ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỔNG NGHỆ
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
----------
BÁO CÁO MÔN HỌC
THỰC TẬP ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
THỰC NGHIỆM 2:
TRANSISTOR LƯỠNG CỰC BJT
VÀ CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI
Họ và tên sinh viên:
Nguyễn Văn A
Lớp:
Nguyễn Văn B
***
Giảng viên hướng dẫn:
****
Hà Nội, ngày * tháng * năm ***
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................................1
I.
Khảo sát đặc tuyến I-V của transistor NPN và PNP......................................................2
1.
Kiểm tra sơ bộ transitor bằng Digital Multimeter...................................................2
2.
Đo đặc tuyến lối ra i C =f ( vCE ) với cáci B =const của transistor NPN.....................2
II.
Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE.............................................................3
1.
Đo hệ số khếch đại...................................................................................................4
2.
Đo đáp ứng tần số của bộ khuếch đại......................................................................6
3.
Khảo sát các mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung......................9
3.1.
Xác định hệ số khếch đại.....................................................................................9
3.2.
Khảo sát ảnh hưởng của các kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số.................10
3.3.
Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào............................................15
III.
Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter)........................15
IV.
Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Base chung CB.............................................................17
LỜI MỞ ĐẦU
Đầu tiên, chúng em muốn bày tỏ lòng biết ơn của mình đến thầy cùng cán bộ
khoa của trường vì đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt q trình
nghiên cứu và hồn thiện báo cáo này. Nhờ sự hướng dẫn của thầy/cô, chúng em
đã có cơ hội tiếp cận với những kiến thức, phương pháp và kỹ năng cần thiết để
thực hiện đề tài của mình một cách hiệu quả nhất. Thầy/cơ ln sẵn sàng giải đáp
thắc mắc và cung cấp những lời khun hữu ích giúp tơi cải thiện kết quả nghiên
cứu của mình. Dưới đây là bài báo cáo của chúng em, mong thầy/cô nhận xét và
đánh giá.
1
I.
Khảo sát đặc tuyến I-V của transistor NPN và PNP
Bản mạch thực nghiệm: A2 - 1
Các bước thực nghiệm:
1.
Kiểm tra sơ bộ transitor bằng Digital Multimeter
Theo ta được biết có 2 loại transistor đó là loại NPN và loại PNP. Ta sử dụng
đồng hồ vạn năng để đo thang diode.
- Nối đầu Anot (+) vào 1 chân và thay phiên đầu Catot (-) vào 2 chân còn
lại. Nếu điện áp hiển thị 2 lần đều xấp xỉ 0.7 V thì chân nối Anot (+) là
chân Base của transistor loại NPN.
- Nối đầu Catot (-) vào 1 chân và thay phiên đầu Anot (+) vào 2 chân còn
lại. Nếu điện áp hiển thị 2 lần đều xấp xỉ 0.7 V thì chân nối Catot (-) là
chân Base của transistor loại PNP.
Xác định chân C và chân E: Ta sử dụng đồng hồ vạn năng để đo Ohm, đo 2
chân còn lại và đảo chiều que đo. Xem xét kết quả đo. Nếu kim chỉ vơ cùng
thì bỏ qua. Khi đồng hồ ra giá trị ohm cụ thể, ta xét hai trường hợp.
- Trường hợp 1: Khi transistor là loại NPN, que đỏ sẽ là chân C, que đen là
chân E.
-
2.
Trường hợp 2: Khi transistor là loại PNP, que đỏ là chân E, que đen là
chân C.
Đo đặc tuyến lối ra i C =f ( vCE ) với cáci B =const của transistor NPN
2
Dòng
Kiể
u
iB
10 μAA
20 μAA
NPN
30 μAA
40 μAA
-
II.
Chỉnh P2
(chỉn
h P1)
vCE (V)
i C(mA)
vCE (V)
i C(mA)
vCE (V)
i C(mA)
vCE
iC
11.22
2.5
9.34
5.28
8.04
7
7
8
0.82
2.1
0.89
4.37
0.56
5.52
1
7
Hệ số khuếch đại dòng: β=
0.375
2.07
0.61
4.27
0.163
4.42
0.206
6.56
0.267
2.03
0.403
4.21
0.131
3.5
0.148
5.48
0.246
2
0.203
3.84
0.116
2.92
0.117
3.77
0.217
1.96
0.183
3.7
0.109
2.65
0.103
3
i C 1−¿ i
5.28−2.48
=
=¿ ¿280
i B 1−i B 2
10
C2
Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE
Bản mạch thực nghiệm: A2 - 2
3
0.183
1.84
0.165
3.49
0.102
2.31
0.094
2.56
0.161
1.71
0.143
3.09
0.097
2.14
0.087
2.22
0.144
1.59
0.127
2.65
0.091
1.9
0.08
1.89
0.126
1.42
0.079
1.18
0.087
1.76
0.075
1.64
Các bước thực nghiệm:
1.
