Báo cáo thực tập điện tử tương tự tuần3

Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE: -Sử dụng sơ đồ mạch A2-2:... 2.1,Đo hệ số khuếch đại: - Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát dạng sin, tần số 1kHz, biên độ sóng ra 50mV qu

VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY

********

LAB REPORT ON ANALOG ELECTRONICS DESIGN – ELT3102 24

Student Name: Nguyen The Anh

Student ID: 19021404

Mentors: Pham Dinh Tuan

Chu Thi Phuong Dung

Tuần 2: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC BJT

VÀ CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI

I.Khảo sát đặc tuyến I-V của transistor loại NPN và PNP:

-Sử dụng sơ đồ mạch A2-1:

1.1 Kiểm tra sơ bộ transitor bằng Digital Multimeter

1.2 Đo đặc tuyến lối ra i C = f(vCE) với các i B = const của transistor NPN

-Bảng số liệu sau khi chạy mô phỏng:

Dòng iB(chỉnh

10uA

Vce 5.44 4.69 4 3.09 2.37 1.55 0.2 0.18 0.17 0.16

Ic 1.34 1.33 1.3 1.31 1.3 1.29 1.24 1.18 1.16 1.1 20uA

Vce 4.77 4.54 4.3 4.09 0.84 0.15 0.14 0.12 0.12 0.12

Ic 2.43 2.42 2.4 2.41 2.34 1.83 1.49 1.31 1.19 1.11 30uA

Vce 3.88 3.22 2.26 1.62 0.23 0.21 0.18 0.15 0.14 0.13

Ic 3.56 3.54 3.50 3.48 3.38 3.29 3.05 2.59 2.43 2.09 40uA

Vce 3.61 3.17 2.7 2.31 0.28 0.16 0.14 0.11 0.09 0.09

Ic 4.72 4.7 4.7 4.66 4.54 3.61 2.71 1.89 1.37 1.16

-Từ bảng số liệu, ta có sơ đồ họ đặc tuyến I-V:

𝛽 = 𝑖𝐶2−𝑖𝐶1

𝑖𝐵2−𝑖𝐵1 = 3.88𝑚𝑉−2.43𝑚𝑉

30µ𝐴−20µ𝐴 = 145

1.3 Đo đặc tuyến lối ra iC = f(vCE) với các iB = const của transistor PNP

Bảng A2-B2

Kiểu Dòng ib

PNP

10uA VCE 5.23 4.54 4.2 3 2.25 1.58 0.17 0.16 0.14

IC 1.33 1.32 1.3 1.28 1.26 1.24 1.16 1.14 1.1 20uA VCE 4.83 4.01 2.36 0.23 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12

IC 2.06 2.06 2.06 2.04 1.67 1.56 1.45 1.21 1.11

30uA

VCE 3.84 2.63 0.25 0.18 0.16 0.14 0.13 0.12 0.11

IC 3.04 3.04 3.03 2.83 2.59 2.13 1.83 1.7 1.24

40uA

VCE 4.69 3.14 0.8 0.22 0.15 0.14 0.12 0.1 0.09

IC 3.89 3.89 3.89 3.82 3.13 2.65 2.25 1.4 1.3

-Ta có sơ đồ họ đặc tuyến I-V:

𝛽 = 𝑖𝐶2−𝑖𝐶1

𝑖𝐵2−𝑖𝐵1 = 3.04𝑚𝑉−2.06𝑚𝑉

30µ𝐴−20µ𝐴 = 98

II Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE:

-Sử dụng sơ đồ mạch A2-2:

2.1,Đo hệ số khuếch đại:

- Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát dạng sin, tần số 1kHz, biên độ sóng ra 50mV (quan sát kiểm tra trước trên máy hiện sóng)

- Nối các chốt theo bảng A2-B3 Nối J3 và không nối J7 Ứng với mỗi cấu hình nối,vẽ dạng tín hiệu và đo biên độ, mặt tăng của xung ra Chú ý, J = 1 biểu thị có nối, J = 0 là không nối Ghi kết quả đo biên độ thế VOUT vào bảng:

Kiểu Trạng

thái J1 J2 J4 J5 J6 J8 J9 Biên độ

4 K = K4 0 1 0 0 1 1 0 575mV 11.5

-Hình ảnh mô phỏng các dạng sóng lối ra đối với các trường hợp nối khóa :

+)K1:

+)K2

+)K3:

+)K4:

+) Có trở ra:

-Nhận xét: Dạng sóng trên hai kênh của máy hiện sóng ngược pha nhau Nguyên nhân là do hệ số khuyếch đại của mạch âm, tính theo công thức:

-Thử với trạng thái K1 tăng dần biên độ Vin, tại Vin=2V biên độ Vout bắt đầu bị méo

