TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THỰC tập điện tử cơ bản
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN PTN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC TẬP ĐIỆN TỬ CƠ BẢN (CN176) Cần Thơ, tháng 01/2012 Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản MỤC LỤC MỤC LỤC ........................................................................................................................ i Phần A MÔ PHỎNG ....................................................................................................... 1 Bài A.0 LÝ THUYẾT VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MULTISIM ......................... 1 0.1 Mục đích...................................................................................................... 1 0.2 Tóm tắt nội dung và kiến thức liên quan .................................................... 1 0.2.1 Nội dung .................................................................................................. 1 0.2.2 Các kiến thức liên quan ........................................................................... 1 Bài A.1 PHÂN CỰC DIODE ..................................................................................... 7 1.1 Phân cực diode thường ................................................................................ 7 1.1.1 Dùng Oscilloscope vẽ đặt tuyến V-A ...................................................... 7 1.1.2 Khảo sát phân cực nghịch diode thường ................................................. 8 1.2 Phân cực diode Zener .................................................................................. 8 1.2.1 Phân cực thuận Zener .............................................................................. 8 1.2.2 Phân cực nghịch Zener ............................................................................ 9 1.2.3 Phối hợp Zener và Trasistor .................................................................... 9 Bài A.2 MẠCH DIODE ............................................................................................ 11 2.1 Mạch chỉnh lưu ......................................................................................... 11 2.1.1 Mạch chỉnh lưu nửa sóng (chỉnh lưu một bán kỳ) ................................ 11 2.1.2 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode ............................................ 13 2.1.3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng biến áp có điểm giữa.......................... 15 2.1.4 Mạch chỉnh lưu bội áp ........................................................................... 16 2.2 Mạch ghim áp ............................................................................................ 17 2.3 Mạch dùng Diode Zener ........................................................................... 18 Bài A.3 TRANSISTOR BJT VÀ JFET .................................................................... 19 3.1 Transistor BJT ........................................................................................... 19 3.1.1 Transistor phân cực E chung ................................................................. 19 3.1.2 Mạch khuếch đại đảo (đảo xung) .......................................................... 20 3.1.3 Mạch khuếch đại đệm xung................................................................... 21 3.1.4 Mạch ứng dụng transistor làm nguồn dòng để tạo sóng răng cưa......... 22 3.1.5 Mạch khuếch đại tín hiệu ...................................................................... 23 3.2 JFET .......................................................................................................... 23 3.2.1 Giữa G-S, G-D như là diode.................................................................. 23 Trang i PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.2.2 Đo dòng IDSS.......................................................................................... 24 3.2.3 Phân cực ngược G-S ............................................................................. 24 Bài A.4 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP .......................................................... 25 4.1 Mạch làm toán cộng .................................................................................. 26 4.2 Mạch so sánh không đảo và so sánh đảo ................................................... 28 4.3 Mạch so sánh hồi tiếp ................................................................................ 29 4.4 Mạch dao động tạo sóng vuông ................................................................. 30 4.5 Mạch dao động tạo sóng tam giác ............................................................. 31 Phần B THỰC HÀNH TRÊN LINH KIỆN .................................................................. 32 Bài B.1 KHẢO SÁT LINH KIỆN ............................................................................. 32 1.1 Tóm tắt nội dung........................................................................................ 32 1.2 Thiết bị thí nghiệm .................................................................................... 32 1.3 Lý thuyết liên quan .................................................................................... 33 1.3.1 Điện trở ................................................................................................. 33 1.3.2 Tụ điện .................................................................................................. 34 1.3.3 Diode ..................................................................................................... 35 1.3.4 Transistor .............................................................................................. 36 1.3.5 SCR ....................................................................................................... 38 1.4 Phần thực hành .......................................................................................... 39 1.4.1 Đọc giá trị các điện trở.......................................................................... 39 1.4.2 Đo, đọc giá trị của tụ ............................................................................. 