Báo cáo thực tập điện tử tương tự

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ******** Báo cáo thực tập Điện tử tương tự tuần Họ tên sinh viên: Nguyễn Trọng Mạnh Lớp tín chỉ: 2122I_ELT3102_25 Mã sinh viên: 19021484 Chương 1, Khảo sát đường đặc tuyến I-V loại diode 1.1 Đo đặc tuyến I-V diode Si Ge 1.1.1 Đo vùng điện áp thuận  Diode Si 100% 50% 30% 20% 10% 5% 3% 1% 0% VD 0.53V 0.56V 0.58V 0.59V 0.62V 0.64V 0.66V 0.69V 0.72V ID 0.11mA 0.23m A 0.37m A 0.55m A 1.07m A 2.00m A 3.08mA 6.73m A 16.6mA 30% 0.63V 0.37m A 20% 0.64V 0.55m A 10% 0.66V 1.06m A 5% 0.67V 1.99m A 3% 0.68V 3.07mA 1% 0.7V 6.72m A 0% 0.73V 16.6mA 3% 1% 0%  Diode Ge VD ID 100% 0.6V 0.11mA 50% 0.62V 0.22m A 1.1.2 Đo vùng điện áp nghịch  Diode Si 100% 50% 30% 20% 10% 5% VD ID 11.9V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 12V 0.52uA 30% 12V 0.52uA 20% 12V 0.52uA 10% 12V 0.52uA 5% 12V 0.52uA 3% 12V 0.52uA 1% 12V 0.52uA 0% 12V 0.52uA  Diode Ge VD ID 100% 11.9V 0.52uA 50% 12V 0.52uA  Với kết đo bảng, vẽ đồ thị biểu diễn đặc tuyến I-V diode Si Ge theo thang độ tuyến tính.o sát đặc tuyến I-V loại điode  Trở Rs trở bảo vệ P1 giá trị (Ohm) Rs giúp hạn dịng diode khơng bị đánh thủng Khơng có biểu hai điện trở đường đặc tuyến I-V theo cơng thức I_D V_D I_D phụ thuộc vào thay đổi V_D  Von Diode (Si) 0.7V, Diode (Ge) 0.3V Dải biến đổi nhỏ 0.69V < V < 0.73V cho dải biến đổi dòng lớn 4.22mA < I < 16.6mA 1.2 Đo đặc tuyến I-V cho diode Zener 1.2.1 Đo vùng thiên áp thuận VD ID 100% 0.63V 0.11mA 50% 0.65V 0.22mA 30% 0.66V 0.37mA 20% 0.67V 0.55mA 10% 0.69V 1.06mA 5% 0.71V 1.99mA 3% 0.72V 3.07mA 1% 0.74V 6.7mA 0% 0.77V 16.5mA 1.2.2 Đo vùng thiên áp nghịch V ID VD -8.2V 0.16mA 8.09V -9V 1.25mA 8.15V -10V 2.68mA 8.17V -11V 4.14mA 8.19V -12V 5.59mA 8.20V -13V 7.05mA 8.20V -14V 8.52mA 8.21V -15V 9.98mA 8.21V  Đồ thị đặc tuyến I-V  Hệ số ổn áp   β(%) = (8.21-8.09)x100/(15-8.2) = 1,7647 %  Nhận xét kết :  Đặc điểm mắc thuận - ngược vai trò ổn áp zenner diode : Khi phân cực thuận diode zener hoạt động giống diode bình thường Khi phân cực nghịch, lúc đầu có dịng điện thật nhỏ qua diode Nhưng điện áp nghịch tăng đến giá trị lớn điện áp VZ cho phép dịng điện ngược qua, đồng thời ghim lại hiệu điện ổn định VZ hai đầu nó.  So sánh với diode Si Ge thông thường :   Phân cực thuận diode zener diode Si hoạt động giống nhau.    