Đo đặc tuyến vôn ampe (v a) của điốt bán dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ-VIỄN THƠNG Bộ mơn Cơng nghệ điện tử-Kỹ thuật Y sinh ********** Bài 1: Đo đặc tuyến Vôn-Ampe (V-A) Điốt bán dẫn Giáo viên hướng dẫn: ThS Hoàng Quang Huy Sinh viên thực hiện: Bùi Quang Đạt MSSV: 20184377 Mã lớp: 118165 Hà Nội, - 2020 MỤC LỤC I Mạch đo đặc tuyến V-A Điốt chỉnh lưu Cơ sở lý thuyết …………………………………………………………………………….3 Sơ đồ mạch điện ………………………………………………………………………… Bảng số liệu ……………………………………………………………………………… Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo ……………………………………………………………7 Nhận xét đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng điện ID RD Diốt phân cực thuận ngược (So sánh với lý thuyết) ………………………………………………………….8 II Mạch đo đặc tuyến V-A điốt Zener Cơ sở lý thuyết………………………………………………………………………….….9 Sơ đồ mạch điện ………………………………………………………………………….10 Bảng số liệu ………………………………………………………………………………11 Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo ………………………………………………………… 12 Nhận xét đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng điện ID RD Diốt phân cực thuận ngược (So sánh với lý thuyết) …………………… …………………………………13 Muốn điện áp Rt xấp xỉ Uz theo datasheet phải lực chọn E bao nhiêu? 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………14 BÀI 1: ĐO ĐẶC TUYẾN VÔN-AMPE CỦA ĐIỐT BÁN DẪN I Mạch đo đặc tuyến Vôn-Ampe Điốt chỉnh lưu: 1.Cơ sở lý thuyết: a) Sơ lược Điốt chỉnh lưu • Điốt chỉnh lưu gồm miền bán dẫn p,n ghép với tùy thuộc Điốt chế tạo • Nó gồm cực Anot(A) Catot(K) Cực Anot mang dấu dương nối với miền bán dẫn p, cực K mang dấu âm nối với miền bán dẫn n Hình: Kí hiệu cách đánh dấu cực Điốt chỉnh lưu Hình: Kích thước Diode chỉnh lưu b) Đặc tuyến V-A Điốt chỉnh lưu: Hình: Đặc tuyến Vôn-Ampe Điốt chỉnh lưu c) Đặc tuyến V-A Điốt chỉnh lưu theo datasheet: Hình: Đặc tuyến V-A Điốt 1N4001-1N4007 theo datasheet 2.Sơ đồ mạch điện: Mạch gồm: - Nguồn E có giá trị thay đổi [-E1÷+E2 ] Điốt 1N4001 (STT danh sách 11) Điện trở Rt Ta thay đổi giá trị nguồn E để xác định giá trị U D ID tương ứng Tham số: • -E1= -50V; E2=10V • MSSV:20184377 => Rt=7.7kΩ - - 3.Bảng số liệu: STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 E(V) -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10 Ud(V) -49.961V -44.965V -39.969V -34.973V -29.977V -24.981V -19.984V -14.988V -9.992V -4.996V 0V 0.19V 0.307V 0.357V 0.384V 0.403V 0.403V 0.452V 0.478V 0.495V 0.508V 0.518V 0.527V 0.534V 0.54V 0.546V Id(A) -7.105µA -7.105µA 0A 7.105µA -3.553µA -7.105µA -3.553µA 0µA -1.776µA -0.888µA 0µA 1.221µA 0.012mA 0.032mA 0.054mA 0.077mA 0.077mA 0.201mA 0.328mA 0.456mA 0.584mA 0.712mA 0.841mA 0.971mA 1.1mA 1.227mA Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo Hình: Phân cực thuận Hình: Phân cực ngược Hình: Đặc tuyến Vôn-Ampe Điôt bán dẫn Nhận xét đặc tuyến V-A, điện áp UD,dòng điện ID RD Diốt phân cực thuận ngược (So sánh với lý thuyết) • • Khi phân cực ngược, UD ~E, dòng ID bé gần tải giá trị vơ lớn Khi phân cực thuận, ID ban đầu nhỏ gần tăng nhanh sau giá trị định Đặc tuyến Vôn-Ampe gần giống với lý thuyết II Mạch đo đặc tuyến V-A điốt Zener 1.Cơ sở lý thuyết: a) Sơ lược Điốt Zener: Điốt Zener loại điốt bán dẫn, có cấu tạo gồm cực: Cực Anot(+) Katot(-) Khi phân cực thuận làm việc giống Điốt chỉnh lưu, phân cực ngược với giá trị điện áp cho phép có chức ổn định điện áp (ổn áp) – vùng làm việc Điốt Zener Điện áp ổn định(Uz) Điốt Zener có giá trị từ khoảng 1.8VDC÷ hàng trăm VDC Hình: Ký hiệu đánh dấu cực Diode Zener b) Đặc tuyến Vôn-Ampe Điốt Zener: Hình: Đặc tuyến V-A Điốt Zener c) Datasheet Điốt 1N4740A 2.Sơ đồ mạch điện Mạch gồm: - - Nguồn E có giá trị thay đổi [-E1÷+E2 ] Điốt 1N4740A (Số thứ tự danh sách 11) Điện trở Rt, R Ta thay đổi giá trị E phạm vi [-E1÷+E2], ghi rõ giá trị điện áp Uz, IRt Iz tương ứng theo dạng bảng với tham số Tham số: • -E1= -10V; E2=50V • R= 100Ω • MSSV:20184377 => Rt=7.7kΩ 10 3.Bảng số liệu: STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 E(V) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 -2 -4 -6 -8 -10 Ur(V) 10.076V 10.072V 10.068V 10.064V 10.058V 10.05V 10.04V 10.021V 9.862V 4.936V 3.949V 2.962V 1.974V 0.987V 0V -0.563V -0.585V -0.597V -0.606V -0.612V 11 Iz(mA) 397.693mA 347.694mA 297.694mA 247.694mA 197.696mA 147.696mA 98.698mA 48.7mA 0.103mA 0mA 0mA 0mA 0mA 0mA 0mA -13.927mA -33.924mA -53.923mA -73.922mA -93.921mA IRt(mA) 1.307mA 1.306mA 1.306mA 1.306mA 1.304mA 1.304mA 1.302mA 1.3mA 1.279mA 0.64mA 0.512mA 0.384mA 0.256mA 0.128mA 0mA -0.073mA -0.076mA -0.077mA -0.078mA -0.079mA 4.Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo được: Hình: Phân cực thuận Hình: Phân cực ngược 12 Hình: Đặc tuyến Vôn-Ampe Điốt Zener 5.Nhận xét đặc tuyến V-A, điện áp UD,dòng điện ID RD Diốt phân cực thuận ngược (So sánh với lý thuyết) • • Khi phân cực thuận, dịng điện tăng nhanh, điện áp cao dòng điện lớn Khi phân cực ngược, vùng Zener, dòng điện tăng cao điện áp đặt vào tăng, |UD|>|Uz|, diode bị đánh thủng Đặc tuyến Vơn-Ampe có dạng giống dạng lý thuyết Muốn điện áp Rt xấp xỉ Uz theo datasheet phải lực chọn E bao nhiêu? ➢ Theo datasheet, điốt Zener 1N4740A có điện áp khoảng 9.5V đến 10.5V, giá trị điển hình Uz=10V dòng thử nghiệm Iz=25mA ➢ Bài giải: IRt=Uz/Rt=10/7.7=1.3mA IR=Iz+IRt=25+1.3=26.3mA UR=R* IR=100*0.0263=2.63V E= UR+ Uz=2.63+10=12.63V 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO: Bài giảng Cấu kiện điện tử (Ths Hoàng Quang Huy) Datasheet diode 1N4001: https://www.alldatasheet.com/view.jsp? Searchword=1n4001&gclid=CjwKCAjw8 MD7BRArEiwAGZsrBbjHq3YzIBnoSqwN8ZC-0LsTD0pV4dzrhF5DLos_GMTkxvCo2lBtRoCxTsQAvD_BwE Datasheet diode zener 1N4740A: https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=1n4740a%20datasheet&gclid= CjwKCAjw8MD7BRArEiwAGZsrBXUk9yc2xZj_XDlYT80b21EoDAH8Sz3ObunWvbViOa1puWoslPp-hoCad4QAvD_BwE 14 ... THAM KHẢO ………………………………………………………………………14 BÀI 1: ĐO ĐẶC TUYẾN VÔN -AMPE CỦA ĐIỐT BÁN DẪN I Mạch đo đặc tuyến Vôn -Ampe Điốt chỉnh lưu: 1.Cơ sở lý thuyết: a) Sơ lược Điốt chỉnh lưu • Điốt chỉnh lưu gồm... đầu nhỏ gần tăng nhanh sau giá trị định Đặc tuyến Vôn -Ampe gần giống với lý thuyết II Mạch đo đặc tuyến V-A điốt Zener 1.Cơ sở lý thuyết: a) Sơ lược Điốt Zener: Điốt Zener loại điốt bán dẫn, có... liệu: STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 E(V) -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10 Ud(V) -49.961V -44.965V -39.969V -34.973V -29.977V -24.981V -19.984V