39 1.4.3 Đo thử diode ......................................................................................... 39 1.4.4 Đo thử transistor BJT ............................................................................ 39 1.4.5 Đo thử SCR ........................................................................................... 39 Bài B.2 DIODE BÁN DẪN ...................................................................................... 40 2.1 Tóm tắt lý thuyết........................................................................................ 41 2.2 Phân cực diode........................................................................................... 44 2.2.1 Phân cực thuận diode thường................................................................ 44 2.2.2 Phân cực nghịch diode thường.............................................................. 44 2.2.3 Phân cực thuận diode Zener .................................................................. 44 2.2.4 Phân cực ngược diode Zener ................................................................ 44 2.3 Mạch chỉnh lưu .......................................................................................... 45 2.3.1 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng biến thế có điểm giữa ........................ 45 Trang ii Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.3.2 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu chỉnh lưu ..................................... 45 2.3.3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu chỉnh lưu có tụ lọc ....................... 46 2.3.4 Mạch chỉnh lưu tăng đôi điện áp ........................................................... 46 Bài B.3 TRANSISTOR BJT ..................................................................................... 47 3.1 Tóm tắt lý thuyết ....................................................................................... 47 3.1.1 Mạch phân cực cố định.......................................................................... 47 3.1.2 Mạch Phân cực bằng cầu chia điện thế ................................................. 47 3.1.3 Phân cực để BJT hoạt động như SW ..................................................... 48 3.2 Khảo sát đường đặc tính V-A và xác định độ lợi của Transistor BJT ..... 48 3.2.1 Mục đích ................................................................................................ 48 3.2.2 Chuẩn bị thực hành ................................................................................ 48 3.2.3 Khảo sát đường đặc tính V-A của Transistor BJT ................................ 48 3.2.4 Xác định độ khuếch đại dòng của Transistor ........................................ 50 3.3 Các mạch ứng dụng của Transistor BJT ................................................... 51 3.3.1 Transistor dùng tạo nguồn dòng ............................................................ 52 3.3.2 Phân cực Transistor dẫn bão hòa (Transistor làm việc như một SW)... 52 3.3.3 Mạch dao động dùng Transistor ............................................................ 53 Bài B.4 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP .......................................................... 54 4.1 Mạch làm toán cộng .................................................................................. 54 4.2 Mạch so sánh không đảo và so sánh đảo .................................................. 55 4.3 Mạch dao động tạo sóng vuông ................................................................ 56 4.4 Mạch tạo sóng tam giác ............................................................................ 57 Trang iii Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Phần A MÔ PHỎNG Bài A.0 LÝ THUYẾT VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MULTISIM 0.1 Mục đích Hướng dẫn sinh viên làm quen với cách sử dụng phần mềm mô phỏng, kiểm chứng lại lý thuyết các mạch điện tử cơ bản nhất, sau đó sinh viên có thể tự mô phỏng các mạch ở mức độ phức tạp hơn, phục vụ cho quá trình nghiên cứu. 0.2 Tóm tắt nội dung và kiến thức liên quan 0.2.1 Nội dung Hướng dẫn sơ lược sử dụng Multisim Sử dụng Multisim mô phỏng các mạch điện tử cơ bản - Bài A.1: Phân cực Diode. - Bài A.2: Mô phỏng mạch chỉnh lưu. - Bài A.3: Mô phỏng mạch Transistor. - Bài A.4: Mô phỏng mạch Op-amp. 0.2.2 Các kiến thức liên quan 0.2.2.1 Kiến thức về điện tử cơ bản Xem lại tài liệu lý thuyết đã học trong học phần Điện tử cơ bản. 0.2.2.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Multisim a Giao diện của Multisim 7.0 Khi khởi động Multisim 7.0, cửa sổ giao diện như Hình A-1. Bên trái là các linh kiện, bên phải là các các máy đo và máy phát sóng…, ở giữa là không gian ta sẽ thiết kế mạch (Work space). Hình A-1 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Trang 1 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Các linh kiện (components) trong Multisim b Multisim có một thư viện components khá phong phú và đa dạng, gồm nhiều loại: ANALOG (Resistor, diode …). DIGITAL (Flipflop, Nand,…). ORTHER … Ta có thể chia các loại ANALOG làm 2 nhóm: - Nhóm thực: là các linh kiện có giá trị không thay đổi được và có bán trên thị trường. - Nhóm ảo: là các loại linh kiện thay đổi giá trị được để tiện cho việc phân giải mạch. Một số thao tác cần thiết c Thông qua các ví dụ. Ví dụ 1: VCC 24V 10 15K U3 24V b=100 5K + DC 1.324m A 1e-009Ohm R3 10 Ohm R1 15kOhm 1 + 0.132 - U1A A DC 1e-009Ohm Q1 R2 5kOhm BJT_NPN_VIRTUAL + R4 1 Ohm - U2 22.542 V DC 1MOhm Hình A-2 Để khảo sát một mạch phân cực BJT như Hình A-2 ta có thể dùng Multisim (Hình A-3) như sau: Hình A-3 Lấy linh kiện: Click vào các hộp linh kiện trên thanh công cụ Ví dụ lấy điện trở: Có 2 loại là điện trở với các thông số thực tế và điện trở ảo (virtual) là loại ta có thể thay đổi thông số. Các điện trở hình bên là các mô hình điện trở với các thông số thực đã được cài sẵn. Hình A-4 Trang 2 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Ta có thể chọn linh kiện ảo: Sau đó ta có thể thay đổi các thông số bằng cách nhấp kép vào