nhất rồi bật nguồn.

Tăng dần Vin, quan sát VD và ghi các giá trị đo được vào bảng sau:

Nhận xét về điện trở của diode trong miền ngược:

Trong miền ngược diode có điện trở rất lớn

Dòng điện ngược bão hòa Is bằng bao nhiêu? (Ω)Gợi ý: dựa vào công thức liên hệ giữa ID, IS, VD ta tính được Is, chú ý dấu của VD)

Sử dụng dòng điện ngược bão hòa Is tìm được, kiểm tra lại dòng điện thuận theo lý thuyết của diode D1 với kết quả đo được từ bảng đo thực hiện trước đó, giả định nhiệt độ phòng là 30 độ C.

Gợi ý: Chép lại bảng số liệu đo được ở miền thuận của diode D ở thí nghiệm

1 vào 2 hàng ID (Ω)mA) và VD (Ω)V) Hàng ID(Ω)theory) được tính theo công thức lý thuyết dựa vào Is đã tính phía trên và hàng VD (Ω)V) Sau đó so sánh ID(Ω)theory) và ID

(Ω)mA) (Ω)thực tế đo ở bài 1).

18.89Nhận xét giá trị thu được, giải thích: trong miền ngược diode có giá trị điện trở rất lớn và giá trị thực tế khác xa với lý thuyết

Khảo sát các mạch chỉnh lưu bán kỳ.

Kết nối máy phát sóng vào D1 và R1 như sau Chỉnh máy phát sóng chọn ngõ ra là sine, tần số 1Khz, biên độ 4Vp-p.

Dùng kênh 1 của dao động ký đo dạng sóng ngõ vào, kênh 2 đo dạng sóng hai đầu R1.

Chỉnh máy phát sóng phát ra sóng sine, tần số 1Khz, biên độ 4Vp-p Quan sát kênh 1 dao động ký để có dạng sóng chính xác.

Vẽ dạng sóng ngõ vào và dạng sóng ngõ ra trên R1.

Giá trị đỉnh của sóng ngõ ra là bao nhiêu? Giải thích

Giá trị đỉnh ngõ ra 0,78V

Nguyên nhân là bởi có sự sụt áp, khi đi qua diode với Vo = Vin- Von;Von là điện áp ngưỡng của diode

Nối ngõ ra vào tụ C1 Vẽ lại dạng sóng ngõ ra

Giải thích sự khác nhau của ngõ ra khi có và không có tụ C1.

Dạng sóng ngõ ra khi nối tụ vào tải phẳng hơn khi không có tụ, nguyên nhân là do khi có tụ điện thì tụ điện được nạp khi điện áp tăng và khi điện áp giảm thì tụ điện xả để duy trì điện áp qua tải được ổn định Nhờ tác dụng lọc của tụ mà dạng sóng ở ngõ ra phẳng hơn

Khảo sát các mạch chỉnh lưu toàn kỳ.

Kết nối máy phát sóng vào D1 và R1 như sau Chỉnh máy phát sóng chọn ngõ ra là sine, tần số 1Khz, biên độ 4Vp-p.

Dùng kênh 2 đo dạng sóng hai đầu R1, lưu ý tháo probe kênh 1 ra khỏi mạch.

Chỉnh máy phát sóng phát ra sóng sine, tần số 1Khz, biên độ 4Vp-p Quan sát kênh 1 dao động ký để có dạng sóng chính xác.

Vẽ dạng sóng ngõ vào và dạng sóng ngõ ra trên R1.

Giá trị đỉnh của sóng ngõ ra là bao nhiêu? Giải thích

Giá trị đỉnh của sóng ngõ ra là 992m Vpp

Nguyên nhân sóng ngõ ra có giá trị đỉnh thấp hơn sóng ngõ vào và thấp hơn giá trị đỉnh của sóng ngõ ra trong trường hợp chỉnh lưu bán kì là do trong mỗi bán kì, giữa hai đầu chỉnh lưu cầu đều phải có sụt áp lớn hơn hai lần điện áp ngưỡng của mỗi diode thì diode mới dẫn, cho nên Vout ≈Vi

Nối ngõ ra vào tụ C1 Vẽ lại dạng sóng ngõ ra.

