Báo cáo thực hành bài 1 môn nguyên lý kĩ thuật Điện tử

Nhưng nếu điện áp nghịch được tăng đến 1 giá trị lớn hơn điện áp Vz của nó thì nó cho phép dòng điện ngược đi qua, đồng thời ghim lại một hiệu điện thế ổn định bằng Vz giữa 2 đầu của nó.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

-

-BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI 1 MÔN: NGUYÊN LÝ KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ

Họ và tên: Nguyễn Hoàng Khánh-23021294

Nguyễn Phạm Tuấn Kiệt-23021288 Lớp: QH2023-I/CQ-M-MT1

Mã lớp học phần: ELT2050E 3 TH3

BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI 1

I Khảo sát đặc tuyến I-V của các loại diode.

 Nhiệm vụ: Sử dụng các linh kiện trong bảng mạch để xác định đặc tuyến I-V của các diode trong hai vùng thiên áp thuận và thiên áp ngược như hai sơ đồ dưới đây

 Để đo hết đặc tuyến I-Vcủa 7 diode trong cả 2 vùng thiên áp, cần đổi cực dây dẫn 7 lần

1 Đo đặc tuyến I-V với các diode Si (D1) và Ge (D2) thông thường.

 Đo trong vùng thiên áp thuận:

 Đồ thị biểu diễn:

0.489 0.49 0.491 0.514 0.521 0.53 0.61 0.63 0.658 0.673 0.69 0.721 0

12.08 12.09 12.1 12.11 12.12 12.13 12.14 12.15 12.16 12.17 12.2 0.09

 Với kết quả đo được, ta có thể rút ra được nhận xét:

 Thiên áp thuận: giá trị của biến trở càng nhỏ thì giá trị V , I D D

càng lớn Giá trị cực đại đo được lần lượt là 0.721(V) và 16.78(mA)

 Thiên áp ngược: giá trị của biến trở càng nhỏ thì giá trị VD

càng lớn nhưng giá trị của I luôn xấp xỉ bằng 0.1(µA).D

 Rs giới hạn dòng điện chạy qua diode, ngăn dòng điện quá lớnphá hỏng diode

 Biến trở P làm đoạn đặc tuyến I-V có một độ dốc nhất định 1

vì thế nên dòng điện qua diode sẽ được giới hạn ở một mức nhất định

 Đường đặc tuyến I-V phụ thuộc vào chất lượng và tính chất của diode như ngưỡng dẫn, điện áp đánh thủng, …

2 Đo đặc tuyến I-V của diode Zenner (D3).

 Đo trong vùng thiên áp ngược:

V -8.2V -9V -10V -11V -12V -13V -14V -15V

ID (mA) 0.07 1.12 2.46 3.8 5 6.47 7.82 9.16

VD (V) 8.15 8.16 8.19 8.21 8.22 8.24 8.26 8.28

 Hệ số ổn áp của diode Zener D3:

β (%)=Giá trị thay đổi của thế ra trên zener × 100

Khoảng thay đổi thế vào được chọn

 Thay vào công thức trên ta tính được hệ số ổn áp của diode Zener D3 = 1,75%

 Từ các kết quả trên, ta có thể rút ra được các nhận xét như sau:

 Khi được phân cực thuận diode zener hoạt động như diode bình thường

 Khi được phân cực ngược, lúc đầu chỉ có dòng diện nhỏ đi qua diode Nhưng nếu điện áp nghịch được tăng đến 1 giá trị lớn hơn điện áp Vz của nó thì nó cho phép dòng điện ngược

đi qua, đồng thời ghim lại một hiệu điện thế ổn định bằng Vz giữa 2 đầu của nó

Điện ápngưỡng xấp xỉ0.2-0.3VVùng phân

cực ngược việc ổn địnhCó thể làm một lượng điệnChỉ chịu được

áp nhỏ, vượtquá sẽ hỏng

Chịu được mộtlượng điện ápnhỏ hơn SiỨng dụng

chính Dùng để ổn ápvà bảo vệ

mạch

Chỉnh lưudòng điệntrong mạch

Dùng trongmạch có tần sốcao

chỉnh lưu

3 Đo đặc tuyến I-V với các diode phát quang LED: D4, D5, D6, D7.