linh kiện. Thay đổi thông số linh kiện: Hình A-5 Các linh kiện thuộc loại Virtual thì mới thay đổi được thông số. Thay đổi thông số BJT: - Cick kép vào BJT Hình A-6 Chọn Edit Model, sau đó thay đổi các thông số cần thiết và chọn Change Part Model (Hình A-6). Quay linh kiện: Hình A-7 Click vào linh kiện sau đó nhấp phím phải: Chọn 90 Clockwise để quay 90o theo chiều kim đồng hồ (Ctrl + R). Hình A-7 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Chọn Flip Vertical: Quay 180o theo chiều dọc (Ctrl + Y). Trang 3 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Chọn Flip Horizontal: Quay 180o theo chiều ngang (Ctrl + X). ……. Nối dây: Các linh kiện trên mạch có thể nối với nhau như Hình A-8. Hình A-8 Lắp nguồn (DC): Có thể dùng dạng Battery (Hình A-10) hoặc dạng đơn cực Vcc (Hình A-11): Hình A-9 Hình A-10 Hình A-12 Hình A-11 Trang 4 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Máy phát sóng Máy phát sóng có thể tạo sóng sin, sóng tam giác, sóng vuông với tần số, biên độ, thành phần DC có thể điều chỉnh được như Hình A-13. Hình A-13 Mô phỏng: Sau khi hoàn tất mạch như Hình A-3 ta có thể cho chạy mô phỏng bằng cách vào Simulate/Run hoặc Click vào nút Run/Stop trên góc phải của cửa sổ giao diện. d Một số thiết bị đo dạc, và hiển thị Volt kế, Amper kế: Hình A-14. Hình A-15 Máy đo đa năng: Hình A-15. Oscilloscope: Hình A-16. Hình A-14 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Trang 5 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Hình A-16 Máy đo tần số: Hình A-17. Hình A-17 Trang 6 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.1 PHÂN CỰC DIODE 1.1 Phân cực diode thường 1.1.1 Dùng Oscilloscope vẽ đặt tuyến V-A Mục đích: Xem đặc tuyến V-A của diode kiểm chứng với lý thuyết. Cách thực hiện: Dùng oscilloscope chọn Mode X-Y vẽ quan hệ áp ở trục X (CH1) và dòng ở trục Y (CH2). Dòng điện được đo thông qua áp trên R1 1Ω. Nguồn áp thay đổi được lấy từ tín hiệu sóng tam giác. Hình A-18 Mạch nguyên lý Yêu cầu thí nghiệm: - Ráp mạch mô phỏng như Hình A-19, cho chạy mô phỏng. - Xem đường đặc tuyến bằng cách chọn oscilloscope với mode X-Y. Ghi chú Nguồn thay đổi: Dùng máy phát sóng, chọn sóng tam giác, biên độ khoảng 50V. R1=1Ω, R2=1kΩ. Oscilloscope: chọn A/B (tức là mode X-Y). Hình A-19 Mạch nguyên lý Channel A: 10mV/Div, DC. Channel B: 500mV/Div, DC – (vì điện áp trên diode đang đo ngược). Nhận xét: - Nhánh thuận: ……………….. Giải thích: ……….. - Nhánh ngược: ………………. Giải thích: ………. A.1 Phân cực Diode Trang 7 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 1.1.2 Khảo sát phân cực nghịch diode thường Mục đích: Khảo sát dòng điện qua diode và điện áp 2 đầu diode khi 2 diode mắc ngược nhau. Cách thực hiện: Dùng phần mềm mô phỏng đo điện áp trên mỗi diode, và dòng điện đi qua ứng với từng giá trị nguồn và ghi nhận sự thay đổi các giá trị. Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-21. Hình A-20 Mạch nguyên lý Kết quả và giải thích - Nguồn 12V: + VD1=…. +VD2=… + ID=…. Thay đổi áp nguồn, các giá trị trên có thay đổi không? Kết luận gì khi diode phân cực ngược? Hình A-21 Mạch mô phỏng Phân cực diode Zener 1.2 1.2.1 Phân cực thuận Zener Mục đích: Khảo sát Zener khi phân cực thuận nó có dẫn như diode thường không. Cách thực hiện: ráp mạch, mô phỏng, thay đổi áp nguồn xem sự thay đổi điện áp trên diode để rút ra kết luận. Hình A-22 Mạch nguyên lý Yêu cầu: Ráp mạch mô phỏng như Hình A-23. Chạy mô phỏng và thay đổi áp nguồn, ghi nhận kết quả. Trang 8 A.1Phân cực Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Kết quả và nhận xét Điện áp trung bình trên Zener: VD=…… Zener phân cực thuận có như diode thường không? Hình A-23 Mạch mô phỏng 1.2.2 Phân cực nghịch Zener Mục đích: Xem Zener khi nào dẫn điện. Khi Zener dẫn điện thì áp trên Zener thay đổi như thế nào. Hình A-24 Mạch nguyên lý Yêu cầu: Ráp mạch mô phỏng như Hình A-25. Chạy mô phỏng và tăng dần điện áp nguồn, qua sát và ghi nhận lại sự thay đổi điện áp trên Zener và dòng qua Zener. Kết quả và nhận xét: - Áp nguồn nhỏ hơn VZ thì diode có dẫn không? - Áp nguồn lớn hơn VZ thì VD có thay đổi không? Hình A-25 Mạch mô phỏng - Điện áp Zener: VZ=….. 1.2.3 Phối hợp Zener và Trasistor Mục đích: Khảo sát điện áp ra của mạch ổn áp dùng transisor phối hợp Zener (mạch này sẽ cho công suất lớn hơn so với dùng Zener đơn). Mạch nguyên lý như Hình A-26. Yêu cầu: Ráp mạch mô phỏng như Hình A-27. Cho chạy mô phỏng: Ứng với tải không đổi, thay đổi điện áp nguồn và ghi nhận sự thay đổi áp ra 2 đầu tải. Hình A-26 Mạch nguyên lý A.1 Phân cực Diode Trang 9 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Khi mạch ổn áp hoạt động (áp ra ổn định), thay đổi tải và ghi nhận sự trồi sụt áp ra. Kết quả và nhận xét - Khi áp nguồn tăng lên bao nhiêu thì mạch hoạt động, V1=….. - Điện áp ổn áp là bao nhiêu, Vo=…. - Khi tải thay đổi thì điện áp ra có thay đổi nhiều không? Tại sao? - Có thể sử dụng mạch này làm mạch ổn áp không? Hình A-27 mạch mô phỏng Trang 10 A.1Phân cực Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.2 MẠCH DIODE 2.1 Mạch chỉnh lưu 2.1.1 Mạch chỉnh lưu nửa sóng (chỉnh lưu một bán kỳ) 2.1.1.1 Chỉnh lưu không tụ lọc Mục đích: Xem dạng sóng ngõ ra, so sánh với lý thuyết. Yêu cầu: ráp mạch như Hình A-29, cho chạy mô phỏng, xem dạng sóng ngõ ra và nhận xét. Hình A-28 Mạch nguyên lý Hình A-29 Mạch mô phỏng Kết quả mô phỏng và nhận xét - Dạng sóng chỉnh lưu. - Nhận xét dạng sóng ngõ ra. - Điện áp trung bình tính toán theo lý thuyết: VOAV=………. - Điện áp trung bình đo được bằng Volt kế DC: VO=…….. - So sánh 2 giá trị trên:…………….. Giải thích:……… A.2 Mạch Diode Trang 11 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 2.1.1.2 Mạch chỉnh lưu nửa sóng có tụ lọc Mục đích: Xem sự khác biệt sóng điện áp chỉnh khi có tụ lọc và không có tụ lọc, sự ảnh hưởng của tải lên dạng sóng. Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-31. Cho chạy mô phỏng, xem dạng sóng áp ra và nhận xét sự thay đổi dạng sóng so với không có tụ lọc, chất lượng áp thay đổi như thế nào khi dòng tải thay đổi (dòng tải tăng và giảm). Hình A-30 Mạch nguyên lý Hình A-31 Mạch mô phỏng Kết quả và nhận xét - Khi có tụ lọc thì dạng sóng áp ra tốt/xấu hơn so với không có tụ không? - Khi dòng tải tăng thì dạng sóng điện áp thay đổi tốt/xấu? Hình minh họa. - Khi dòng tải giảm thì dạng sóng điện áp thay đổi tốt/xấu? Hình minh họa. Trang 12 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.1.2 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode 2.1.2.1 Trường hợp không có tụ lọc Mục đích: Xem sự khác nhau về dạng sóng giữa chỉnh lưu toàn sóng và chỉnh lưu nửa sóng. Sự giống nhau và khác nhau về dạng sóng của chỉnh lưu dùng cầu diode và chỉnh lưu dùng biến áp có điểm giữa. Hình A-32 Mạch nguyên lý Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-33. Cho chạy mô phỏng. Hình A-33 Mạch mô phỏng chỉnh lưu toàn sóng cầu diode - Chú ý sự sụt biên độ áp ra so với áp nguồn khi chạy mô phỏng. - So sánh dạng sóng điện áp với trường hợp chỉnh lưu nửa sóng. Kết quả và nhận xét - Dạng sóng điện áp ra như thế nào? Hình minh họa. - Biên độ áp nguồn và áp ra: Vsm=……., Vom=…… Giải thích:……. - Điện áp trung bình ra tính theo lý thuyết: VOAV=……=…… - Điện áp trung bình ra đo được bằng Volt kế DC: Vo=……. - So sánh 2 kết quả, giải thích…….. A.2 Mạch Diode Trang 13 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 2.1.2.2 Chỉnh lưu có tụ lọc Mục đích: Xem chất lượng áp chỉnh lưu so với trường hợp không có tụ lọc, xem sự ảnh hưởng của tải lên áp chỉnh lưu. Hình A-34 Mạch nguyên lý chỉnh lưu toàn sóng cầu diode có tụ lọc Hình A-35 Mạch mô phỏng chỉnh lưu toàn sóng cầu diode có tụ lọc Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-35, cho chạy mô phỏng và ghi nhận kết quả. - Chất lượng áp chỉnh lưu khi có tụ lọc. - Sự thay đổi dạng sóng khi tải tăng dòng và giảm dòng. Kết quả và nhận xét: - Điện áp ra phẳng/không phẳng, tại sao? - Khi dòng tải tăng thì dạng sóng như thế nào? Hình minh họa. Tại sao? - Khi dòng tải giảm dạng sóng như thế nào? Hình minh họa. Tại sao? - Để dạng sóng ra luôn phẳng khi tải thay đổi thì ta làm sao? Hình minh họa. Trang 14 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.1.3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng biến áp có điểm giữa Mục đích: Thấy được có thể chỉnh lưu toàn sóng dùng biến áp có điểm giữa, thay vì dùng cầu diode. Hình A-36 Mạch nguyên lý Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-37, chạy mô phỏng quan sát dạng sóng VA, VB, VO, chú ý pha VA so với VB, điện áp VO so với VA và VB . Hình A-37 Mạch mô phỏng Kết quả và nhận xét: - Quan hệ giữa VA, và VB……., quan hệ VO so với VA và VB hình minh họa. - Nhận xét dạng sóng ngõ ra VO so với trường hợp chỉnh lưu dùng cầu diode. A.2 Mạch Diode Trang 15 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 2.1.4 Mạch chỉnh lưu bội áp Mục đích: khảo sát điện áp ngõ ra trong mạch chỉnh lưu bội áp, kiểm chứng với lý thuyết. Yêu cầu: ráp mạch như hình A-39, chạy mô phỏng và quan sát điện áp ngõ ra. Thay đổi điện áp nguồn và kiểm tra lại điện áp ngõ ra. Kết quả và nhận xét: - Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. - Tính toán điện áp ngõ ra tương ứng với giá trị đặt điện áp ngõ vào. So sánh và cho nhận xét. - Thiết kế mạch chỉnh lưu bội áp tăng đôi điện áp với điện áp U1 dương. - Thiết kế mạch chỉnh lưu bội áp tăng 4 lần điện áp. Vẽ sơ đồ mạch. Hình A-38 Mạch nguyên lý chỉnh lưu tăng đôi điện áp C1 2 D2 1 3 470uF-POL 24 V 50 Hz 0Deg 1N4007GP D1 1N4007GP C2 470uF-POL R1 470k + - 0.000 V U1 DC 10M 0 Hình A-39 Mạch mô phỏng chỉnh lưu tăng đôi điện áp Trang 16 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.2 Mạch ghim áp Mục đích: Xem dạng sóng của mạch ghim áp bị dời lên hoặc dời xuống với biên độ Vp-p không thay đổi so với ngõ vào. Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-41, chạy mô phỏng quan sát dạng sóng ngõ ra bị dời lên hay dời xuống so với ngõ vào, Vp-p so với ngõ vào như thế nào? Kết quả và nhận xét: - Dạng sóng ngõ ra như thế nào so với ngõ vào? Giải thích. - Để điện áp ra dời ngược lại thì mạch nguyên lý như thế nào? Vẽ mạch. Hình A-40 Mạch nguyên lý Hình A-41 Mạch mô phỏng A.2 Mạch Diode Trang 17 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Mạch dùng Diode Zener 2.3 Mục đích: Khảo sát sự phụ thuộc trạng thái dẫn của Zener vào tải mắc song song với Zener và ý nghĩa của Zener trong mạch. Yêu cầu: ráp mạch mô phỏng như Hình A-43, chạy mô phỏng, quan sát điện áp của tải RL và dòng điện Iz khi thay đổi tải RL. R IR IZ Vi IL Zener Hình A-42 Mạch nguyên lý R 1k 2 RL 1 D1 1N4739A V1 24 V Key = A 5k 90% - 3 + - 0.000 + A 0.000 V UL DC 10M Iz DC 1e-009 0 Hình A-43 Mạch mô phỏng Kết quả và nhận xét: - Khi nào thì Zener dẫn, ngưng dẫn? Giải thích. - Điện áp lớn nhất hai đầu điện trở RL là bao nhiêu? Tại sao? Trang 18 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.3 TRANSISTOR BJT VÀ JFET 3.1 Transistor BJT 3.1.1 Transistor phân cực E chung Mục đích: Xem trạng thái BJT dẫn (khuếch đại). Xem trang thái BJT dẫn bão hòa. Xem trạng thái BJT ngưng dẫn. Mô phỏng Kết quả VBB = 3V, RB=100kΩ, SW đóng, BJT dẫn khuếch đại, dẫn bão hòa hay ngưng? Dựa vào đâu mà biết? Tính độ khuếch đại dòng nếu BJT khuếch đại. SW mở: BJT có dẫn hay không? VBB=-3V, BJT có dẫn hay không? A.3 Transistor BJT và JFET Trang 19 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.1.2 Mạch khuếch đại đảo (đảo xung) Mô phỏng XFG1: Chọn xung vuông 100Hz, 5V, Offset 5V. Kết quả Dạng sóng ngõ vào trên XSC2. Dạng sóng ngõ ra trên XSC1. So sánh 2 dạng sóng trên, giải thích. Trang 20 A.3 Transistor BJT và JFET Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 3.1.3 Mạch khuếch đại đệm xung Mô phỏng XFG1: Chọn xung vuông 100Hz, 5V, Offset 5V. Kết quả Dạng sóng ngõ vào trên XSC2. Dạng sóng ngõ ra trên XSC1. So sánh 2 dạng sóng trên, giải thích. A.3 Transistor BJT và JFET Trang 21 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.1.4 Mạch ứng dụng transistor làm nguồn dòng để tạo sóng răng cưa Transistor sẽ tạo dòng nạp cho tụ là hằng số cho nên sẽ thu được điện áp trên tụ là đường thẳng. Mô phỏng XFG1: Chọn sóng vuông 100Hz, 5V, Offset 5V. Dùng đóng tạo xung đóng ngắt Q2. Q2 có tác dụng xả hết điện tích trên tụ để bắt đầu chu kỳ tích điện mới. Kết quả Dạng sóng hai đầu tụ trên XSC1. Giải thích họat động của mạch. Trang 22 A.3 Transistor BJT và JFET Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 3.1.5 Mạch khuếch đại tín hiệu XFG1: sóng sin 1kHz, 1µV. XSC1: 1ms/Div, ChA 20µV/Div, ChB 1µV/Div. Kết quả: Dạng sóng ngõ vào và ngõ ra. Độ khuếch đại bao nhiêu? 