Đo hệ số khếch đại
Kiể
u
1
2
3
4
5
-
Trạng thái
J1
J2
J4
J5
J6
J8
J9
Biên độ V out
A
K = K1
K = K2
K = K3
K = K4
Có tải ra
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0.236
0.238
0.074
2.12
1.92
4.72
4.76
1.48
42.4
38.4
Nguyên nhân cho sự thay đổi hệ số khuếch đại ở ba trạng thái K1, K2, K3 là
do sự thay đổi trở kháng của các điện trở ở trong mạch điện. Với mạch ở
trạng thái K4 và có tải ra thì J8 được nối gây ra nối tắt trên R4 trong chế độ
xoay chiều cũng chính là RE do đó hệ số khuếch đại của mạch tăng mạnh.
K = K1
K = K2
4
K = K3
K = K4
Có tải ra
Hình ảnh sóng ra bị méo dạng:
5
-
Tại biên độ V = 0.75V thì sóng lối ra bị méo dạng. Nguyên nhân là do điện
thế lối ra vượt ngưỡng bão hịa nên khơng tăng nữa mà có xu hướng giữ
nguyên. Vùng bị méo là vùng bão hòa trong chế độ hoạt động của transistor.
-
Phải chọn điểm làm việc Q ở giữa vùng active để biên độ ra đạt cực đại khi
sóng cịn chưa méo dạng.
2.
Đo đáp ứng tần số của bộ khuếch đại
f
100Hz
1KHz
V¿
0.05V
V out
0.25V
0.05V
0.243
V
100KH
z
0.05V
0.23V
1MHz
2MHz
5MHz
7MHz
0.05V
0.055
V
0.05V
0.029
V
0.05V
0.014
V
0.05V
0.011
V
1.1
0.58
0.28
0.22
10MH
z
0.05V
0.009V
A
¿
V out
V¿
5
4.86
4.6
0.18
-
Dải tần qua của bộ khuếch đại từ 100Hz đến 100KHz
-
Khi tần số của sóng vào thay đổi đến giá trị lớn hơn tần số cắt trên thì tụ điện
sẽ khơng có đủ thời gian để sạc đầy từ đó gây ra sự giảm điện áp.
6
f = 100Hz
f = 1KHz
f = 100KHz
f = 1MHz
7
f = 2MHz
f = 5MHz
f = 7MHz
f = 10MHz
3.
Khảo sát các mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung
3.1.
Xác định hệ số khếch đại
Kiể
u
Trạng thái
J
1
J2
J4
J7
V¿
1
Khơng có phản hồi âm
1
0
0
1
32.2mV
2
Có phản hồi âm 1
1
0
0
0
54mV
35.5m
V
0.24V
3
Có phản hồi âm 2
0
1
1
1
47mV
7.2V
4
Có phản hồi âm 1 + 2
0
1
1
0
49.5mV
0.21V
8
V OUT
A
1.1
4.44
153.1
2
4.24
3.2.
Khơng có phản hồi âm
Có phản hồi âm 1
Có phản hồi âm 2
Có phản hồi âm 1 + 2
Khảo sát ảnh hưởng của các kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số
f
100Hz
1KHz
100KH
z
1MHz
2 MHz
7 MHz
10MHz
20MHz
48mV
35.5mV
37mV
20.4mV
18.2mV
27.2mV
38.4mV
73.2mV
V ¿ khi
nối J1, J5,
J7
9
V OUT khi
71mV
0.199V
80mV
19mV
15mV
29mV
56.8mV
19.7mV
1.48
5.61
2.16
0.93
0.82
1.07
1.48
0.27
nối J2, J4,
J5
V OUT khi
53mV
52.6mV
50.4mV
49.2mV
50.4mV
52.6mV
56.5mV
52mV
nối J2, J4,
J5
0.234V
0.224V
0.19V
48.2mV
27.2mV
9mV
6.6mV
4.9mV
4.42
4.23
3.77
0.98
0.54
0.17
0.12
0.09
nối J1, J5,
J7
A=
V OUT
V¿
V ¿ khi
A=
V OUT
V¿
Nối J1, J5, J7
f = 100Hz
f = 1KHz
10
f = 100KHz
f = 1MHz
f = 2MHz
f = 7MHz
11
f = 10MHz
Nối J2, J4, J5
f = 20MHz
f = 100Hz
f = 1KHz
f = 100KHz
f = 1MHz
12
3.3.
