Báo cáo thực hành Điện tử tương tự buổi 5 transistor trường fet khóa chuyển mạch dùng fet

Câu hỏi: Đo biên độ tín hiệu vào tại lối vào IN.. So sánh biên độ tín hiệu trong hai trường hợp, tính sự mất mát biên độ % do ảnh hưởng điện trở vào của sơ đồ.. Biên độ tín hiệu trong tr

Báo cáo thực hành điện tử tương tự buổi 5 Transistor trường FET - Khóa chuyển mạch

dùng FET

Họ tên: Trần Duy Long

Mã sinh viên: 22029071

1 Sơ đồ khuếch đại dùng JFET mắc theo kiểu cực nguồn chung CS

1.1 Khảo sát khuếch đại 1 chiều (DC):

Câu hỏi: Ghi giá trị dòng và thế trên của transistor trường Chỉnh P2 để dòng ID qua T1 ~

1mA

Trả lời: 𝑉𝐷𝐺 = 0,2 V; 𝑉𝐷𝑆 = 0,2 V; 𝑉𝐺𝑆 = 0 V

Câu hỏi: Nêu đặc điểm khác biệt giữa transistor trường (yếu tố điều khiển bằng thế) và

transistor lưỡng cực (yếu tố điều khiển bằng dòng)

Trả lời: 1) Transistor trường (FET - Field-Effect Transistor):

Yếu tố điều khiển bằng thế (điện áp): FET được điều khiển bởi điện áp giữa cổng (Gate) và nguồn (Source) Dòng điện giữa các cực Source và Drain được điều khiển chủ yếu bởi hiệu điện thế này

Tiêu thụ dòng nhỏ: Dòng chảy vào cực cổng của FET là rất nhỏ, gần như không có dòng điện thực sự chạy qua cực cổng, điều này làm cho FET tiêu thụ năng lượng thấp hơn

Khả năng trở kháng đầu vào cao: Do không có dòng điện đáng kể vào cực cổng, FET có trở kháng đầu vào rất cao, làm giảm ảnh hưởng của nó lên mạch trước

Ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ: FET ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ hơn so với BJT 2) Transistor lưỡng cực (BJT - Bipolar Junction Transistor):

Yếu tố điều khiển bằng dòng: BJT được điều khiển bởi dòng điện giữa cực Base và cực Emitter Dòng điện chảy từ Base sang Emitter điều khiển dòng điện giữa Collector và

Emitter

Dòng chảy vào cực Base: Cần một dòng điện nhỏ vào cực Base để điều khiển dòng điện lớn hơn qua Collector và Emitter, dẫn đến tiêu tốn năng lượng nhiều hơn so với FET

Trở kháng đầu vào thấp: Do yêu cầu dòng điện đầu vào, BJT có trở kháng đầu vào thấp hơn

so với FET, có thể gây ra ảnh hưởng lớn hơn lên mạch trước

Nhanh và nhạy: BJT có tốc độ chuyển mạch nhanh và có khả năng khuếch đại dòng mạnh hơn, nhưng cũng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ

1.2 Khảo sát khuếch đại xoay chiều (AC):

Câu hỏi: Đo biên độ tín hiệu vào tại lối vào IN Tháo dây tín hiệu khỏi chân IN, đo biên độ tín

hiệu từ lối ra máy phát tín hiệu (không tải) So sánh biên độ tín hiệu trong hai trường hợp, tính sự mất mát biên độ (%) do ảnh hưởng điện trở vào của sơ đồ

Trả lời: Biên độ tín hiệu vào tại lối vào IN: 0,123V

Biên độ tín hiệu từ lối ra máy phát tín hiệu (không tải): 0,141V

Biên độ tín hiệu trong trường hợp không tải lớn hơn so với trường hợp mắc vào tại lối vào IN

Sự mất mát biên độ (%) do ảnh hưởng điện trở vào của sơ đồ: (1-0,1230,141) x 100 ≈ 12,77%

2 Sơ đồ khóa nối tiếp dùng JFET

2.1 Khảo sát hoạt động với tín hiệu 1 chiều (DC)

Biên độ 𝑉𝑜𝑢𝑡

Biên độ 𝑉𝑜𝑢𝑡

Câu hỏi: Kết luận về mối liên hệ giữa thế ra và thế vào theo tín hiệu điều khiển

Trả lời: Khi nối chốt V với nguồn -12V thì transistor trường T1 bị cấm lúc này T1 đóng vai trò

là khóa K và hiện lúc này khóa K đang mở cho nên biên độ lối ra chỉ có các giá trị xung quanh giá trị 𝑉𝑜𝑢𝑡 ≈ 0 V

Khi ngắt chốt V khỏi nguồn -12V và nối J1 Lúc này điện áp từ GND sẽ truyền lên khiến VGS

= 0 và với JFET kênh N độ rộng của kênh dẫn là lớn nhất lúc này T1 đóng vai trò là khóa K và hiện lúc này khóa K đang đóng nên biên độ lối ra sẽ thay đổi theo biên độ lối vào với công thức:

Với 𝑅𝑜 = 1500Ω , 𝑅∗ = 2200Ω

2.2 Khảo sát hoạt động với tín hiệu xoay chiều (AC)

Câu hỏi: Nối chốt V với nguồn -12V Quan sát dạng tín hiệu ra

Trả lời:

Tín hiệu vào tại kênh 1

Tín hiệu ra tại kênh 2

Câu hỏi: Nhận xét hiện tượng

Trả lời: Do biên độ khi của tín hiệu điều khiển xung vuông đặt tại giá trị cao là 10 V nên khi

cùng với nguồn -12 V transitor T1 vẫn chưa bị cấm nên vẫn có tín hiệu sóng sin đi vào nhưng

nó hơi bị cắt 1 chút ở đỉnh Tại giá trị thấp của xung vuông là 0V nên khi cùng với nguồn -12V transitor T1 bị cấm nên không có tín hiệu sóng sin cho nên tạo thành 1 đường thẳng

Câu hỏi: Ngắt chốt V khỏi nguồn -12V Nối chốt J1 Quan sát dạng tín hiệu ra theo tín hiệu

điều khiển CTRL và tín hiệu vào

Trả lời:

Lúc này tín hiệu xung vuông có tín hiệu tại giá trị cao 10V và giá trị thấp là 0V và do không có nguồn -12V nên khóa luôn luôn đóng (T1 không bị cấm) do đó lối ra có dạng là sóng hình sin với biên độ nhỏ hơn biên độ lối vào

Câu hỏi: Tháo dây từ ngoài tới lối vào (IN) Nối đất lối vào IN/A Quan sát xem có tín hiệu ra

không Đo giá trị thế ra này (thường gọi là thế đế truyền qua)

Trả lời:

Giá trị thế ra(thế đế truyền qua) : 0,0326V

3 Sơ đồ khóa song song dùng JFET

Câu hỏi: Vẽ dạng tín hiệu theo tín hiệu điều khiển ở lối vào điều khiển (CTRL)

Trả lời:

Phía trên: Tín hiệu ở lối vào điều khiển (CTRL)

Phía dưới: Tín hiệu ở lối vào

Câu hỏi: Nối đất với lối vào (IN), đo biên độ sóng đế truyền qua

Trả lời:

Biên độ sóng đế truyền qua: 0,0653V

Câu hỏi: Cấp nguồn xoay chiều ~9V từ nguồn AC SOURCE của thiết bị chính cho lối vào

IN/A sơ đồ A4-3 Chốt ~0V nối đất Quan sát và vẽ dạng xung ra theo xung điều khiển (CTRL)

và tín hiệu vào

Trả lời: Tín hiệu xung ra theo xung điều khiển (CTRL) và tín hiệu vào

Ta đặt tín hiệu xung vuông có tín hiệu tại giá trị cao 10V và giá trị thấp là 0V do đó lối ra có dạng là sóng hình sin với biên độ bằng biên độ lối vào

Dạng xung điều khiển(CTRL)

4 Các sơ đồ khuếch đại trên MOSFET

4.1 Sơ đồ source chung CS

Câu hỏi: Ghi giá trị dòng ban đầu qua T1 Chỉnh biến trở P1 để dòng qua T1 trong dải từ 4 ÷

5mA

Trả lời: Đồng hồ đo sụt thế trên Drain cực máng của MOSFET có giá trị là 4,72V Đồng hồ đo

dòng máng của transistor có giá trị là 4,59 mA

𝑉𝑖𝑛 10mV 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV Biên độ 𝑉𝑜𝑢𝑡(V) 0,16 0,98 1,8 2,28 3,1 3,4

A 16 9,8 9 7,6 7,75 6,8

Câu hỏi: Vẽ dạng tín hiệu vào và ra

Trả lời:

Chú thích: Phía trên là tín hiệu vào, phía dưới là tín hiệu ra

𝑉𝑖𝑛 = 10mV

𝑉𝑖𝑛 = 100mV

𝑉𝑖𝑛 = 200mV

𝑉𝑖𝑛 = 300mV

𝑉𝑖𝑛 = 400mV

𝑉𝑖𝑛 = 500mV

Câu hỏi: Đo biên độ tín hiệu vào tại lối vào IN Sau đó tháo dây tín hiệu khỏi chân IN, đo

biên độ tín hiệu từ lối ra máy phát sóng (không tải) So sánh biên độ sóng để tính sự mất mát biên độ (%) do ảnh hưởng của điện A trở vào của sơ đồ

Trả lời: Biên độ tín hiệu vào tại lối vào IN: 0,385V

Biên độ tín hiệu từ lối ra máy phát sóng (không tải): 0,467V

Biên độ sóng trong trường hợp không tải lớn hơn so với trường hợp khi nối với lối vào

IN(0,385V < 0,467V)

Sự mất mát biên độ (%) do ảnh hưởng của điện trở vào của sơ đồ =(1 - 0,3850,467) x 100≈ 17,55%

4.2 Sơ đồ Drain chung CD

Câu hỏi: Ghi giá trị dòng ban đầu qua T2

Trả lời: Đồng hồ đo sụt thế có giá trị là 6,08V Đồng hồ đo dòng có giá trị là 3mA

𝑉𝑖𝑛 = 200mV

𝑉𝑖𝑛 = 300mV

𝑉𝑖𝑛 = 400mV

𝑉𝑖𝑛 = 500mV

4.3 Sơ đồ Gate chung CG

Câu hỏi: Ghi giá trị dòng ban đầu qua T3

Trả lời: Đồng hồ đo sụt thế có giá trị là 11,98V Đồng hồ đo dòng có giá trị là 0A

𝑉𝑖𝑛 = 1V

𝑉𝑖𝑛 = 2V

𝑉𝑖𝑛 = 3V

𝑉𝑖𝑛 = 4V

𝑉𝑖𝑛 = 5V