3.2 JFET 3.2.1 Giữa G-S, G-D như là diode Kết quả U1=…….? U2=…….? Giải thích. A.3 Transistor BJT và JFET Trang 23 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.2.2 Đo dòng IDSS Kết quả Dòng ID bao nhiêu? Dòng này là dòng gì? Tăng nguồn lên 24V dòng có thay đổi đáng kể không? 3.2.3 Phân cực ngược G-S Kết quả Khi V2 < 3V: JFET có dẫn không? Khi tăng V2 > 3V thì JFET có dẫn không? VGS(off)=? Trang 24 A.3 Transistor BJT và JFET Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.4 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP Khảo sát Op-Amp LM741 Mục đích - Khi điện áp sai lệch giữa 2 ngõ vào rất nhỏ thì ngõ ra sai lệch rất lớn. - Thấy được sự bão hòa sẽ xảy ra khi sai lệch ngõ vào đủ lớn. - Khi Op-Amp còn khuếch đại thì điện áp tại hai ngõ vào gần như bằng nhau (chênh lệch rất nhỏ). A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 25 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Kết quả - Điều chỉnh biến trở quan sát điện áp ngõ vào và ngõ ra, cho nhận xét. - Nhận xét vùng khuếch đại của Op-amp so với vùng bão hòa. Mạch làm toán cộng 4.1 Mạch nguyên lý Trang 26 A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Mô phỏng Kết quả Điện áp ra bằng bao nhiêu, so sánh với lý thuyết. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Đảo 2 ngõ vào lại Kết quả Mạch còn là mạch cộng không? Tại sao? A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 27 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Mạch so sánh không đảo và so sánh đảo 4.2 Mô phỏng R1,R3 tạo điện áp tham chiếu để so sánh, có thể thay đổi được. XFG1: Máy phát sóng, tạo điện áp vào, chọn sóng răng cưa, 10V. XSC1: Xem dạng sóng điện áp vào và điện áp tham chiếu. XSC2: Xem dạng sóng điện áp vào và điện áp ra. Kết quả Điện áp ra có đảo cực (so với điện áp vào) không? Độ rộng xung ngõ ra thay đổi thế nào khi thay đổi điện áp tham chiếu: - Khi điện áp tham chiếu tăng? - Khi điện áp tham chiếu giảm? Trang 28 A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 4.3 Mạch so sánh hồi tiếp Mô phỏng - XFG1: Chọn sóng răng cưa 10V, 100 Hz. Kết quả Xem dạng sóng với chế độ Y/T. Xem dạng sóng chế độ B/A. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 29 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Mạch dao động tạo sóng vuông 4.4 Mô phỏng Key = A 50k 6 XSC2 A R5 10% R3 XSC1 5k G 0 G T V1 12 V T B A 0 B 1 0 7 1 5 U1 4 3 6 3 2 4 741 2 C1 1uF V2 12 V R4 10k 0 0 0 R1 R2 10k 10k 7 Kết quả: Dạng sóng ngõ ra? Giải thích quá trình tạo dao động (bao gồm quá trình quá độ)? Thay đổi biến trở R5, quan sát sự thay đổi tần số sóng ngõ ra. Giải thích. Trang 30 A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Mạch dao động tạo sóng tam giác 4.5 Mô phỏng R2 R4 Key = B 100k 15k 0 50% 0 V1 12 V V3 12 V 1 6 5 4 7 0 1 5 U1 7 3 6 10 R1 9 1 5 U2 XSC1 3 G R3 10k 2 6 T 0 10k 4 741 A 4 2 8 2 V2 12 V 3 V4 12 V 0 C1 B 741 0 0.1uF Kết quả: Dạng sóng ngõ ra. Rút ra nhận xét. Thay đổi biến trở R4, quan sát sự thay đổi tần số sóng ngõ ra. Giải thích. A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 31 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Phần B THỰC HÀNH TRÊN LINH KIỆN Bài B.1 KHẢO SÁT LINH KIỆN Tóm tắt nội dung 1.1 Đọc giá trị điện trở. Đọc giá trị tụ điện. Đo thử diode. Đo thử transistor. Đo thử JFET. Đo thử SCR. Thiết bị thí nghiệm 1.2 VOM kim. Điện trở các loại. Tụ điện các loại. Diode. Transistor NPN, PNP. JFET. SCR. Trang 32 B.1 Khảo sát linh kiện Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 1.3 Lý thuyết liên quan 1.3.1 Điện trở Hình B-1 Ý nghĩa các vòng màu trên điện trở Điện trở thường có 2 loại: a Loại 4 vòng màu Vòng 1 là giá trị thứ I. Vòng 2 là giá trị thứ II. Vòng 3 (Multiplier) là vòng số mũ của cơ số 10. Vòng 4 (Tolerance) là vòng sai số (tính theo %). 3 VD: Nâu-Đen-Cam-Vàng kim (Gold) = 10.10 5% (Ω). b Loại 5 vòng màu Vòng 1: Giá trị I. Vòng 2: Giá trị II. Vòng 3: Giá trị III. Vòng 4 (Multiplier): Số mũ của cơ số 10. Vòng 5 (Tolerance): Vòng sai số. 2 VD: Vàng-Tím-Đen-Đỏ-Nâu = 470.10 1% (Ω). B.1 Khảo sát linh kiện Trang 33 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 1.3.2 Tụ điện a Tụ phân cực Thường là tụ hoá học, dùng trong mạch DC, có điện dung lớn và có ghi giá trị trên vỏ. b Tụ không phân cực Dùng được ở cả mạch AC và DC. Giá trị của tụ thường là pF và đọc giống như điện trở. 3 VD: 103Z = 10.10 pF (Z là mã sai số). Hình B-2 Tụ phân cực và tụ không phân cực Trang 34 B.1 Khảo sát linh kiện Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 1.3.3 Diode Hình B-3 Diode Diode thực tế có dạng hình trụ, trên vỏ có sơn 1 vạch tròn vòng quanh ở đầu để đánh dấu cực K. Đối với diode có công suất lớn thì vỏ của nó làm bằng kim loại, có kích thước lớn, trên thân có ký hiệu để phân biệt cực A và K. Tính chất - Khi phân cực thuận thì diode dẫn, giữa A và K có điện trở nhỏ, dòng dẫn càng cao thì điện trở càng nhỏ. - Khi phân cực thuận thì diode không dẫn, giữa A và K có điện trở vô cùng lớn và xem như hở mạch. Cách xác định cực A và K Hình B-4 Cách xác định cực A-K của diode B.1 Khảo sát linh kiện Trang 35 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 1.3.4 Transistor Hình B-5 Transistor Transistor có 2 loại: NPN và PNP. Tansistor Nhật thường bắt đầu bằng chữ cái A, B, C, D. SA-----: Loại PNP, tần số cao. SB-----: Loại PNP, tần số thấp. SC----: Loại NPN, tần số cao. SD----: Loại NPN, tần số thấp. Vị trí chân transistor Nhật như hình: Tính chất Transistor có thể dùng như 2 diode mắc song song bằng cách nối chung C và E làm cực K và B là cực A đối với loại NPN và ngược lại đối với loại PNP. Giữa C và E tương đương với điện trở thay đổi. Khi kông có dòng IB thì RCE = , khi dòng IB tăng thì RCE giảm. Trang 36 B.1 Khảo sát linh kiện Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Cách đo thử xác định transistor 1.3.4.1 Xác định loại NPN và PNP Bật VOM ở thang đo điện trở (X1). - Nếu giữ cố định que (-) ở 1 chân nào đó còn que (+) lần lược 2 chân còn lại mà kim đều lên thì là NPN (điều kiện transistor còn sống), chân đang giữ là B. - Ngược lại nếu giữ cố định que (+) ở 1 chân nào đó còn que âm lần lượt 2 chân kia mà kim đều lên là loại PNP (điều kiện trasistor còn sống). h + 0 - h + 0 - Hình B-6 Cách xác định loại transistor 1.3.4.2 Xác định transistor còn sống hay chết Transistor thường chết là do các mối nối bị hỏng (ngắn mạch hoặc hở mạch), thường CE bị ngắn mạch. Nếu transistor chưa biết vị trí chân và loại gì mà quá trình đo ở mục 1 không xác định được NPN hay PNP là nghi ngờ. Nếu transistor biết vị trí chân thì đo kiểm tra mối nối, cả hai ngắn mạch hoặc hở mạch đều là hư hỏng. h + B.1 Khảo sát linh kiện 0 - Nếu chưa kết luận được transistor đã chết (biết chân và loại rồi) thì xác định xem nó còn tính khuếch đại hay không để kết luận: VD: Đối với NPN ta bật VOM ở thang đo điện trở hàng k , que (-) ở C, que (+) ở E, dùng điện trở khoảng vài chục k chạm vào C và B hoặc ngón của bàn tay đang cầm que (-) chạm vào B nếu thấy kim vọt lên khi chạm vào và tụt xuống khi hở ra là còn tốt, (BJT PNP thì làm tương tự, nhưng đổi que). Trang 37 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 1.3.5 SCR SCR là linh kiện 4 lớp bán dẫn, về bản chất, SCR tương đương như 2 transistor ghép darlington. Hình B-7 Cấu tạo SCR Cách đo thử SCR Vì SCR chỉ cần dòng IG rất nhỏ thì nó sẽ dẫn như SW đóng. Đối với điện DC thì khi SCR được kích thì nó sẽ dẫn cho đến khi dòng dẫn bị ngắt hoặc khi có áp ngược đặt vào A và K, nên ta có cách thử như sau: h + Trang 38 0 - h + 0 - Vặn VOM kim ở thang đo hàng Ohm. Que (-) ở A, que (+) ở K sau cho que (-) chạm luôn vào G, lúc này thấy kim vọt lên chỉ giá trị rất thấp (SCR đang dẫn). Ta cho que (-) tách ra khỏi G, nhưng vẫn đảm bảo tiếp xúc với A. Nếu kim vẫn không tụt xuống là SCR còn tốt. B.1 Khảo sát linh kiện Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Phần thực hành 1.4 1.4.1 Đọc giá trị các điện trở Điện trở Vòng 1 Vòng 2 Vòng sai số Vòng 3 Giá trị R1 R2 Rn 1.4.2 Đo, đọc giá trị của tụ Đo nạp xả của tụ, đọc giá trị của tụ. Tụ Mã Giá trị Tình trạng (nạp xả) Ghi chú/ Kết luận C1 C2 Cn 1.4.3 Diode Đo thử diode Mã Cực A Cực K Tình trạng D1 D2 Dn 1.4.4 Đo thử transistor BJT BJT Mã Cực B Cực C Cực G Cực A Cực E Loại Tình trạng T1 T2 Tn 1.4.5 SCR Đo thử SCR Mã Cực K Tình trạng S1 S2 Sn B.1 Khảo sát linh kiện Trang 39 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Bài B.2 DIODE BÁN DẪN Tóm tắt nội dung - Khảo sát diode với mạch 1 chiều. + Diode thường. + Diode Zener. - Khảo sát diode với mạch xoay chiều. Chỉnh lưu không tụ lọc + Mạch chỉnh lưu nửa sóng. + Mạch chỉnh lưu toàn sóng. - Dùng biến áp có điểm giữa. - Dùng cầu diode. Chỉnh lưu có tụ lọc + Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode có tải. Thiết bị thí nghiệm Breadboard: (1). Dây cắm. Biến áp có điểm giữa 12V - 0 -12V: (1). Diode chỉnh lưu 1N4007: (04). Zener 9V. Tụ: 470uF/25, 1000uF/25. Điện trở tải. Trang 40 B.2 Diode bán dẫn Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.1 Tóm tắt lý thuyết Hình B-8 Đặc tuyến của Diode Đặc tuyến V-A của diode gồm 2 nhánh: Nhánh thuận (bên phải): Mối quan hệ điện áp VAK (VF) và dòng IF là hàm mũ. Nhánh ngược (bên trái): Khi điện áp ngược chưa vượt quá định mức thì diode không dẫn; điện áp ngược quá định mức (VR, VZ) thì diode dẫn và bị hỏng mối nối đối với diode thường và dẫn bình thường đối với diode Zener. Khi diode dẫn điện thì sụt áp ngang nó thấp nên người ta thường dùng 1 trong 2 mô hình sau để thay thế: Mô hình lý tưởng. Hình B-9 Phân cực thuận Hình B-10 Phân cực nghịch B.2 Diode bán dẫn Trang 41 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Mô hình điện thế ngưỡng. A K A K Hình B-11 Phân cực thuận A K A K Hình B-12 Phân cực nghịch Mạch chỉnh lưu - Chỉnh lưu nửa sóng (một bán kỳ) D U m Sint U Um Hình B-13 Mạch chỉnh lưu nửa sóng Trang 42 B.2 Diode bán dẫn Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản - Chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode D1 D3 U m .Sint D2 U = R 2.U m D4 Hình B-14 Mạch chỉnh lưu cầu - Chỉnh lưu toàn sóng dùng biến áp có điểm giữa D1 U m .Sint R U= D2 2.U m Hình B-15 Mạch chỉnh lưu dùng biến áp có điểm giữa - Chỉnh lưu toàn sóng có tụ lọc D1 D3 U m .Sint D2 R D4 Hình B-16 Mạch chỉnh lưu cầu có tụ lọc Dòng qua tải càng lớn thì điện áp càng gợn sóng. Tụ điện có điện dung càng lớn thì dạng sóng điện áp chỉnh lưu càng phẳng. B.2 Diode bán dẫn Trang 43 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Phân cực diode 2.2 2.2.1 Phân cực thuận diode thường D1: N4007; R1 470. UD Dùng nguồn DC thay đổi cấp cho mạch. D1 + Điều chỉnh US lên 5V. Us R1 UR 2.2.2 Phân cực nghịch diode thường UD = ?; UR = ?; Cho kết luận. + Thay đổi US và đo UD. Nhận xét về điện áp UD. Giải thích. 2.2.3 Phân cực thuận diode Zener D1 D R1 Us R + Điều chỉnh US lên 5V: + Điều chỉnh US lên 5V: UD = ?; UR = ?; Cho kết luận. UD = ?; UR = ?; Cho kết luận. 2.2.4 Phân cực ngược diode Zener (Zener đang sử dụng có VZ < 12V) Ráp mạch trên Breadboard. R=1kΩ. Tăng từ từ VS lên 15V, quan sát và ghi nhận lại sự thay đổi điện áp UD. D Zener có VZ bao nhiêu ? R UR Hình B-17 Phân cực nghịch Zener Trang 44 B.2 Diode bán dẫn Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.3 Mạch chỉnh lưu 2.3.1 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng biến thế có điểm giữa Lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý sau D1 A U m .Sint R B U = D3 2.U m Cắm mạch trên Breadboard, nếu linh kiện có chân to thì ta dùng dây đồng hàn vào để cắm, cắm chân quá to vào sẽ làm hư board. - Dùng biến áp 12V-0V-12V. - Dùng điện trở 2,2kΩ làm tải. Kết quả - Xem và vẽ lại dạng dạng sóng điện áp UA, UB, U. - Tính toán điện áp trung bình U theo lý thuyết. - Dùng Volt kế đo giá trị U. 2.3.2 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu chỉnh lưu D1 D3 U s = U m .Sint D2 R U = 2.U m D4 Ráp mạch trên Breadboard theo sơ đồ nguyên lý trên - Dùng biến áp có cuộn 12V; tải 2,2 kΩ. Kềt