Kiểu
1
2
f = 2MHz
f = 7MHz
f = 10MHz
f = 20MHz
Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào
Trạng
thái
Khơng
có phản
hồi âm
Có phản
hồi âm 1
+2
R¿ =
V m ( 0 ) R1
V m ( 0 )−V m (1)
J1
J2
J4
J5
J7
J8
V m ( 0)
V m (1)
1
0
0
1
1
0
200 mV
0.17 V
3333.3
0
1
1
1
0
0
200 mV
0.198 V
50000
III. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại
emitter)
13
Bản mạch thực nghiệm: A2 – 3
Các bước thực nghiệm:
- Trường hợp 1: Nối J2
1
2
Hệ số khuếch đại dòng A(I) =
-
Dòng i E /T1
i B 1=20 μAA
i B 2=30 μAA
i E 1=5.23 mA
i E 2=8.85 mA
i E 2−i E 1
=¿ 362
i B 2−i B 1
Trường hợp 2: Nối J1
1
2
Hệ số khuếch đại dòng A(I) =
-
Dòng i B /T1 (chỉnh P1)
Dòng i B /T1 (chỉnh P1)
Dòng i E /T1
i B 1=20 μAA
i B 2=30 μAA
i E 1=5.02mA
i E 2=8.21 mA
i E 2−i E 1
=¿ 322
i B 2−i B 1
Trường hợp 3: Nối J3
1
2
Hệ số khuếch đại dòng A(I) =
Dòng i B /T1 (chỉnh P1)
Dòng i E /T1
i B 1=20 μAA
i B 2=30 μAA
i E 1=5.12mA
i E 2=8.65 mA
i E 2−i E 1
=¿ 353
i B 2−i B 1
14
IV.
Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Base chung CB
Dòng i E /T1 (chỉnh P1)
Dòng i C/T1
i E 1=0.25 mA
i E 2=0.5 mA
i C 1=0.15 mA
i C 2=0.41 mA
1
2
Hệ số truyền dòng: α =
i C 2−i C1
=¿ 1.04
i E 2−i E 1
Không nối J1
Nối J1
V out ( nốiJ 1 )
V out (không nối J 1)
=
V¿
V out
50 mV
50 mV
2.4 V
1.38 V
1.38
≈ 0.58
2.4
Nhận xét về sự mất mát biên độ sóng khi nối trở tải cho 3 bộ khuếch đại CE, CC và
CB và ứng dụng thực tế của mỗi loại:
-
-
Sự mất mát biên độ sóng khi nối trở tải cho 3 bộ khuếch đại CE, CC và CB:
+ Bộ khuếch đại CE (Common Emitter) có đặc tính đầu vào có trở kháng
thấp, đầu ra có trở kháng cao, và độ khuếch đại lớn. Tuy nhiên, bộ
khuếch đại CE lại có mất mát biên độ sóng lớn.
+ Bộ khuếch đại CC (Common Collector) có đặc tính đầu vào có trở kháng
cao, đầu ra có trở kháng thấp, và độ khuếch đại nhỏ. Vì vậy, bộ khuếch
đại CC ít bị ảnh hưởng bởi mất mát biên độ sóng.
+ Bộ khuếch đại CB (Common Base) có đặc tính đầu vào có trở kháng cao,
đầu ra có trở kháng thấp, và độ khuếch đại nhỏ. Bộ khuếch đại CB cũng ít
bị ảnh hưởng bởi mất mát biên độ sóng.
Ứng dụng thực tế của từng loại bộ khuếch đại phụ thuộc vào yêu cầu của
mạch điện cần sử dụng. Ví dụ, bộ khuếch đại CE thường được sử dụng trong
các mạch khuếch đại công suất, bộ khuếch đại CC thường được sử dụng
trong các mạch đầu ra, và bộ khuếch đại CB thường được sử dụng trong các
mạch cảm biến và bộ lọc tín hiệu. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại bộ
khuếch đại này cũng phụ thuộc vào những yếu tố khác như kích thước, chi
phí, và độ tin cậy của mạch.
15