Báo cáo thực hành nguyên lý KT điện tuần 3 bài 4

Báo cáo thực hành nguyên lý KT điện tuần 3 bài 4 docx Báo cáo thực hành nguyên lý kỹ thuật điện tử tuần 3 Thực nghiệm 4 TRANSISTOR TRƯỜNG FET KHÓA CHUYỂN MẠCH DÙNG FET Nhóm thực hành Họ và tên MSSV Ng.

Báo cáo thực hành nguyên lý kỹ thuật điện tử tuần 3 Thực nghiệm 4: TRANSISTOR TRƯỜNG FET - KHÓA CHUYỂN

MẠCH DÙNG FET

Nhóm thực hành:

1 Sơ đồ khuếch đại dùng JFET mắc theo kiểu cực nguồn chung CS

● Bản mạch thực nghiệm:

1.1 Khảo sát khuếch đại 1 chiều (DC)

● Cấp nguồn +12V cho mạch

● Mắc các đồng hồ đo:

- Đồng hồ đo sụt thế trên cực máng của transistor trường: Nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch A4-1 với đồng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLTMETER của thiết bị chính (Khoảng đo đặt ở 20V nếu sử dụng đồng hồ trên đế nguồn)

- Đồng hồ đo dòng cực máng ID của transistor trường: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A4-1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mAMETER của thiết bị chính Thang đo đo đặt ở mA

● Nối J3, không nối J1, J2 – để nối cực gate T1 qua trở R3 và P1 xuống đất (không cấp thế nuôi cho gate của JFET)

- Giá trị dòng của transistor trường: I = 2.26mA

- Giá trị thế của transistor trường: V = 0.46V

● Đặc điểm khác biệt giữa transistor trường (yếu tố điều khiển bằng thế) và transistor lưỡng cực (yếu tố điều khiển bằng

dòng):

- Transitor lưỡng cực (BJT) : BJT bao gồm hai điểm nối PN (một điểm nối được tạo bằng cách kết nối chất bán dẫn loại P và chất bán dẫn loại N) Hai điểm nối này được hình thành bằng cách kết nối ba phần bán dẫn theo thứ tự P-N-P hoặc N-P-N Có hai loại BJT được gọi là PNP và NPN Ba điện cực được kết nối với ba phần bán dẫn này và dây dẫn giữa được gọi là “cơ sở” Hai nút giao khác là “bộ phát” và “bộ thu” Trong BJT, dòng phát cực lớn (IC) được điều khiển bởi dòng phát cực nhỏ (IB)

và thuộc tính này được khai thác để thiết kế bộ khuếch đại hoặc công tắc Ở đó cho nó có thể được coi là một thiết bị điều khiển hiện tại BJT chủ yếu được sử dụng trong các mạch khuếch đại

- Transitor hiệu ứng trường (FET) : FET được tạo thành từ ba cực được gọi là “Cổng”(Gate), “Nguồn”(Source) và

“Máng”(Drain) FET là thiết bị điều khiển điện áp Tùy thuộc vào loại chất bán dẫn được sử dụng cho cổng S và cổng D

(trong FET, cả hai loại này đều được làm cùng loại chất bán dẫn), FET có thể là thiết bị kênh N hoặc kênh P Cổng S để thoát dòng chảy được kiểm soát bằng cách điều chỉnh độ rộng kênh bằng cách đặt một điện áp phù hợp vào cổng Cũng có hai cách để kiểm soát độ rộng kênh được gọi là cạn kiệt và tăng

cường Do đó, FET có sẵn trong bốn loại khác nhau, chẳng hạn như kênh N hoặc kênh P với chế độ cạn kiệt hoặc tăng cường

● Ngắt J3, nối J1, J2 để phân cực thế cho cực gate của JFET

- Vặn biến trở P1 từng bước từ giá trị cực tiểu tới giá trị cực đại

- Sử dụng đồng hồ vạn năng (Digital Multimeter) để đo thế điều khiển Uv (đo tại cực gate của JFET) từ biến trở P1, qua trở R3

- Ghi giá trị dòng Id và thế Vds trên transistor trường tại mỗi giá trị Uv được điều chỉnh bởi P1

● Bảng kết quả giá trị đo:

● Biểu diễn các kết quả đo giữa dòng Id và thế Vds

1.2 Khảo sát khuếch đại xoay chiều (AC)

● Giữ nguyên sơ đồ đã xác lập trong mục 1.1 trên, nối J1, J2, ngắt J3

● Chỉnh P1 để lớp tiếp giáp GS phân cực ngược, dòng cực máng

ID cỡ 1 đến 2mA

● Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát dạng sóng vuông, tần số 1kHz, biên độ ra 10mV

● Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ở 50mV/cm và kênh 2 ở 1V/cm, thời gian quét của dao động ký ở 1ms/cm

● Nối kênh 1 dao động ký vào lối vào A Nối kênh 2 dao động ký vào lối ra C

● Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 10mV đến 500mV Đo biên độ tín hiệu ra tương ứng

● Mạch mô phỏng thí nghiệm:

● Dạng sóng lối vào và lối ra của thí nghiệm:

● Bảng kết quả đo của thí nghiệm:

Biên độ

Vout

● Giữ biên độ tín hiệu vào ở 100mV Vẽ dạng tín hiệu ra

● Đổi chế độ phát từ phát từ sóng vuông góc sang phát sóng dạng hình sin Giữ nguyên biên độ sóng vào, thay đổi tần số vào từ cực tiểu đến cực đại (bằng cách chỉnh tần số máy phát của khối thiết bị chính)

● Đo biên độ tín hiệu vào và tín hiệu ra ở mỗi tần số

Biên độ

Vout

● Sự phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần số

● Đo biên độ tín hiệu lối vào: Vin = 100mV

● Tháo dây tín hiệu khỏi chân IN, đo biên độ tín hiệu từ lối ra máy phát tín hiệu (không tải): Vout = 55.5mV

● Trong 2 trường hợp trên, biên độ tín hiệu lối ra bị mất một nữa

so với tín hiệu lối vào do có ảnh hường của điện trở trong mạch

● Hệ số mất mát biên độ là A = 44.5%

2 Các sơ đồ khuếch đại trên MOSFET

2.1 Sơ đồ source chung CS

● Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A4-4

● Mắc các đồng hồ đo.

● Giá trị dòng ban đầu qua T1 là IT1 = 2.35mA

● Chỉnh biến trở P1 để dòng qua T1 trong dải từ 4 ÷ 5mA

● Đặt máy phát tín hiệu của thiết bị chính ở chế độ: phát dạng sóng vuông góc, tần số 1KHz, biên độ ra 50mV

● Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ở 20mV/cm và kênh 2 ở 2V/cm, thời gian quét của dao động ký ở 1mV/cm Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màn máy hiện sóng Nối kênh 1 dao động ký vào lối vào IN/A Nối kênh 2 dao động ký vào lối ra OUT/ C của sơ đồ A4- 4

● Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 20mV đến 500mV Đo biên độ tín hiệu ra tương ứng

● Tính hệ số khuếch đại thế A = Vout/Vin

● Dạng tín hiệu vào và tín hiệu ra của thí nghiệm:

● Bảng kết quả đo của thí nghiệm:

Biên độ

Vout

● Đổi chế độ phát của thiết bị chính từ phát sóng vuông sang phát sóng dạng hình sin Thay đổi tần số sóng vào từ cực tiểu đến cực đại (bằng cách chỉnh tần số máy phát của thiết bị chính), khi giữ nguyên biên độ sóng vào

● Đo biên độ sóng vào và sóng ra ở mỗi tần số Tính hệ số khuếch đại thế A = Vout/Vin cho mỗi bước dịch tần số

● Bảng kết quả đo của thí nghiệm:

Biên độ

Vout

● Biểu diễn sự phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần số:

● Đo biên độ lối vào tại IN: Vin = 50mV

● Tháo dây tín hiệu khỏi chân IN, đo biên độ tín hiệu từ lối

ra máy phát sóng (không tải): Vout = 0.0258V

● Nhận xét:

+ Biên độ sóng lối vào và biên độ sóng lối ra khi không tải chênh lệch với nhau xấp xỉ một nửa

+ Hệ số mất mát biên độ do ảnh hưởng của điện trở đối với mạch là : A = 48.4%

2.2 Sơ đồ Drain chung CD

● Mắc các đồng hồ đo với sơ đồ A4-5

● Giá trị dòng ban đầu qua T2 là: IT2 = 2.12mA

● Nối lối ra của máy phát tín hiệu của thiết bị chính với lối vào IN/A của

sơ đồ A4-5

● Nối kênh 1 dao động ký với điểm lối vào IN/A Nối kênh 2 dao động ký vào lối ra OUT/C của sơ đồ

● Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 100mV đến 5V Đo biên độ tín hiệu ra tương ứng Tính hệ số khuếch đại thế A = Vout/Vin

● Bảng kết quả giá trị đo của thí nghiệm:

Biên độ

Vout

● Dạng tín hiệu sóng lối vào và tín hiệu sóng lối ra: