(Tiểu luận) bài tập 1 đo đặc tuyến vôn – ampe (v a) của diode bán dẫn

Mạch đo và sơ đồ mạch điện xác định đặc tuyến V-A của Diode chỉnh lưu...3 3.. MẠCH ĐO ĐẶC TUYẾN VON-AMPE CỦA DIODE ZENER...8 1.. Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng điện ID và RD

Bộ môn Công nghệ điện tử và Kỹ thuật Y sinh

-o0o -BÀI TẬP 1: ĐO ĐẶC TUYẾN VÔN – AMPE (V-A) CỦA DIODE BÁN DẪN

Giảng viên hướng dẫn: Ths Hoàng Quang Huy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Đức

1

h

Mục lục 1

I MẠCH ĐO ĐẶC TUYẾN V- A CỦA DIODE CHỈNH LƯU 2

1 Cơ sở lý thuyết 2

2 Mạch đo và sơ đồ mạch điện xác định đặc tuyến V-A của Diode chỉnh lưu 3

3 Bảng số liệu 5

4 Vẽ đặc tuyến V-A của diode chỉnh lưu 6

a) Đặc tuyến vùng 1 (phân cực thuận) 6

 b) Vùng phân cực ngược 7

  Nhận xét 7

II MẠCH ĐO ĐẶC TUYẾN VON-AMPE CỦA DIODE ZENER 8

1 Cơ sở lý thuyết 8

2 Mạch đo đặc tuyến V-A của diode Zener 9

2 Bảng số liệu 10

a) Đặc tuyến 1 (Vùng phân cực thuận) 11

 b) Đặc tuyến 2-3 (phân cực ngược-Zener) 11

3 Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng điện ID và RD của Diode khi  phân cực thuận và ngược 11

III Tài liệu tham khảo 13

I MẠCH ĐO ĐẶC TUYẾN V- A CỦA DIODE CHỈNH LƯU

1 Cơ sở lý thuyết a) Sơ lược về Diode chỉnh lưu

- Diode chỉnh lưu gồm 2 miền bán dẫn p, n được ghép với nhau tùy thuộc từng Diode được chế tạo

- Nó gồm hai cực Anot(A) và Catot(K) Cực Anot mang dấu dương được nối với miền bán dẫn p, cực K mang dấu âm được nối với miền bán dẫn n.

 b) Đặc tuyến V-A của Diode chỉnh lưu

3

h

2 Mạch đo và sơ đồ mạch điện xác định đặc tuyến V-A của Diode chỉnh lưu

E 12V

D1 1N4007

R1 3.1kΩ

Mạch gồm:

- Nguồn E có giá trị thay đổi [-E1,E2]

- Diode IN4007(STT: 17)

- Điện trở Rt

- Ta lần lượt thay đổi các giá trị nguồn E để xác định các giá trị U D  và I D tương ứng.

Tham số:

E1= -50V; E2=10V MSSV: 20205931=> Rt=3.1kΩ

5

h

3 Bảng số liệu

4 Vẽ đặc tuyến V-A của diode chỉnh lưu

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10

Đặc tuyến V-A của Diode chỉnh lưu

a) Vùng phân cực thuận

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Vùng phân cực thuận

7

h

ID(mA) UD(V)

b ) Vùng phân cực ngược

U D (V)

-49.984 -44.986 -39.988 -34.989 -29.991 -24.992 -19.994 -14.995 -9.997 -4.998 0

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

-0.006 -0.005 -0.004 -0.003 -0.002 -0.001 0

Vùng phân cực ngược

I D (mA) -0.005031

-0.004531 -0.004031 -0.003531 -0.003031 -0.002531 -0.002031 -0.001531 -0.001031

-0.000532

0

Nhận xét

o Khi phân cực ngược, UD ~ E, dòng ID rất bé, gần như bằng 0 còn tải thì giá trị vô cùng lớn

o Khi phân cực thuận, ID ban đầu rất nhỏ gần như bằng 0 nhưng tăng rất nhanh sau 1 giá trị nhất định

 Đường thực nghiệm đặc tuyến V-A của Diode 1N4007 tương đồng với đường lý thuyết.

9

h

II MẠCH ĐO ĐẶC TUYẾ N VON-AMPE CỦA DIODE ZENER

1 Cơ sở lý thuyết a) Sơ lược về Diode Zener  Diode Zener là một loại diode bán dẫn, cũng có cấu tạo gồn 2 cực: cực Anot(+) và Katot(-)

Khi được phân cực thuận thì làm việc giống như Diode chỉnh lưu, khi phân cực ngược với giá trị điện áp cho phép thì nó có chức nắng ổn định điện áp (ổn áp) – đây là vùng làm việc chính của Diode Zener Điện áp ổn định (Uz) của diode có giá trị từ khoảng 1,8V đến hàng trăm V

 b) Đặc tuyến V-A của Diode Zener:

Hình: Datasheet của Diode Zener 1N4746

11

h

2 Mạch đo đặc tuyến V-A của diode Zener

E 50V

R 100Ω

D1 1N4746A

Rt 3.1kΩ

IR

DC 1e-009Ohm

0.319   A

-URt

DC 10MOhm

+

-IRt

DC 1e-009Ohm

5.832m   A +

-Mạch gồm:

- nguồn E có giá trị thay đổi trong đoạn[-E1,E2]

- Diode 1N4746(STT:17)

- Điện trở Rt = 3.1k, R=100

Ta lần lượt thay đổi các giá trị E trong phạm vi [-E1,+E2], ghi rõ giá trị điện áp U Z ,

I Rt  và I z  tương ứng theo dạng bằng với các tham số sau đây:

Tham số:

+ -E1=-10V; E2=50V +R=100Ω

+ MSSV: 20205931 => Rt=3.1kΩ

2 Bảng số liệu

E(V) Urt(V) Iz(mA) IR(mA) Irt(mA) 50

18.08

45 18.07 7 263.169 269 5.831

40 18.07 2 213.171 219 5.829 35

18.06

30

18.05

20

18.00

15

14.53

-2 -0.563 -14.182 -14 -0.182 -4 -0.585 -34.189 -34 -0.189 -6 -0.597 -54.192 -54 -0.192 -8 -0.605 -74.195 -74 -0.195 -10 -0.612 -94.197 -94 -0.197

13

h

3 Đặc tuyến của Diode Zener 1N4746

-150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350

Đặc tuyến V-A của Diode Zenner 1N4746

a) Đặc tuyến 2-3 (Vùng phân cực ngược-Zener)

15

h

-0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Vùng phân cực ngược

b) Đặc tuyến 1 (phân cực thuận)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0

50 100 150 200 250 300 350

Vùng phân cực thuận

17

h

4 Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng điện ID và RD của Diode khi phân cực thuận và ngược

 Khi phân cực thuận (E<0), dòng điện tăng nhanh, điện áp càng cao dòng điện càng lớn

 Khi phân cực ngược (E>0), trong vùng Zener, dòng điện tăng cao khi điện

áo điện áp Ud của Diode tăng Khi |UD|>|ID|, diode bị đánh thủng

 Qua quan sát đồ thị thực nghiệm với đồ thị lý thuyết của Diode Zener, ta thấy chúng tương đồng nhau chứng tỏ thực nghiệm đúng.

5 Muốn điện áp trên Rt xấp xỉ Uz, theo datasheet thì phải lựa chọn E bằng bao nhiêu?

- Theo datasheet, Diode Zener 1N4746 có giá trị điển hình Uz=18V tại dòng thử nghiệm I Z =14mA

Bài giải: (MSSV 20205931)

I Rt =U Z /Rt=18/3100= 5.8 mA

I R  =I Z +I Rt =14+5.8 = 19.8 mA

U R  =R*I R  = 100x19.8x10 -3  = 1.98 V E=U R  +U Z =18+1.98=19.98 V III Tài liệu tham khảo

1 Hướng dẫn bài tập 1

2 Hướng dẫn báo cáo bài tập 1 -slide-2

3 ET- Hướng dẫn sử dụng Multisim 2020

4 Datasheet (link):

https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61864/GE/1N4746.html https://www.youtube.com/watch?v=IdXEYymz0F4

01-Huong dan bai tap 1.pdf 

19

h