Giải thích sự khác nhau khi có và không có tụ C1.

Dạng sóng ngõ ra khi nối tụ vào tải phẳng hơn khi không có tụ, nguyên nhân là do khi có tụ điện thì tụ điện được nạp khi điện áp tăng và khi điện áp giảm thì tụ điện xả để duy trì điện áp qua tải được ổn định Nhờ tác dụng lọc của tụ mà dạng sóng ở ngõ ra phẳng hơn.

Dùng VOM đo giá trị của R3 và R4.

Kết nối nguồn điện 0-20V vào mạch, chỉnh điện áp về 0V Dùng VOM ở chế độ đo mA kết nối R3 và D9 Dùng 2 VOM đo điện áp vào và điện áp ra.

Tăng dần điện áp vào, ghi nhận điện áp trên Zener và dòng điện qua Zener như bảng sau

Vẽ đặc tuyến của Zener và xác định Vz

Tính công suất R3 khi Id = IR3 = 20mA.

Xác định dòng ổn áp tối thiểu, cách làm như thế nào?

Dòng ổn áp tối thiểu I zmin =¿ 1.

Chỉnh Vin sao cho Id = IR3 = 5 mA Sau đó kết nối tải R4 song song với Zener.

Quan sát sự thay đổi của Volt kế và Miliampe kế khi có tải và không có tải, giải thích sự thay đổi đó.

Quan sát : Số chỉ trên Miliampe kế tăng nhưng số chỉ trên Volt kế lại giảm

Nguyên nhân: với thí nghiệm này, diode zener đã đạt trạng thái ổn áp do dòng điện đã đạt giá trị ổn áp tối thiểu nên điện áp giữa hai đầu diode zener ổn định Miliampe kế lúc này thể hiện dòng điện tổng của mạch, tức là là tổng của cả dòng điện qua diode zener và tải nên Miliampe kế hiển thị giá trị lớn hơn ban đầu khi chỉ có dòng điện qua diode zener.

Giảm Vin cho đến khi mạch không còn ổn áp Mạch không còn ổn áp khi nào? mạch ổn áp khi: V ¿ 0 37 ≤V 2 không ổn áp khi: V ¿ ≤ 13.73V

Ghi nhận lại giá trị Vin khi mạch không còn ổn áp.

Tính Vin theo lý thuyết để mất ổn áp, biết V = 5.6V.

So sánh hai giá trị Vin theo lý thuyết và thực tế.

 Nắm được cách sử dụng kit thí nghiệm, dụng cụ đo

 Nắm được đặc tính các linh kiện diode chỉnh lưu, LED phát quang và diode zener

 Thiết lập được mạch ổn áp đơn giản

 Xem lại cách sử dụng các dụng cụ đo VOM, oscilloscope, máy phát sóng

Khảo sát mạch xén phân cực âm dùng diode

Kết nối mạch như hình vẽ Trong đó nguồn VDC là nguồn DC có điện áp 1V. Nguồn xoay chiều Vsine là sóng sine biên độ ban đầu là 2Vp-p, tần số 1kHz, mức offset là 0V Các bộ nguồn trên chưa được bật cho đến khi được GVHD xem qua

Vẽ lại sơ đồ nguyên lý của mạch thí nghiệm trên, trên sơ đồ nguyên lý cần ký hiệu đầy đủ tên linh kiện, thông số của chúng.

Sinh viên tiến hành lắp mạch điện thí nghiệm Sau khi lắp xong mạch thí nghiệm, sinh viên nhờ GVHD xác nhận rồi mới tiến hành thí nghiệm.