Phân cự ngược diode Si khơng cho dịng điện qua, diode zener lại cho phép dòng điện ngược qua , ghim lại điện VZ.  o Vai trò diode zener mạch ổn áp : giúp điện áp đầu ổn định với độ gợn sóng thấp điều kiện dịng tải khác 1.3 Đo đặc tuyến diode phát quang 1.3.1 Đo vùng điện áp thuận LED red Điểm bắt đầu sáng Sáng trung bình Sáng rõ Thế ni +V 4.48 7.23 8.77 Dịng qua LED - ID4 3.34 7.37 9.62 Sụt LED -VD4 2.2 Điểm bắt đầu sáng 2.22 2.23 Sáng trung bình Sáng rõ LED green Thế ni +V 2.65 4.48 8.77 Dòng qua LED - ID5 0.72 3.34 9.62 Sụt LED -VD5 2.17 Điểm bắt đầu sáng 2.2 2.23 Sáng trung bình Sáng rõ 2.65 7.6 0.72 7.92 9.96 2.17 Điểm bắt đầu sáng 2.22 2.23 Sáng trung bình Sáng rõ LED yellow Thế ni +V Dịng qua LED - ID6 Sụt LED -VD6 LED blue Thế ni +V 4.48 7.94 Dịng qua LED - ID7 3.34 8.41 9.96 Sụt LED -VD7 2.2 2.22 2.23  Nhận xét: Dòng sử dụng cho LED tăng dần từ: Red Green Yellow Blue Chương 2, Khảo sát mạch chỉnh lưu 2.1 Sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng lọc gợn sóng  Kết đo  Nhận xét: Sóng vàng sóng A, sóng xanh sóng OUT, Vout dạng chỉnh lưu nửa chu kỳ V A, Vout có giá trị đỉnh V_A 0.62V sụt diode D1  Khảo sát chỉnh lưu có lọc gợn sóng  Thế gợn sóng: Vr= 0.04V, trung bình Vdc = 3.25 => Vr/Vdc = 0.04/3.25 = 1.23 %  Hiện tượng gợn sóng xảy nạp nhanh phóng chậm tụ C1 Tỷ lệ ripple phụ thuộc vào thông số điện trở, tụ điện tần số  Khảo sát phụ thuộc gợn sóng vào trở tải tụ lọc Kết Vr 0.98  Tỷ lệ gợn sóng r = Vdc = 2.76 =35.5 %  Dạng gợn sóng sau nối thêm J4 Vr 0.21 r= = =6.75 %  Tỷ lệ gợn sóng 2lúc 02 Δt sẽ2.0 Vdc 3.11 θ=π − π =π− π =0.92 π T 0.5  Góc dẫn Vẽ lại  Tỷ lệ gợn sóng tăng lên thay R1 R2 R2 < R1 nên số thời gian t = RC giảm làm thời gian phóng điện tụ nhanh ta giải thích phương trình sau V r= Vp fRC  Khi R giảm Vr tăng lên  Khi mắc thêm tụ C2 tỷ lệ gợn sóng giảm điện dung tụ tăng làm tăng số thời gian dẫn tới thời gian phóng điện tụ lâu hơn, ta giải thích phương trình trên, tăng C làm Vr giảm  Góc dẫn khơng đổi thay R1 R2 phụ thuộc vào đặc tính diode 2.2 Sơ đồ chỉnh lưu tồn sóng dùng thứ cấp biến có điểm  Khảo sát mạch chỉnh lưu tồn sóng gồm diode D1, D2 trở R1  Trường hợp chỉnh lưu toàn chu kỳ khác với chỉnh lưu nửa sóng 2.1 Khảo sát chỉnh lưu tồn sóng có lọc gợn sóng  Suy đốn: mắc thêm tụ lọc có tượng nạp xả tụ chu kỳ âm dương tỷ lệ gợn sóng nhỏ so với chỉnh lưu nửa chu kỳ Vr 0.03  Vr = 0.03V, tỷ lệ gợn sóng r = Vdc = 5.62 =0.53 %  Thế gợn sóng tỷ lệ gợn sóng nhỏ so với trường hợp chỉnh lưu nửa chu kỳ Vậy suy đốn hồn tồn hợp lý 2.3 Sơ đồ chỉnh lưu tồn sóng cầu diode  Khảo sát mạch chỉnh lưu gồm cầu diode  Vin = 8.07V, Vout = 7.17V sụt diode 0.9V, chu kỳ 1mS  Trường hợp này, máy biến sử dụng điểm tham chiếu đất nguồn AC sử dụng điểm tham chiếu -9V phần âm dạng sóng Vin bị  Nhận xét: So với trường hợp dùng diode sử dụng máy biến áp có điểm nối sụt trường hợp sử dụng diode cầu nhiều  Khảo sát chỉnh lưu mạch cầu có lọc gợn sóng 10  Vr = 0.04V, Vdc = 6.92v => r = Vr/Vdc = 0.04/6.92 = 0.58%  Nhận xét: Tỷ lệ r không thay đổi nhiều so với trường hợp sử dụng diode biến có sử dụng điểm nối Ngoại trừ việc sụt trường hợp dùng cầu diode lớn Chương 3, Khảo sát trình chuyển trạng thái loại diode tiếp điểm, tiếp mặt 11 3.1 Khảo sát với diode tiếp mặt 1N 4001  Tại tần số 50Hz  Tại tần số 500Hz  Tại tần số 50kHz 12  Tại tần số 50kHz  Nhận xét: Khi tăng tần số sóng lối vào sống lối trở nên giống với sóng lối vào  Do tụ điẹn hoạt động tần số cao làm diode không hoạt đông chức Từ 50khz có khác biệt lớn, thể phóng nạp tụ 3.2 Khảo sát với diode tiếp điểm 1N 4148  Tại tần số 50Hz 13  Tại tần số 500Hz  Tại t ần số 50kHz  Tại tần số 500kHz - 14  Nhận xét: Từ tần số 50 KHz trở đi, dạng sóng đầu khác với dạng sóng đầu vào  Cấu tạo diode tiếp điểm bao gồm hai chất bán dẫn P, N tiếp xúc với điểm nhằm tránh điện dung ký sinh hoạt động mạch cao tần, cịn diode tiếp mặt có mặt tiếp giáp P-N điện dung ký sinh lớn, hoạt động tần số cao dẫn tới phóng nạp tụ ký sinh làm ảnh hưởng tới q trình tách sóng  Trên thực tế, diode tiếp điểm thường ứng dụng để tách sóng tín hiệu mạch cao tần có biên độ nhỏ, cịn diode tiếp mặt sử dụng để tách sóng tín hiệu mạch có tần số thấp Chương 4, Bộ dịch mức chiều DC tín hiệu 4.1 Dịch mức dương tín hiệu Tăng dần Vc  Vc = 0.25V 15  Vc = 1V Vc = 2V  Vc = 4V 16     Đường trung bình tín hiệu đầu Vtb = Vin + Vdc - Vd Nguyên tắc dịch mức dương: Ta coi tụ sạc với Vin Tại nửa chu kỳ dương tín hiệu diode cấm Vout = 2Vin +Vdc – Vd Tại nửa chu kỳ âm tín hiệu diode thơng Vout = Vdc – Vd 4.2 Dịch mức phần âm tín hiệu  Vc = -0.25  Vc = 1V 17  Vc = -2V  Vc = -4V -Đường trung bình tín hiệu đầu ra: Vtb = - (Vin +Vdc - Vd) -Nguyên tắc hoạt động mạch dịch âm: +Tại nửa chu kỳ dương: Diode thông => Vout = - (Vdc - Vd) +Tại nửa chu kỳ âm: Diode cấm => Vout = - (2Vin + Vdc – Vd) 18 Bộ hạn chế tín hiệu 4.3 Hạn chế phần dương tín hiệu  Vc = 0.25V  Vc = 1V  Vc = 2V 19  Vc = 4V  Nguyên tắc hoạt động mạch hạn chế phần dương:  Tại phần chu kỳ dương: Diode dẫn => Lúc Vin < Vdc + Vd => Vout = Vin, lúc Vin > Vdc + Vd => Vout = Vdc + Vd  Tại phần chu kỳ âm: Diode cấm => Vout = Vin 4.4 Hạn chế phần âm tín hiệu  Vc = -0.25V 20  Vc = -1V  Vc = -2V 21  Vc = -4V  Nguyên tắc hoạt động mạch hạn chế phần âm:  Trong nửa chu kỳ dương tín hiệu: Diode cấm => Vout = Vin  Trong nửa chu kỳ âm tín hiệu: Diode dẫn => Lúc Vin < Vdc+Vd => Vout = Vin, lúc Vin > Vdc => Vout = -(Vdc+Vd) 22