Nội dung Trang Lời nói đầu 1 Thí nghiệm 1: Diode và các mạch ứng dụng 4 Thí nghiệm 2: Transistor BJT và mạch khuếch đại 23 Thí nghiệm 3: Các bộ khuếch đại ghép tầng 42 Thí nghiệm 4: Transistor FET – Khóa chuyển mạch FET 56 Thí nghiệm 5: Bộ khuếch đại thuật toán 1 69 Thí nghiệm 6: Bộ khuếch đại thuật toán 2 83 Thí nghiệm 7: Các mạch phát dao động dạng sin 94 Thí nghiệm 8: Các mạch phát dao động khác sin 110 Thí nghiệm 9: Thyristor, Triac và các mạch ứng dụng 124 Thí nghiệm 10: Các mạch điều chế và giải điều chế 140 Hướng dẫn sửa dụng các thiết bị thí nghiệm 170
VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY ******** Practice report Có thể xây dựng mối quan hệ Id tương ứng với UGs thông qua Trong transistor trường fet hệ thống điều khiển dựa thế, có điện áp thắt kênh thường kí hiệu dạng Vp Vop (V pinch V pinch off) Do FET hoạt động nhờ điện áp phân cực cực cửa (Khi phân cực ngược tiếp xúc ) vùng nghèo mở rộng làm giảm tiết diện kênh dẫn Id giảm dần Vgs giảm dần mức mà Vgs với Vpo lúc kênh đóng hồn tồn, Id = ngược lại VGs tăng Id tăng đến giá trị bão hịa (Kích thước lớn kênh) 1.1 Khảo sát khuếch đại chiều (DC): Nối J3, không nối J1, J2 – để nối cực gate T1 qua trở R3 P1 xuống đất (không cấp nuôi cho gate JFET) Giá trị dòng transitor trường: ID = 1.18mA, VD = 0.08v Câu hỏi: Nêu đặc điểm khác biệt transistor trường (yếu tố điều khiển thế) transistor lưỡng cực (yếu tố điều khiển dòng) Trả lời: Transistor trường (FET) - Là transistor đơn cực - Có chân: drain, source gate - Hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào hạt mang điện đa số lỗ trống electron - Trở kháng lối vào lớn - Là thiết bị điều khiển điện áp - Ít nhiễu (Do khơng có lớp chuyển tiếp tiếp giáp) - Độ ổn định nhiệt tốt - Đắt tiền - Kích thước nhỏ - Khơng offset - Trở kháng lối thấp (độ lợi ít) - Có tốc độ chuyển mạch tần số cắt cao - Công suất tiêu thụ thấp - Có hệ số nhiệt độ dương - Phân cực khó Transistor lưỡng cực (BJT) - Là linh kiện lưỡng cực - Có chân: common, emitter base - Hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào hạt mang điện đa số thiểu số - Trở kháng lối vào nhỏ (1kΩ -3kΩ) - Là thiết bị điều khiển dòng điện - Nhiễu FET (Do có lớp tiếp giáp p-n) - Phụ thuộc vào nhiệt độ - Rẻ tiền - Kích thước lớn - Có offset - Trở kháng lối cao (độ lợi cao) - Có tốc độ chuyển mạch tần số cắt thấp - Công suất tiêu thụ cao - Có hệ số nhiệt độ âm - Phân cực đơn giản - Ngắt J3, nối J1, J2 để phân cực cho cực gate JFET UV (V) ID (mA) VDS (V) -9.90 12 -9.90 12 -9.90 12 -9.90 12 -9.90 12 -9.90 12 UV (V) ID (mA) VDS (V) -0.79 0.44 7.54 -0.79 0.44 8.42 -0.79 0.44 9.31 -0.79 0.44 10.2 -0.79 0.44 11.1 -0.79 0.44 12 UV (V) ID (mA) VDS (V) -0.39 1.18 0.13 -0.39 1.46 0.16 -0.39 1.93 0.23 -0.39 2.84 0.37 -0.39 3.67 4.28 -0.39 3.68 11.6 UV (V) ID (mA) VDS (V) 1.18 0.08 1.47 0.11 1.94 0.14 2.87 0.21 5.51 0.44 10 11 - Biểu diễn đồ thị giữa dòng ID (trục y) VDS (trục x) 1.2 Khảo sát khuếch đại xoay chiều (AC): - Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 10mV đến 500mV Đo biên độ tín hiệu tương ứng Ghi các kết vào bảng A4-B3 (IN) 10mV 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV Biên độ 150mV 1.55V 3.1V 4.75V 5.75V 5.75V A 15 15.5 15.5 15.83 14.375 11.5 Bảng A4-B3 - Đo biên độ tín hiệu vào tín hiệu tần số Tính hệ số khuếch đại A : f 1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 1Mhz Biên độ A 1.77 V 17.7 1.83 V 18.3 1.83 V 1.83 V 18.3 18.3 Bảng A4-B4 1.83 V 18.3 1.83 V 18.3 - Biểu diễn