Xác nhận của GVHD: ĐÃ XÁC NHẬN

Thay đổi biên độ của nguồn xoay chiều Vsine từ 2Vp-p đến 10Vp-p Trong quá trình thay đổi đó, quan sát dạng sóng thu được trên cả hai kênh của dao động ký, mô tả lại hiện tượng thu được.

Ghi chú: cả hai kênh đều phải quan sát ở chế độ DC trong bài thí nghiệm này trở về sau.

+ Dạng sóng của kênh 1 không đổi

Giữ biên độ của nguồn xoay chiều Vsine là 10Vp-p, thay đổi giá trị điện áp của nguồn DC từ 1VDC đến 3VDC, quan sát hiện tượng thu được.

+ Giá trị đỉnh dương của kênh 2 tăng dần khi thay đổi giá trị điện áp từ 1VDC đến 3VDC Điều chỉnh nguồn Vsine có biên độ 10Vp-p, nguồn DC có điện áp 1V, vẽ lại dạng sóng thu được trên dao động ký.

Giải thích vì sau ta thu được đồ thị như vậy.

+ Khi Vin > 1,7: diode dẫn, khi đóVo= 1,7 => mạch bị xén đi phần đỉnh dương + Khi Vin < 1,7: diode tắt, khi đóVo= Vin

Khảo sát mạch xén phân cực dương dùng diode

Kết nối mạch như hình vẽ Trong đó nguồn VDC là nguồn DC có điện áp 1V. Nguồn xoay chiều Vsine là sóng sine biên độ ban đầu là 2Vp-p, tần số 1kHz, mức offset là 0V Các bộ nguồn trên chưa được bật cho đến khi được GVHD xem qua

Vẽ lại sơ đồ nguyên lý của mạch thí nghiệm trên, trên sơ đồ nguyên lý cần ký hiệu đầy đủ tên linh kiện, thông số của chúng.

Sinh viên tiến hành lắp mạch điện thí nghiệm Sau khi lắp xong mạch thí nghiệm, sinh viên nhờ GVHD xác nhận rồi mới tiến hành thí nghiệm.

Xác nhận của GVHD: ĐÃ XÁC NHẬN

Thay đổi biên độ của nguồn xoay chiều Vsine từ 2Vp-p đến 10Vp-p Trong quá trình thay đổi đó, quan sát dạng sóng thu được trên cả hai kênh của dao động ký, mô tả lại hiện tượng thu được.

+ Dạng sóng của kênh 1 không đổi

+ Sóng kênh 2 bị mất một phần chu kì âm

Giữ biên độ của nguồn xoay chiều Vsine là 10Vp-p, thay đổi giá trị điện áp của nguồn DC từ 1VDC đến 3VDC, quan sát hiện tượng thu được.

+ Giá trị đỉnh âm của kênh 2 tăng dần khi thay đổi giá trị điện áp từ 1VDC đến Điều chỉnh nguồn Vsine có biên độ 10Vp-p, nguồn DC có điện áp 1V, vẽ lại dạng sóng thu được trên dao động ký.

Giải thích vì sau ta thu được đồ thị như vậy.

+ Khi Vin > -1,7: diode dẫn, khi đóVo= 1,7 => mạch bị xén đi phần đỉnh âm+ Khi Vin < -1,7: diode tắt, khi đóVo= Vin

Khảo sát mạch xén phân cực dương dùng diode, có tải.

Kết nối mạch như hình vẽ Trong đó nguồn VDC là nguồn DC có điện áp 1V.Nguồn xoay chiều Vsine là sóng sine biên độ 8Vp-p, tần số 1kHz, mức offset là 0V.

Vẽ lại sơ đồ nguyên lý của mạch thí nghiệm trên, trên sơ đồ nguyên lý cần ký hiệu đầy đủ tên linh kiện, thông số của chúng.

Sinh viên tiến hành lắp mạch điện thí nghiệm Sau khi lắp xong mạch thí nghiệm, sinh viên nhờ GVHD xác nhận rồi mới tiến hành thí nghiệm.

Xác nhận của GVHD: ĐÃ XÁC NHẬN

- Điều chỉnh nguồn Vsine có biên độ 10Vp-p, nguồn DC có điện áp 1V, vẽ lại dạng sóng thu được trên dao động ký.

So sánh hình dạng đồ thị trên với đồ thị thu được tại thí nghiệm 2, mô tả lại các điểm giống và khác nhau giữa hai đồ thị, giải thích.

- Đồ thị ngõ vào giống nhau nhưng đồ thị ngõ ra ở TN 3 có biên độ thấp hơn so với TN 2 Đồ thị ngõ ra ở TN 3 giữ nguyên được hình dáng ban đầu của sóng hình sin trong khi ở TN 2 thì phần đỉnh miền âm bị xén (Ω)gần như phẳng)

- Vì TN3 có thêm R1 song song với VDC và D1 nên:

+ Ở TN 2: Khi Vin > -1,7 V thì Vo = Vin

+ Ở TN 3: Khi Vin > -1,7 V, diode tắt, khi đó Vo= R 1+ R 1 R 3Vin

Khảo sát mạch xén phân cực dương dùng diode, có thêm điện trở trên diode.

Kết nối mạch như hình vẽ Trong đó nguồn VDC là nguồn DC có điện áp 1V. Nguồn xoay chiều Vsine là sóng sine biên độ là 8Vp-p, tần số 1kHz, mức offset là 0V Các bộ nguồn trên chưa được bật cho đến khi được GVHD xem qua

Vẽ lại sơ đồ nguyên lý của mạch thí nghiệm trên, trên sơ đồ nguyên lý cần ký hiệu đầy đủ tên linh kiện, thông số của chúng.

Sinh viên tiến hành lắp mạch điện thí nghiệm Sau khi lắp xong mạch thí nghiệm, sinh viên nhờ GVHD xác nhận rồi mới tiến hành thí nghiệm.

Xác nhận của GVHD: ĐÃ XÁC NHẬN

-Điều chỉnh nguồn Vsine có biên độ 10Vp-p, nguồn DC có điện áp 1V, vẽ lại dạng sóng thu được trên dao động ký.

So sánh hình dạng đồ thị trên với đồ thị thu được tại thí nghiệm 2, mô tả lại các điểm khác nhau giữa hai đồ thị và giải thích.

- Đồ thị sóng ngõ vào vẫn giữ nguyên nhưng đồ thị sóng ngõ ra ở cả hai thí nghiệm đều có một phần của miền âm bị loại bỏ Ở TN 2 thì miền âm bị xén gần như phẳng, trong khi ở TN 4 thì vẫn có phần dạng đỉnh giống dạng của sóng hình sin

- Khác nhau ở Vo giữa 2 thí nghiệm:

+ Vo ở TN 2: khi Vin < -1,7 V thì Vo = -1,7 V

+ Vo ở TN 4: vì có thêm R1 nên khi Vin < –1,7 V thì Vo cũng sẽ giảm dần(Ω)nhưng sẽ giảm không nhiều)

 Nắm được cách sử dụng kit thí nghiệm, dụng cụ đo.

 Nắm được đặc tính các linh kiện BJT loại npn, pnp

 Khảo sát mạch khuếch đại, mạch đóng/ngắt dùng BJT

 Xem lại cách sử dụng các công cụ đo VOM, DVM và Oscilloscope (Ω)dao động ký - dđk)

MỤC TIÊU Đo và kiểm tra BJT.

Dùng VOM đo và kiểm tra BJT ở module 1 và 2, phần BJT

KIỂM TRA Đưa VOM về chế độ đo diode Đo điện áp giữa các chân của BJT trong khối I và II và ghi nhận vào bảng sau

Xác định xem transistor loại gì và các chân P1-P2-P3 là chân gì, BJT còn tốt hay không Giải thích.

P1-P2 : p-n và P1-P3: p-n => N-P-N => P1 là B Kiểm tra chân B có là chân giữa hay không?

Nếu transistor loại NPN thì chân B không nằm giữa mà chân C nằm giữa nên

P2 là C, từ đó suy ra chân E là P3.

P1-P2 : p-n và P3-P2:p-n =>P-N-P => P2 là B Kiểm tra chân B có là chân giữa hay không?

Nếu transistor loại PNP thì chân B là chân nằm giữa, chân C bên trái (Ω)P1 là C) và chân E bên phải (Ω)P3 là E).

Khảo sát các miền hoạt động tắt/khuếch đại/bão hòa của BJT npn

CHUẨN BỊ Đọc xem điện trở R1 có giá trị là bao nhiêu và kiểm chứng lại bằng

Chỉnh nguồn điện về 12V và kết nối mạch theo sơ đồ Sử dụng VOM đo dòng điện Ib ở thang uA, VOM đo dòng Ic ở thang mA và VOM đo điện áp.

Vặn biến trở VR3 về mức nhỏ nhất.

Hình 2: Layout thực tế trên module thí nghiệm

Bật nguồn Chỉnh biến trở để thay đổi dòng điện Ib, quan sát giá trị Ic và

Vce và điền vào bảng sau:

Với Ib trong khoảng 10-30 thì transistor dẫn khuếch đại Khi đó, hfe khoảng 310

Khi dùng transistor làm nhiệm vụ đóng ngắt ta đưa transistor vào chế độ bão hòa vì:

-Khi ở chế độ bão hòa, transistor cho dòng điện đi qua và có Vce rất nhỏ, mạch như ngắn mạch, thực hiện chức năng đóng.

-Khi ở chế độ tắt, transistor không cho dòng điện đi qua, hoạt động như mạch hở, thực hiện chức năng đóng.

Với Ib trong khoảng nào thì transistor dẫn khuếch đại? Khi đó hfe là bao nhiêu?

Khi dùng transistor làm nhiệm vụ đóng/ngắt, ta đưa transistor vào chế độ nào? Vì sao?

Khảo sát các miền hoạt động tắt/khuếch đại/bão hòa của BJT pnp

CHUẨN BỊ Đọc xem điện trở R2 có giá trị là bao nhiêu và kiểm chứng lại bằng VOM

Chỉnh nguồn điện về 12V và kết nối mạch như Hình 4 Một VOM đo dòng điện Ib ở tầm uA, một VOM đo dòng Ic ở tầm mA, và 1 VOM đo điện áp

Hình 4 Sơ đồ kết nối trên module thí nghiệm phần BJT pnp

Với Ib trong khoảng 10-30 thì transistor dẫn khuếch đại Khi đó h fe khoảng 295

Vặn biến trở VR3 về mức lớn nhất.

Bật nguồn Chỉnh biến trở để thay đổi dòng điện Ib, quan sát giá trị Ic và

Vce và điền vào bảng sau:

Với Ib trong khoảng nào thì transistor dẫn khuếch đại? Khi đó hfe là bao nhiêu?

Nếu thay vì đặt tải (Ω)điện trở+led) ở cực C, ta đặt ờ cực E như hình sau.

Khi đó BJT có bão hòa được không? Vì sao? (Câu hỏi này trả lời khi nộp báo cáo, không cần trả lời lúc tiến hành thí nghiệm

Phần trả lời: : BJT không thể bão hòa được.

Vì khi transistor P-N-P hoạt động ở vùng bão hòa thì hai thành phần

E-B và C-B đều hoạt động ở miền phân cực thuận, nghĩa là VE > VB và VC > VB , từ đó suy ra VEC < VEB

VEC – VEB = VE - 0 – (Ω) VE – VB ) = VB ≥ 0

Khảo sát đặc tuyến vào của BJT npn.

5V về nhỏ nhất (Ω)0V) Chỉnh biến trở VR2 về vị trí nhỏ nhất.

Kết nối nguồn điện 5V vào mạch cấp nguồn dòng, nguồn điện thay đổi 0-5V vào hai cực C-E của Q2 Các VOM kết nối như hình vẽ.

