Báo cáo bài 5 thực hành điện điện tử cơ bản

Đây là báo cáo thực hành bài 5, môn Thực hành điện điện tử cơ bản, trường Đại học công nghệ thông tin. UITBài 5: Thực hành với Transistor5.1 Mục tiêu Hiểu nguyên lý hoạt động của transistor ở chế độ ngắt dẫn. Ứng dụng transistor hoạt động ở các mạch tạo cổng logic đơn giản, mạch dao động đa hài.5.2 Câu hỏi chuẩn bị1. Transistor dùng để làm gì?

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

- -BÁO CÁO Môn: Thực hành điện – điện tử

Bài 5: Thực hành với Transistor

Trang 2

Bài 5: Thực hành với Transistor

5.1 Mục tiêu

Hiểu nguyên lý hoạt động của transistor ở chế độ ngắt dẫn

Ứng dụng transistor hoạt động ở các mạch tạo cổng logic đơn giản, mạch dao động đa hài

5.2 Câu hỏi chuẩn bị

1 Transistor dùng để làm gì?

Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử Tranzitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các tranzitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động Tranzitor cũng thường được kết hợp thành mạch tích hợp (IC),có thể tích hợp tới một

tỷ tranzitor trên một diện tích nhỏ

2 Vẽ mạch NOT, NAND, NOR, FLIPLOP dùng transistor?

a Mạch NOT dùng transistor

Hình 1: Mạch NOT dùng transistor

Trang 3

b Mạch NAND dùng transistor

c Mạch NOR dùng transistor

d Mạch FLIP-FLOP dùng transistor

Hình 2:Mạch NAND dùng transistor

Hình 3:Mạch NOR dùng transitor

Trang 4

Hình 4: Mạch flip-flop dùng transistor

5.3 Nội dung

5.3.1 Mạch cổng NOT dùng transistor

Mắc mạch như hình sau:

Bảng 5-1 Bảng vị trí của linh kiện

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí board số và tên

1 Transistor T11 Board số 1

2 Led1 và R1 Board số 4 led đã nối với điện trở

3 Nguồn Vcc, Vi Là nguồn 5V ở board hiển thị 9

Trang 5

4 R26 Board số 2

Bảng 5-2 Bảng kết nối thiết bị

TT Thiết bị đo Tín hiệu

1 Đồng hồ đo Đo tín hiệu vào Vi, VBE, VCE

2 Đồng hồ đo Đo dòng IB, IC

Cho Vi = 0V và sau đó Vi = 5V rồi tiến hành đo các giá trị và điền vào Bảng 5-3

Bảng 5-3 Bảng kết quả đo

TT Vi V BE V CE =Vo I B I C LED (sáng – tắt)

5.3.2 Mạch cổng NAND dùng transistor

Trang 6

Bảng 5-4 Bảng vị trí của linh kiện

1 Transistor T11, T12 Board số 1

TT Vi1 Vi2 V BE1 V BE2 V CE = Vo LED (Sáng –tắt)

5.3.3 Mạch cổng NOR dùng transistor

Trang 7

Bảng 5-6 Bảng vị trí của linh kiện

Cho Vi1 và Vi2 lần lược có các giá trị trong bảng và sau đó tiến hành đo các giá trị và điền vào Bảng 5-7:

TT Vi1 Vi2 V BE1 V BE2 V CE = Vo LED(Sáng –tắt)

1 0V 0V 0 0 1 Sáng

2 0V 5V 0 0.64 0 Tắt

3 5V 0V 0.64 0 0 Tắt

4 5V 5V 0.64 0.64 0 Tắt

Hoạt động của mạch: Cho

Trang 8

A = 0, B = 0 => T12, T11 ngắt, Y = 1

A = 0, B =1 => T12, T11 dẫn bão hòa, Y =0

A = 1, B =0 => T12, T11 dẫn bão hòa, Y =0

A = 1, B =1 => T12, T11 dẫn bão hòa, Y =0

5.3.4 Mạch flip-flop dùng transistor

Bảng 5-8 Bảng vị trí linh kiện

Cho Vi1 và Vi2 lần lược có các giá trị trong bảng và sau đó tiến hành đo các giá trị và điền vào Bảng 5-9:

Trang 9

TT Vi1 Vi2 V BE1 V BE2 V CE = Vo LED 1 LED 2

1 0V 0V 0 0 1 Tắt Sáng

2 0V 5V 0 0.64 0.55 Sáng Tắt

3 5V 0V 0.86 0.50 0.76 Tắt Sáng

4 5V 5V 0.64 0.64 0 Sáng Tắt

5.3.5 Mạch dao động đa hài dùng transistor

Bảng 5-10 Bảng vị trí linh kiện

2 LED1, LED2 Board hiển thị 9

3 R26, R27, R50, R51 Board số 2

4 Tụ C41, C42 100μFF Board số 3

Trang 10

5 Nguồn Vcc Là nguồn 5V ở board hiển thị 9

Bảng 5-11 Bảng kết nối thiết bị đo

Thiết bị đo Tín hiệu Kết quả

Kênh CH1 – DC Đo tín hiệu VA Vẽ vào Hình 5-6

Kênh CH2 – DC Đo tín hiệu Vo2 Vẽ vào hình 5-6

Hoạt động của mạch:

 Giả sử hai transistor đang dao động, giả sử T12 vừa chuyển từ cắt sang bão hòa và T11 vừa chuyển từ bão hòa sang cắt

 Điện thế cực C của T12 giảm xuống Điện áp nạp sẵn trong tụ C41 làm điện áp cực B của T11 cũng giảm theo và xuống âm Mối nối BE của T11 bị phân cực ngược làm cho T11 tiếp tục bị cắt

 Khi T11 cắt, dòng IC2 =0 Điện thế cực C của T11 tăng, nạp vào tụ C42 làm tăng dòng định thiên cho T12 T12 tiếp tục bão hòa

 Tụ điện C41 sẽ được xả ra do RB1 Khi tụ này xả đến mức điện thế cực

B của T11 chuyển thành dương, thì T11 bắt đầu dẫn Khi T11 dẫn, điện thế cực C của T11 giảm xuống,

 Điện thế đã nạp sẵn của C42 sẽ làm cho điện áp cực B của T12 giảm xuống, làm T12 giảm dòng

 Khi T12 giảm dòng, điện thế cực C của T12 tăng lên, tăng dòng nạp vào C41 là cho T11 dẫn mạnh hơn và tiến đến bão hòa

 Hiện tượng trên cứ diễn ra lần lượt, và mạch sẽ tự dao động qua lại giữa

2 trạng thái

5.3.6 Mạch đơn ổn dùng transistor

Trang 11

Nguyên lý làm việc của mạch:

 Giả sử hai transistor đang ổn định, giả sử T12 cắt và T11 bão hòa

 Điện trở RB2 được tính toán đủ để T11 thường xuyên ở trạng thái bão hòa Khi T11 bão hòa, điện thế VBE2 thấp, nên không có dòng định thiên cho T12, T12 cắt Tụ điện được nạp qua RC1

 Khi có một xung đưa vào cực B của T12, T12 sẽ dẫn trong thời gian ngắn Khi đó cực C của T12 xuống thấp Điện áp nạp sẵn trong tụ C sẽ làm cho điện áp cực B của T11 xuống thấp và chuyển sang âm T11 sẽ tắt

 Khi T11 cắt, Điện thế cực C của T11 tăng lên, cấp dòng định thiên cho T12 T12 tiếp tục dẫn mặc dù xung đầu vào còn hay đã tắt

 Tụ điện sẽ xả qua RB, và nạp theo chiều ngược lại cho đến khi điện thế cực B của C2 bắt đầu dương Khi đó T11 sẽ dẫn, và làm cho T12 cắt Mạch trở về trạng thái ban đầu

 Như vậy, khi có xung thì mạch đa hài sẽ chuyển mạch sang trạng thái không bền Mặc dù xung chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, nhưng mạch luôn duy trì trạng thái này trong một thời gian cố định Sau thời gian đó, mạch lại trả về trạng thái bền

5.5 Câu hỏi ôn tập

1 Giải thích hoạt động của các mạch NOT, NAND, NOR dùng transistor?

Trang 12

a Mạch NOT dùng transistor:

Input Output

b Mạch NAND dùng transistor:

c Mạch NOR dùng transistor:

2 Giải thích hoạt động của mạch đa hài và mạch đơn ổn?

A Mạch đa hài:

Hoạt động của mạch:

 Giả sử hai transistor đang dao động, giả sử T12 vừa chuyển từ cắt sang bão hòa và T11 vừa chuyển từ bão hòa sang cắt

Trang 13