quả - Xem và vẽ lại dạng sóng US, U. - Tính giá trị U theo công thức. - Đo giá trị U. So sánh với mục 2.3.1. Giải thích. B.2 Diode bán dẫn Trang 45 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 2.3.3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu chỉnh lưu có tụ lọc D1 R 2.2K D3 47uF/50V uS ~12V D2 + VR 5K u Lưu ý: Tụ lọc trong thực tế thường dùng có giá trị từ 470uF trở lên. Ở đây ta chỉ sử dụng tụ nhỏ (47uF) vì tải đang dùng có dòng rất nhỏ. - D4 - Ráp mạch trên Breadboard theo sơ đồ nguyên lý. Lưu ý ráp đúng cực tính cho tụ, chỉnh biến trở có giá trị cao nhất. Kết quả - Dùng Oscilloscope xem, vẽ lại dạng sóng điện áp US và điện áp chỉnh lưu U trên 2 đồ thị. - Tăng tải từ từ đến giá trị lớn nhất (giảm VR), vẽ lại dạng sóng US. Cho nhận xét và giải thích sự khác biệt so với trường hợp trên. 2.3.4 Mạch chỉnh lưu tăng đôi điện áp + D2 - 47 / 50V ~12V D1 47 / 50V + - Ráp mạch trên breadboard theo sơ đồ nguyên lý. - Dùng cuộn thứ cấp 12V. - Lưu ý cực tính của tụ. Uo Kết quả - Dùng Oscilloscope xem biên độ áp nguồn chỉnh lưu. Vm=? - Tính giá trị Uo theo lý thuyết. UoLT=? - Đo điện áp Uo hai đầu tụ. UoVOM=? - Để có điện áp Uo dương thì mạch như thế nào, ráp mạch thực tế kiểm chứng. Trang 46 B.2 Diode bán dẫn Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài B.3 TRANSISTOR BJT Tóm tắt lý thuyết 3.1 3.1.1 Mạch phân cực cố định Điện trở RE nếu có là để ổn định nhiệt. VCC Thông thường người ta phân cực sao cho VE = RC RB 1 VCC . 10 C IB = B + VCC V BE R B (1 b ) R E Nếu mạch không có RE thì thay RE=0. E - I C = b .I B RE VCC RC R E 3.1.2 Mạch Phân cực bằng cầu chia điện thế Mạch tương đương: VCC Rth = R1 // R2 Vth = R2 RC R1 VCC IB = C B RC + E R2 Rth - Vth V BE Rth (1 b ) R E I C = b .I B C + RE VCC R1 R2 VCC RC R E E Vth RE Thường người ta chọn RE sao cho: V E = 1 VCC . 10 Chọn R2 sao cho: b .RE 10.R2 . Khi đó V B R2 B.3 Transistor BJT VCC = V E 0,7 . R1 R2 Trang 47 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.1.3 Phân cực để BJT hoạt động như SW Để BJT như SW thì người ta phải phân cực đảm bảo BJT dẫn bão hoà. VCC Dòng bão hoà: I CS = Khi transistor bão hoà thì: b S b . RC RB C VCC . RC Cho nên để transistor bão hoà thì dòng IB được b E VBB chọn sao cho: I B I CS bS (thường chọn từ 2 đến 5 lần giá trị tính toán). Khảo sát đường đặc tính V-A và xác định độ lợi của Transistor BJT 3.2 3.2.1 Mục đích Mục đích của bài thí nghiệm: xác định đặc tính VCE-IC theo giá trị IB của BJT và thực hành quá trình xác định độ lợi β của Transistor BJT. 3.2.2 Chuẩn bị thực hành 3.2.2.1 Kiến thức nền - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của BJT. - Cách xác định cực của BJT. - Các cách phân cực của BJT. - Đường đặc tính V-A của BJT. 3.2.2.2 Thiết bị và dụng cụ thực hành - 2 nguồn 15VDC điều chỉnh được. - Điện trở. - Transistor BJT. - Các thiết bị đo cần thiết (đồng hồ đo µA, mA). 3.2.3 Khảo sát đường đặc tính V-A của Transistor BJT Yêu cầu - Xác định cực của Transistor BJT. - Lắp mạch điện như hình vẽ. - Lấy số liệu và vẽ đường đặc tính V-A. Trang 48 B.3 Transistor BJT Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Lắp mạch như hình sau Bảng lấy số liệu IB1=10µA IB2=20µA IB3=30µA IB4=40µA IB5=50µA VCE(V) IC(mA) VCE(V) IC(mA) VCE(V) IC(mA) VCE(V) IC(mA) VCE(V) IC(mA) B.3 Transistor BJT Trang 49 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Đường đặc tính V-A IC(mA) VCE(V) Nhận xét kết quả ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... 3.2.4 Xác định độ khuếch đại dòng của Transistor Ráp mạch trên Breadboard như sơ đồ hình vẽ. R1,2 K C1 VR500 K C2 B1 B2 C828 R220 K Trang 50 12V Ý nghĩa các linh kiện: R1,2 kΩ là điện trở giới hạn dòng cực IC. - VR500 kΩ là biến trở dùng thay đổi dòng IB. - R220 kΩ nhằm giới hạn giá trị nhỏ nhất RB. Khi VR500 kΩ bị vặn về 0 thì còn R220 kΩ nên transistor không bị hỏng mối nối vùng BE. B.3 Transistor BJT Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Thay đổi VR500kΩ dùng đồng hồ đo DC Amper đo dòng IB, IC rồi tính giá trị b = Lần đo IB (mA) IC (mA) b= IC IB IC IB 1 2 3 4 Kết luận: β =…………. 3.3 Các mạch ứng dụng của Transistor BJT Tóm tắt nội dung: - Phân cực transistor kiểu cố định. - Phân cực transistor bằng cầu chia điện thế. - Phân cực transistor hoạt động như SW. - Mạch dao động đa hài dùng transistor. Thiết bị thí nghiệm: - Breadboard. - Dây cắm. - Nguồn DC điều chỉnh. - Transistor NPN, PNP. - Điện trở. - Biến trở. - Led. B.3 Transistor BJT Trang 51 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.3.1 Transistor dùng tạo nguồn dòng Chỉnh nguồn VCC = 12V. VCC RB Tính toán chọn giá trị RB sao cho dòng I C = b .I B khoảng 10mA (có thể dùng biến trở để đặt RB). RC C1 RC thay đổi bằng cách dùng các điện trở 1kΩ mắc song song với nhau. C2 Đo giá trị dòng IC bằng cách tháo dây cắm C1 C2 ra ghim 2 que đo amper vào. Thay đổi giá trị RC, lập bảng. Kết quả: VCC Số điện trở 1kΩ mắc song song 12V 1 12V 2 12V 3 RC (Ω) IC (mA) Nhận xét về dòng IC, dòng IC thay đổi đáng kể không? giải thích. Lưu ý: Luôn điều chỉnh điện áp VCC=12V. 3.3.2 Phân cực Transistor dẫn bão hòa (Transistor làm việc như một SW) Tính toán chọn một giá trị R1 sao cho transistor dẫn bão hoà. VCC 12V RC=1k Ráp Breadboard. B1 R1 C B2 E R2 22K mạch lên C828 Kết quả Dây nối B1B2 VCE Hở Đóng Transistor bão hòa chưa? Tại sao? Trang 52 B.3 Transistor BJT Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 3.3.3 Mạch dao động dùng Transistor Ráp mạch trên Breadboard theo sơ đồ nguyên lý Nguồn 12V. Transistor Q1, Q2 dùng C828. C1=C2=100µF. Cách ráp Ráp Q1, Q2. RC1, RC2, RB1, RB2. Thay vị trí 2 Led bằng 2 dây cắm. Sau khi ráp đúng, mở nguồn cung cấp đo VC1, VC2 nếu 2 điện áp này gần bằng 0 là chứng tỏ 2 transistor dẫn bão hoà. Thay 2 Led vào, ráp tiếp C1 và C2. Mở nguồn cho chạy và quan sát các Led. Nhận xét và giải thích. RC1 470 C1 100uF RB1 33K RB2 33K RC2 470 C1 100uF Q1 Q2 Thay 2 Led bằng 2 dây cắm, C1=C2=0.01µF, cho mạch chạy, Oscilloscope xem và vẽ lại dạng sóng VC1, VC2. B.3 Transistor BJT dùng Trang 53 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Bài B.4 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP Mạch làm toán cộng 4.1 Mục đích Xem quan hệ ngõ ra với các ngõ vào Khi hồi tiếp dương thì mạch còn là mạch cộng không. Ráp mạch trên breadboard Kết quả: Dùng VOM số đo. - Vi1=…….., Vi2=……., Vo=………., - Giải thích các kết quả đo được. - Đảo 2 ngõ vào của Op-Amp với nhau thành mạch hồi tiếp +, Vo=……… - Giải thích. Trang 54 B.