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 Tu[.]
Trang 1VIET 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:
Trang 21.1 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
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:
Trang 3=
�� ����2−���� 1
2− 1
���� ���� =3.88����−2.43����
30µ �� −20µ �� = 145
1.3 Đo đặc tuyến lối ra iC = f(vCE) với các iB = const của transistor
PNP Bảng A2-B2
Kiểu Dòng ib
5 1.58 0.17 0.16 0.14
IC 1.33 1.32 1.3 1.28 1.2
6 1.24 1.16 1.14 1.1 20uA VCE 4.83 4.01 2.3
6 0.23 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12
IC 2.06 2.06 2.0
6 2.04 1.67 1.56 1.45 1.21 1.11
5 0.18 0.16 0.14 0.13 0.12 0.11
IC 3.04 3.04 3.0
3 2.83 2.59 2.13 1.83 1.7 1.24
Trang 440uA VCE 4.69 3.14 0.8 0.22 0.1
5 0.14 0.12 0.1 0.09
IC 3.89 3.89 3.8
9 3.82 3.13 2.65 2.25 1.4 1.3
-Ta có sơ đồ họ đặc tuyến I-V:
=
�� ����2−���� 1
2− 1
���� ���� =3.04����−2.06����
30µ �� −20µ �� = 98
II Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE:
-Sử dụng sơ đồ mạch A2-2:
Trang 52.1,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
VOUT
A
-Hình ảnh mô phỏng các dạng sóng lối ra đối với các trường hợp nối
khóa : +)K1:
Trang 6+)K2
+)K3:
Trang 7+)K4:
+) Có trở ra:
Trang 8-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
Trang 92.2 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)
Trang 10
-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
2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số:
Bảng A2-B6
Vin khi nối
Vout khi nối
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:
Trang 11Bảng A2-B7
-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
Trang 12T1 theo các
lần đo Ta được bảng số liệu sau:
Dòng iB /T1 (chỉnh P1) Dòng iE /T1
-Hệ số khuếch đại dòng DC:
2− 1
���� ���� = 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:
Dòng iB /T1 (chỉnh P1) Dòng iE /T1
2− 1
���� ���� = 6.09−5.23
0.03−0.02 = 86
+)Nối J3:
Dòng iB /T1 (chỉnh P1) Dòng iE /T1
2− 1
���� ���� = 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
Trang 13dòng 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
Dòng IE/T1(chỉnh P1) Dòng IC/T1
1 IE1 = 0.1 mA IC1 = 0.06 mA
2 IE2 = 0.15 mA IC2 = 0.12 mA
- hệ số truyền dòng:
=
�� ����2−IC1
2− 1
���� ���� = 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
Trang 14Ở 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