 Đo trong vùng thiên áp thuận:

sáng

Sáng trung bình

 Với mỗi loại LED khác nhau thì có dòng và thế sử dụng khác nhau

II Khảo sát mạch chỉnh lưu.

1 Sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng và lọc gợn sóng.

 Sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng và lọc gợn sóng.

- Vs là sóng nhô cao hơn, Vo là sóng thấp hơn.

- Có sự khác nhau giữa dạng sóng tại A và dạng sóng tại OUT là vì:

o Khi thế nguồn Vs dương, diode thông, vì được phân cực thuận, dòng chảy qua diode tạo nên thế lối ra Vo dương trên trở R Khi thế nguồn Vs âm, diode bị phân cực ngược nên cấm, thế lối ra Vo không thể âm được và bằng 0 Sụt thế trên diode bằng VD = VON = 0,7 V nên thế ra sẽ nhỏ hơn thế nguồn

và bằng Vo Vs = - 0,7 V Nửa chu kỳ âm sẽ bị cắt và nửa chu

kỳ dương sẽ xuất hiện ở lối ra nhưng có biên độ nhỏ hơn biên

độ thế vào 0,7 V

o Sự chênh lệch thế đỉnh tương ứng là do hiện tượng sụt thế ở trên diode: Vo = Vs – 0.7V.

 Khảo sát bộ chỉnh lưu có lọc gợn sóng:

- Gợn sóng ít hơn do sự thông và cấm của diode trong nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm nên tụ điện được nạp nhanh qua nội trở diode và phóng chậm qua trở tải R

- Tỷ lệ % so với thế trung bình: v r

v dc ×100 %

- Tỷ lệ trên phụ thuộc vào giá trị của R và C

 Khảo sát sự phụ thuộc của thế gợn sóng vào trở tải và tụ

lọc:

- Khi nối với J2 và J3 (J1 và J4 không nối)

- Khi nối thêm với J4.

- Tỷ lệ gợn sóng tăng khi thay R1 bằng R2 vì khi thay R1 bằng một điện trở R2 có giá trị điện trở nhỏ hơn, dòng điện qua tải sẽ tăng lên khiến cho tụ lọc không kịp nạp đầy dẫn tới độ gợn sóng tang.

- Tỷ lệ gợn sóng giảm khi mắc thêm tụ C2 vì khi mắc thêm tụ C2 tụ

sẽ cấp thêm điện cho điện áp tại A, giúp giảm dao động của điện ápđầu ra

2 Sơ đồ chỉnh lưu toàn sóng dùng thứ cấp biến thế ra có điểm giữa.

 Khảo sát mạch chỉnh lưu toàn sóng gồm 2 diode D1 , D2 và

trở R1:

- Ở mạch nửa sóng khi điện áp âm thì D1 bị phân cực âm nên giá trị điện áp bằng 0 Còn ở mạch chỉnh lưu toàn sóng khi giá trị điện áp

âm thì D1 phân cực âm nhưng D2 phân cực dương nên vẫn cho điện áp đi qua

 Khảo sát bộ chỉnh lưu toàn sóng có lọc gợn sóng:

- Nếu mắc các tụ lọc vào mạch thì thế lối ra sẽ hầu như không đổi với 1 thế mấp mô Thế mấp mô này có thể nhỏ còn tùy thuộc vào

hệ số thời gian RC

- Do sự thông và cấm của diode trong nửa chu kỳ dương và nửa chu

kỳ âm nên tụ điện được nạp nhanh qua nội trở diode và phóng chậm qua trở tải R

3 Sơ đồ chỉnh lưu toàn sóng bằng cầu diode

 Khảo sát mạch chỉnh lưu gồm cầu diode D3, D4, D5, D6 và

trở R3:

- Bước này không cần quan sát tín hiệu vào từ nguồn xoay chiều AC

vì nguồn xoay chiều đã cho ta biết hình dạng của sóng

- Với trường hợp dùng diode cầu, mỗi nửa chu kỳ sẽ có 2 diode dẫn, nên áp lực của dòng điện lên diode sẽ giảm đi 1 nửa so với trường hợp dùng 2 diode nên tránh được việc diode bị đánh thủng

 Khảo sát bộ chỉnh lưu mạch cầu có lọc gợn sóng:

- Thế mấp mô trong trường hợp dùng 2 diode với biến thế có điểm giữa ở cuộn thứ cấp và bộ lọc khá nhỏ

III. Khảo sát quá trình chuyển trạng thái của 2 loại diode tiếp điểm và tiếp mặt.

1 Khảo sát với diode tiếp mặt 1N-4001.

- Dạng sóng khi tần số là 1kHz.

- Dạng sóng khi tần số là 10 kHz.

- Dạng sóng khi tần số là 100 kHz.

- Dạng sóng khi tần số là 1000 kHz

- Khi tăng tần số, có sự thay đổi ở dạng sóng đầu ra, tại tần số 10kHz

có sự thay đổi so với dạng sóng tại tần số 1kHz Từ tần số 10kHz trở đi có sự thay đổi rõ rệt so với lúc ban đầu

2 Khảo sát với diode tiếp điểm 1N-4148 ( bị cháy không đo được ạ)

IV Các mạch dịch mức tín hiệu và hạn biên dùng diode.

1 Bộ dịch mức một chiều DC của tín hiệu.

 Dịch mức dương của tín hiệu.

- Tại V = 0.25V:

- Tại V = 1V:

- Tại V = 2V:

- Khi tín hiệu đầu vào có giá trị dương lớn hơn điện áp ngưỡng của diode ,diode sẽ dẫn điện Điện áp của tín hiệu đầu ra lúc này sẽ được dịch lên một mức dương bằng điện áp tín hiệu đầu vào trừ đi điện áp ngưỡng của diode.

 Dịch mức phần âm của tín hiệu.

- Tại V = -0.25V:

- Tại V = -1V:

- Tại V = -2V:

- Tại V = -4V:

- Mạch dịch mức phần âm của tín hiệu có mục đích thay đổi tín hiệu đầu vào sao cho phần âm của tín hiệu sẽ không xuất hiện ở đầu ra,

và chỉ phần dương của tín hiệu đầu vào (hoặc tín hiệu đã được dịchlên một mức dương) sẽ được giữ lại

- Khi tín hiệu đầu vào là dương thì Diode phân cực thuận và sẽ dẫn điện, vì vậy tín hiệu đầu ra sẽ giống với tín hiệu đầu vào, nhưng có thể bị dịch lên một mức nếu có điện áp ngưỡng của diode

- Khi tín hiệu đầu vào là âm thì Diode phân cực ngược và không dẫn điện do đó tín hiệu đầu ra sẽ bằng mức dương của nguồn cấp

2 Bộ hạn chế tín hiệu.

 Hạn chế phần dương của tín hiệu.

- Tại V = 0.25V:

- Tại V = 1V:

- Tại V = 2:

- Tại V =4V:

- Khi tín hiệu đầu vào là dương nhưng nhỏ hơn điện áp ngưỡng của diode thì diode không dẫn điện, và tín hiệu đầu ra sẽ giống như tín hiệu đầu vào, không bị giới hạn.

- Khi tín hiệu đầu vào vượt qua điện áp ngưỡng của diode thì diode

sẽ bắt đầu dẫn điện, và điện áp đầu ra sẽ bị giới hạn ở một mức nhất định, không vượt qua điện áp ngưỡng của diode Tín hiệu đầu

ra lúc này sẽ bị hạn chế ở mức này, không tiếp tục tăng vượt qua giá trị giới hạn

- Khi tín hiệu đầu vào là âm thì diode phân cực ngược và không dẫn điện nên tín hiệu đầu ra sẽ bằng 0 V

 Hạn chế phần âm của tín hiệu.

- Tại V = -0.25V:

- Tại V = -1V:

- Tại V = -2V:

- Khi tín hiệu đầu vào dương lớn hơn điện áp ngưỡng của diode, diode sẽ bắt đầu dẫn điện Tuy nhiên, khi diode dẫn điện, tín hiệu đầu ra sẽ bị giới hạn tại mức điện áp ngưỡng của diode, không vượtquá giá trị này