kết phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần số: 10Mh z 1.46 V 14.6 - Đo biên độ tín hiệu vào lối vào IN - Tháo dây tín hiệu khỏi chân IN, đo biên độ tín hiệu từ lối máy phát tín hiệu (khơng tải) So sánh biên độ tín hiệu hai trường hợp, tính mát biên độ (%) ảnh hưởng điện trở vào sơ đồ ( chưa làm được) Sơ đồ khóa nối tiếp dùng JFET Vin(IN) Biên độ Vout V-> -12V Biên độ Vout (J1 nối) 0.5V 0.18 1V 0.22 2V 0.22 3V 0.22 4V 0.22 5V 0.22 0.2 0.4 0.8 1.19 1.59 1.99 - Kết luận mối liên hệ giữa vào theo tín hiệu điều khiển: + Khi nối chốt V với nguồn -12V, transistor trường T1 bị cấm nên hoạt động khoá mở, lối thấp ~ 0.2V + Khi nối J1, transistor đóng vai trị khố đóng, Vout = 2.2 Khảo sát hoạt động với tín hiệu xoay chiều (AC) - Khi nối với nguồn -12V: Tín hiệu bị nhảy loạn phần dương CTRL phần âm giữ nguyên -Ngắt chốt V khỏi nguồn -12V Nối chốt J1: Tín hiệu Vout bị liên tục dao động khoảng Tháo dây từ tới lối vào (IN) Nối đất lối vào IN/A Quan sát xem có tín hiệu khơng Đo giá trị (thường gọi đế truyền qua) Mất tượng Cả phần dương hay âm CTRL cho tín hiệu khơng bị nhảy loạn Sơ đồ khóa song song dùng JFET - 0.5V 0.18V - 1V 0.375V - 2V0.7V - 3V1.18V - 4V1.35V - 5V1.6V VIN(IN) Vout 0.5V 0.18V 1V 0.375V 2V 0.7V 3V 1.18V 4V 1.35V 5V 1.6V -Nối đất với lối vào (IN), đo biên độ sóng đế truyền qua - Cấp nguồn xoay chiều ~9V từ nguồn AC SOURCE thiết bị cho lối vào IN/A sơ đồ A4-3 Chốt ~0V nối đất - Quan sát vẽ dạng xung theo xung điều khiển (CTRL) tín hiệu vào: + Màu vàng AC 9V – 50hz + Màu xanh máy phát tín hiệu 5v 1kHz (clk) + Màu đỏ tín hiệu lối mạch Nhận xét: Tín hiệu lối được khuếch đại có hình dạng giống tín hiệu IN/A nhỉ nhận clk ở mức thấp Do clk < thì diode mới dẫn có dòng tại G Vout D, S được nối 4 Các sơ đồ khuếch đại MOSFET 4.1 Sơ đồ source chung CS - Chỉnh P1 để dòng qua T1 4.28mA - Tính hệ số khuếch đại A = Vout / VIN Ghi các kết vào bảng A4-B7 VIN VOut A 10mV 125uV 0.0125 100mV 600uV 0.006 200mV 1.3mV 6.5x10-3 300mV 1.95mV 6.5x10-3 400mV 2.65mV 6.625x10-3 500mV 3.35mV 6.75x10-3 Bảng A4-B7 - Đo biên độ sóng vào sóng tần số Tính hệ số khuếch đại A = V out / VIN cho bước dịch tần số Ghi các kết vào bảng A4-B8 (Vin = 500mV) f VOut A 10Hz 3.2mV 6.4x10-3 100Hz 3.5mV 7x10-3 1KHz 10KHz 3.6mV 3.6mV -3 7.2x10 7.2x10-3 Bảng A4-B8 100KHz 3.6mV 7.2x10-3 -Biểu diễn đồ thị kết phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần số: 1MHz 3.6mV 7.2x10-3 - 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 máy phát sóng (không tải) - So sánh biên độ sóng để tính mất mát biên độ (%) ảnh hưởng điện A trở vào sơ đồ.(chưa làm được) 4.2 Sơ đồ Drain chung CD - Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 100mV đến 5V Đo biên độ tín hiệu tương ứng Tính hệ số khuếch đại A = Vout/Vin Ghi các kết vào bảng A4-B9 VIN VOut A 10mV 9.7mV 0.97 100mV 97.0mV 0.97 200mV 300mV 195mV 290mV 0.975 0.96 Bảng A4-B9 400mV 387mA 0.9675 - Vẽ dạng tín hiệu vào ra: Màu vàng tín hiệu vào, màu xanh tín hiệu 500mV 487.5mV 0.975 Nhận xét: Tín hiệu bị giảm khoảng 0,03% so với tín hiệu vào 4.3 Sơ đồ Gate chung CG - Ghi giá trị dòng ban đầu qua T3: ID = 5.59 mA - Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 100mV đến 5V Đo biên độ tín hiệu tương ứng Tính hệ số khuếch đại A = Vout/Vin Ghi các kết vào bảng A4-B10 VIn VOut A 0.1V 100mV 1V 1.13V 1.13 2V 3V 2.23V 3.25V 1.115 1.083 Bảng A4-B10 4V 4.20V 1.05 - Dạng tín hiệu vào ra: Nhận xét: Tín hiệu tăng khoảng 0,05 – 0,13% so với tín hiệu vào 5V 5.25V 1.05