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 4.2 Mạch so sánh không đảo và so sánh đảo Mục đích: Sử dụng Op-Amp, cấp nguồn đơn làm mạch so sánh để xem điện áp ra khi: + V 1 > V2 . + V 1 < V2 . Ráp mạch trên breadboard Kết quả V1=……. V2=……. Vo=……. Giải thích Đảo 2 ngõ vào Op-Amp Vo=…… Giải thích. B.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 55 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Mạch dao động tạo sóng vuông 4.3 Ráp mạch trên breadboard Kết quả Dạng sóng ngõ ra là sóng gì? Vẽ dạng sóng. Tần số sóng ra khi biến trở Max và Min. Trang 56 B.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 4.4 Mạch tạo sóng tam giác Ráp mạch trên breadboard Kết quả Dạng sóng tại Vo1 là sóng gì? Dạng sóng tại Vo2 là sóng gì? Vẽ 2 dạng sóng trên cùng đồ thị. B.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 57 [...]... tạo điện áp vào, chọn sóng răng cưa, 10V XSC1: Xem dạng sóng điện áp vào và điện áp tham chiếu XSC2: Xem dạng sóng điện áp vào và điện áp ra Kết quả Điện áp ra có đảo cực (so với điện áp vào) không? Độ rộng xung ngõ ra thay đổi thế nào khi thay đổi điện áp tham chiếu: - Khi điện áp tham chiếu tăng? - Khi điện áp tham chiếu giảm? Trang 28 A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản. .. A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Trang 5 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Hình A-16 Máy đo tần số: Hình A-17 Hình A-17 Trang 6 A.0 Lý thuyết và hướng dẫn sử dụng Multisim Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.1 PHÂN CỰC DIODE 1.1 Phân cực diode thường 1.1.1 Dùng Oscilloscope vẽ đặt tuyến V-A Mục đích: Xem đặc tuyến V-A của diode kiểm chứng với lý thuyết Cách thực hiện: Dùng... Transistor BJT và JFET Trang 23 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.2.2 Đo dòng IDSS Kết quả Dòng ID bao nhiêu? Dòng này là dòng gì? Tăng nguồn lên 24V dòng có thay đổi đáng kể không? 3.2.3 Phân cực ngược G-S Kết quả Khi V2 < 3V: JFET có dẫn không? Khi tăng V2 > 3V thì JFET có dẫn không? VGS(off)=? Trang 24 A.3 Transistor BJT và JFET Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.4 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG... Các mạch ứng dụng Op-amp Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Mô phỏng Kết quả Điện áp ra bằng bao nhiêu, so sánh với lý thuyết Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch Đảo 2 ngõ vào lại Kết quả Mạch còn là mạch cộng không? Tại sao? A.4 Các mạch ứng dụng Op-amp Trang 27 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Mạch so sánh không đảo và so sánh đảo 4.2 Mô phỏng R1,R3 tạo điện áp tham chiếu để so... RL và dòng điện Iz khi thay đổi tải RL R IR IZ Vi IL Zener Hình A-42 Mạch nguyên lý R 1k 2 RL 1 D1 1N4739A V1 24 V Key = A 5k 90% - 3 + - 0.000 + A 0.000 V UL DC 10M Iz DC 1e-009 0 Hình A-43 Mạch mô phỏng Kết quả và nhận xét: - Khi nào thì Zener dẫn, ngưng dẫn? Giải thích - Điện áp lớn nhất hai đầu điện trở RL là bao nhiêu? Tại sao? Trang 18 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Bài A.3... Zener khi phân cực thuận nó có dẫn như diode thường không Cách thực hiện: ráp mạch, mô phỏng, thay đổi áp nguồn xem sự thay đổi điện áp trên diode để rút ra kết luận Hình A-22 Mạch nguyên lý Yêu cầu: Ráp mạch mô phỏng như Hình A-23 Chạy mô phỏng và thay đổi áp nguồn, ghi nhận kết quả Trang 8 A.1Phân cực Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản Kết quả và nhận xét Điện áp trung bình trên Zener:... Xem trạng thái BJT dẫn (khuếch đại) Xem trang thái BJT dẫn bão hòa Xem trạng thái BJT ngưng dẫn Mô phỏng Kết quả VBB = 3V, RB=100kΩ, SW đóng, BJT dẫn khuếch đại, dẫn bão hòa hay ngưng? Dựa vào đâu mà biết? Tính độ khuếch đại dòng nếu BJT khuếch đại SW mở: BJT có dẫn hay không? VBB=-3V, BJT có dẫn hay không? A.3 Transistor BJT và JFET Trang 19 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.1.2 Mạch khuếch... sóng trên, giải thích Trang 20 A.3 Transistor BJT và JFET Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 3.1.3 Mạch khuếch đại đệm xung Mô phỏng XFG1: Chọn xung vuông 100Hz, 5V, Offset 5V Kết quả Dạng sóng ngõ vào trên XSC2 Dạng sóng ngõ ra trên XSC1 So sánh 2 dạng sóng trên, giải thích A.3 Transistor BJT và JFET Trang 21 PTN Điện tử công suất - Truyền động điện 3.1.4 Mạch ứng dụng transistor làm nguồn dòng để... cho tụ là hằng số cho nên sẽ thu được điện áp trên tụ là đường thẳng Mô phỏng XFG1: Chọn sóng vuông 100Hz, 5V, Offset 5V Dùng đóng tạo xung đóng ngắt Q2 Q2 có tác dụng xả hết điện tích trên tụ để bắt đầu chu kỳ tích điện mới Kết quả Dạng sóng hai đầu tụ trên XSC1 Giải thích họat động của mạch Trang 22 A.3 Transistor BJT và JFET Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 3.1.5 Mạch khuếch đại tín hiệu XFG1:... chỉnh lưu bội áp tăng 4 lần điện áp Vẽ sơ đồ mạch Hình A-38 Mạch nguyên lý chỉnh lưu tăng đôi điện áp C1 2 D2 1 3 470uF-POL 24 V 50 Hz 0Deg 1N4007GP D1 1N4007GP C2 470uF-POL R1 470k + - 0.000 V U1 DC 10M 0 Hình A-39 Mạch mô phỏng chỉnh lưu tăng đôi điện áp Trang 16 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử cơ bản 2.2 Mạch ghim áp Mục đích: Xem dạng sóng của mạch ghim áp bị dời lên hoặc dời xuống với ... thuyết hướng dẫn sử dụng Multisim Trang PTN Điện tử công suất - Truyền động điện Hình A-16 Máy đo tần số: Hình A-17 Hình A-17 Trang A.0 Lý thuyết hướng dẫn sử dụng Multisim Tài liệu thực hành Điện. .. tạo sóng tam giác 57 Trang iii Tài liệu thực hành Điện tử Phần A MÔ PHỎNG Bài A.0 LÝ THUYẾT VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MULTISIM 0.1 Mục đích Hướng dẫn sinh viên làm quen với cách sử dụng phần... mô Kết nhận xét: - Khi Zener dẫn, ngưng dẫn? Giải thích - Điện áp lớn hai đầu điện trở RL bao nhiêu? Tại sao? Trang 18 A.2 Mạch Diode Tài liệu thực hành Điện tử Bài A.3 TRANSISTOR BJT VÀ JFET