-Nguyên nhân méo dạng là do đây là hiện tượng quá biên, lối ra bị bão hoà bởi nguồn nuôi khi lối vào quá lớn Thế Vout vượt qua mức ngưỡng L+ và L- như hình bên dưới Vùng méo dạng gọi là vùng bão hoà trong chế độ hoạt động của

transistor

-Chọn điểm làm việc Q nằm ở giữa vùng Acitve để biên độ sóng đầu ra đạt cực đại

2.2 Đo đáp ứng tần số của bộ khuếch đại

Bảng A2-B4

Vout 118.75mV 118.75mV 118.75mV 113.75mV 106.25mV 91.25mV 75mV 61.25mV

-Sự phụ thuộc của A vào f (f càng tăng A càng giảm)

-Nguyên nhân suy giảm ở các tần số thấp và cao là do các tụ ký sinh bên trong lớp

tiếp giáp p-n và các tụ ghép tầng trong mạch khuyếch đại

2.3 Khảo sát các mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung

2.3.1 Xác định hệ số khuếch đại:

Bảng A2-B5

Kiểu Trạng thái J1 J2 J4 J7 Vin Vout A

1 Không có phản hồi âm 1 0 0 1 50mV 5.6V 112

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số:

Bảng A2-B6

f 100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 7MHz 10MHz 20MHz

Vin khi nối

J1,J5,J7 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV 50mV Vout khi nối

J1,J5,J7 10V 10V 10V 9.75V 8.35V 1.6V 800mV

Vin khi nối

Vout khi nối

J2,J4,J5 210mV 210mV 210mV 200mV

-Các mục bỏ trống không thể đo do máy yếu không thể tải được ở tần số cao

-Mục này cũng không thể thực hiện tiếp do điều kiện máy tính không hoạt động ở tần số cao

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào:

Bảng A2-B7

Trạng thái J1 J2 J4 J5 J7 J8 Vm(0) Vm(1) Rin

Không có phản hồi âm 1 0 0 1 1 0 200mV 200mV oo

Có phản hồi âm 1+2 0 1 1 1 0 0 200mV 200mV oo

-Do phần mềm mô phỏng Proteus dùng các nguồn lý tưởng có trở Rin = vô cùng cho nên ta không thể tính được cụ thể

-Tác động của phản hồi âm lên mạch CE chung: Tuy làm hệ số khuếch đại của

mạch giảm đi (1 + β) lần nhưng các mạch phản hồi âm này đem lại các tính chất quý báu khác cho bộ khuếch đại, đó là:

+Làm tăng tính ổn định của bộ khuếch đại

+ Làm tăng dải truyền qua bộ khuếch đại lên (1 + β) lần

+ Làm tăng trở vào của bộ khuếch đại lên (1 + β) lần

+ Làm giảm trở ra của bộ khuếch đại xuống (1 + β) lần

III Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter):

-Sử dụng sơ đồ mạch A2-3:

-Nối chốt J2 và thay đổi giá trị điện trở P1, do đó làm thay đổi dòng base transistor T1 theo các

lần đo Ta được bảng số liệu sau:

-Hệ số khuếch đại dòng DC:

𝐴1(𝐼) = 𝑖𝐸2−𝑖𝐸1

𝑖𝐵2−𝑖𝐵1 = 45.5−34

0.3−0.2 = 115

-Lặp lại thực nghiệm với các chốt J1,J3 Ta có kết quả bảng số liệu sau

+)Nối J1:

𝐴2(𝐼) = 𝑖𝐸2−𝑖𝐸1

𝑖𝐵2−𝑖𝐵1 = 6.09−5.23

0.03−0.02 = 86

+)Nối J3:

𝐴3(𝐼) = 𝑖𝐸2−𝑖𝐸1

𝑖𝐵2−𝑖𝐵1 = 47−34.6

0.3−0.2 = 124

-Nhận xét: Hệ số khuếch đại dòng DC A3(I) > A1(I) > A2(I)

Do đó, ta có thể thấy nếu giá trị trở R tại chân E của transistor càng nhỏ thì hệ số khuếch đại dòng DC sẽ càng lớn

IV Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Base chung CB:

-Sử dụng sơ đồ mạch A2-4:

- Đo hệ số truyền dòng α: Chỉnh biến trở P1 để dòng emitter iE ứng với các giá

trị cho trong bảng A2-B9 Ghi giá trị dòng collector iC vào bảng

- hệ số truyền dòng:

𝛼 = 𝐼𝐶2−IC1

𝐼𝐸2−𝐼𝐸1 = 0.12−0.06

0.15−0.1 = 1.2

Hệ số khuếch đại thế khi không có trở tải

Hệ số khuếch đại thế khi có trở tải

So sánh sự mất mát biên độ sóng khi nối trở tải cho 3 bộ khuếch đại emitter chung

CE, collector chung CC và base chung CB Kết luận sơ bộ về khả năng ứng dụng của mỗi loại

Ở cả 3 trường hợp nối trở tải đều làm giảm hệ số khuếch đại trong đó CE là giảm lớn nhất do hệ số khuếch đại cao Về khả năng ứng dụng CE thường được dùng với mục đích khuếch đại do hệ số khuếch đại cao và Zin cao CC được dùng làm bộ đệm còn CB được dùng chung với mạch nối tầng để loại bỏ hiệu ứng Miller và tăng băng thông