Hình 5 Kết nối mạch đo đặc tuyến vào của BJT

Bật nguồn Chỉnh điện áp VCE cố định là 2V, chỉnh biến trở R2 để thay đổi dòng IB và ghi vào bảng sau Trong quá trình thí nghiệm lưu ý giữ VCE cố định là 2V.

Chỉnh điện áp VCE cố định là 4V, chỉnh biến trở R2 để thay đổi dòng IB và ghi vào bảng sau.

Trong quá trình thí nghiệm lưu ý giữ VCE cố định là 4V.

Vẽ đặc tuyến vào IB-VBE ứng với hai trường hợp VCE=2V và VCE=4V.

Nhận xét đặc tuyến đã vẽ.

Khảo sát đặc tuyến ngõ ra của BJT npn.

20V về nhỏ nhất (Ω)0V) Chỉnh biến trở VR2 về vị trí nhỏ nhất.

Kết nối nguồn điện 5V vào mạch cấp nguồn dòng, nguồn điện thay đổi 0-20V vào mạch Các VOM kết nối như hình vẽ.

Bật nguồn và điều chỉnh dòng điện IB thành giá trị cố định 20uA Sau đó, thay đổi điện áp đầu vào Vin để thu được các giá trị điện áp đầu ra VCE theo bảng đã cung cấp Tiếp theo, điền các giá trị tương ứng của dòng điện đầu ra IC vào bảng.

Lặp lại thí nghiệm với IB= 25uA.

Lặp lại thí nghiệm với IB0uA

Vẽ đặc tuyến ngõ ra IC-VCE ứng với 3 trường hợp trên.

Nhận xét tương quan giữa 3 đặc tuyến Ước tính điện áp Early.

Khảo sát mạch khuếch đại ghép E chung.

CHUẨN BỊ Đọc và dùng VOM xác định lại giá trị các điện trở Điện trở R9 R10 R11 R12 R13

7kΩ) Kết nối mạch như Hình 7 Nguồn cấp Vin là 12V

Chỉnh nguồn tín hiệu Vs có biên độ 1V, tần số 1Khz Sau đó giảm biên độ Vs về 0V.

Dùng 1 VOM đo điện áp giữa cực C và E của Q3.

Dùng kênh 1 dao động ký đo dạng sóng Vs, kênh 2 đo dạng sóng tại cực C của Q3.

Hình 7: Sơ đồ kết nối mạch khuếch đại E chung

Bật nguồn Chỉnh biến trở VR8 để VCE = 6V.

Tăng dần biên độ Vs Xác định biên độ tối đa của Vs để ngõ ra không bị méo dạng (Ω)max swing) Nếu dạng sóng ngõ ra bị méo dạng ở 1 đầu hình sine, chỉnh biến trở R8 để thay đổi phân cực sao cho đạt max swing Vẽ dạng sóng vs và vce trên cùng hệ tọa độ.

Dùng kênh 1 dao động ký đo dạng sóng Vs, kênh 2 đo dạng sóng tại cực C của Q3.

Xác định độ lợi của mạch khuếch đại ở max-swing Kiểm chứng lại so với lý thuyết.

-Tắt nguồn, đo giá trị VR8 tại max swing và kiểm chứng lại so với lý thuyết

- Giá trị VR8 đo được tại max swing: 6,36MΩ).

- Nguyên nhân: Khi BJT vào vùng bão hòa, sóng bị méo dạng, ta điều chỉnh tăng VR8 để giảm IC làm tăng giới hạn bão hòa của BJT.

Kết nối tải R13 vào mạch Chuyển kênh 2 của dao động ký sang đo dạng sóng ngõ ra trên R3.

Chỉnh lại Vs sao cho đạt max swing trong trường hợp có tải R13 Xác định độ lợi và Vs tại Max Swing Kiểm chứng lại so với lý thuyết

Ngày đăng: 31/07/2024, 10:33

w