<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ</b>

<b>BÀI TẬP NHĨM 1: VẼ VÀ MƠ PHỎNG CÁC MẠCH SỬDỤNG DIODE, TRANSISTOR BJT</b>

<b>Giảng viên hướng dẫn : ThS.Hồng Quang Huy</b>

<b>Sinh viên thực hiện :Nhóm 34: Nguyễn Phú Trọng - MSSV: 20224172</b>

Nguyễn Vũ Thắng-MSSV:20224145 Mã lớp : 150062

<b>Hà Nội ,4-2024</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Table of Contents

<b>CHƯƠNG I:DIODE...3</b>

1.1 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ...3

1.1.1 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ khơng có tụ lọc:...3

1.1.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ có tụ lọc...4

1.2 Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ...6

1.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động...6

1.3.Mạch chỉnh lưu cầu...8

1.3.1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động...8

1.3.2.Tính tốn lí thuy t v o l ng mô phế à đ ườ ỏng...8

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

2.3.1 Sơ đồ cấu tạo mạch đặc tuyến vào...18

2.3.2 Đường đặc tuyến vào...19

2.3.3 Sơ đồ cấu tạo mạch đặc tuyến ra...19

2.3.4 Đường đặc tuyến ra...20

2.5.3 Tính tốn theo lý thuyết...24

2.5.4.Phương trình đường tải...24

TÀI LI U THAM KHỆ ẢO...25

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

1.1.1 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ khơng có tụ lọc:a. Sơ đồ mạch:

<small>ABExt Trig</small>

<small>Uv15Vpk 0° </small>

<small>Hình 1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ khơng có tụ lọc</small>

Cho số liệu: U =5cos(100πt) V; U = 0,68 V; r = 0 Ω<small>VDD</small> R =4,5kΩ; D : 1N4005 – MSSV 20224145<small>t1</small> Điện áp chỉnh lưu : U = 0,318 (U<small>0m </small>-U<small>D0</small>)=1.374 V

b. Đồ thị Uv(t) và Ur(t):

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

c. Một số giá trị Uv và Ur tại các mốc thời gian:

1.1.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ có tụ lọcd. Sơ đồ mạch

Cho số liệu: U =5cos(100πt) V; U = 0,68V; r = 0<small>VD0D</small> R =4,5kΩ ; r = 0Ω<small>tD</small>

D : 1N4005 ; C1=2µF<small>1</small> Điện áp chỉnh lưu : U~U =5V

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<small>ABExt Trig</small>

<small>__</small> ₊

<small>Uv5Vpk </small>

<small>0° </small> _4.5kΩ^Rt ^C1_2µF

<small>Hình 5: Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ có tụ lọc</small>

<small>-0.0000932.779</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<small>-4.9921.5945Τ =200.000093 1.325</small>

<small>Hình 7: Kết quả đo mơ phỏng mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ có tụ lọc</small>

1.2

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ1.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ, hai nguồn gồm: hai nguồn vào, 2 Diode bán dẫn và 1điện trở được mơ tả như hình vẽ

<small>V15Vpk 0° </small>

<small>2 </small>

<small>Hình 8: Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ</small>

g. Sơ đồ mạch

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<small>V15Vpk 0° </small>

<small>2 </small>

R=4.5kΩ ; r = 0Ω; D<small>D1</small>,D<small>2 </small>: 1N4005h. Đồ thị Uv(t) và Ur(t)

<small>Hình 9: Kết quả đo mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ</small>

<small>-1.2471.2470.8005Τ =200.017782-0.0177830.001238</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

1.3.Mạch chỉnh lưu cầu

1.3.1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Mạch chỉnh lưu cầu gồm 4 diode chỉnh lưu,một điên trở hạn chế dòng một tụ lọc (nếu cần) và một nguồn xoay chiều được ghép nối như hình vẽ.

Hình 10 Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu

Ở nửa chu kỳ dương, D2 và D4 mở, cịn D1, D3 khóa, dịng điện đi từ dương nguồn qua D2, R, D4 về âm nguồn.

Ở nửa chu kỳ âm, D2 và D4 khóa, cịn D1, D3 mở, dòng điện đi từ âm nguồn qua D3, R, D1 về dương nguồn.

1.3.2.Tính tốn lí thuyết và đo lường mô phỏng

Cho: Uv=50cos(100πt) V ;UD=0,68V rD=0;R=5,7kΩ;4 Diode 1N4002● Khi khơng có tụ lọc:

Điện áp chỉnh lưu Uo=0,636(Um-2U<small>D</small>)=30.935VDịng chỉnh lưu: Io=Uo/R=5.427mA

Dưới đây là kết quả đo mô phỏng mạch chỉnh lưu cầu khơng có tụ lọc

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hình 11 Kết quả đo mô phỏng mạch chỉnh cầu không tụ lọc● Khi có tụ lọc (nối song song tụ với điện trở R):

Điện áp chỉnh lưu: U0 = Um − 2UD = 48.64V

Hình 12 Kết quả đo mạch mơ phỏng chỉnh lưu cầu có tụ lọ

Bảng số liệu:

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Mạch ổn áp bằng diode zener gồm 1 điện trở hạn chế dòng, 1 diode zener, và 1 nguồn một chiều được mắc như hình

Hình 13 Sơ đồ mạch ổn áp bằng diode zener

Diode zener hoạt động chủ yếu ở chế độ phân cực ngược, lợi dụng tính chất đánhthủng do điện của diode. Khi điện áp đầu vào nhỏ hơn điện áp đánh thủng của zener,nó sẽ chặn khơng cho dịng đi qua. Khi điện áp đầu ra lớn hơn điện áp đánh thủngthủng trên diode zener, nó sẽ ổn áp sao cho hai đầu diode.

1.4.2.Tính tốn lí thuyết và đo lường mơ phỏng Cho E = 12V, R = 1.2kΩ, Rt = 7.2kΩ

Do trong mạch trên diode zener phân cực ngược => dịng khơng qua diode, coi mạchgồm hai điện trở mắc nối tiếp nhau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

1.5.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Mạch hạn chế mức trên dương gồm 1 diode chỉnh lưu ,1 điện trở hạn chế, 1 nguồn 1 chiều, 1 nguồn xoay chiều được ghép nối như hình

Hình 14 Sơ đồ mạch hạn chế mức dưới dương1.5.2 Tính tốn lý thuyết và đo lường mô phỏng

Cho: Uv = 22cos(100πt) V; UD = 0,68V; E=10VrD = 0; R = 7.2kΩ; Diode 1N4002 (MSSV:20224172)Ở nửa chu kỳ dương:

Khi Uvào > E=>diode phân cực thuận=> Ura ≈ Uvào.Khi Uvào < E=> diode phân cực ngược=>Ura = E = 10V.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Ở nửa chu kỳ âm: diode ln phân cực ngược=> Ura=E=10V.

Hình 15 Kết quả mô phỏng mạch hạn chế dưới mức dươngBảng số liệu:

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<small>Ec12V IC</small>

<small>DC 1e-009Ohm</small>

<small>IBDC 1e-009Ohm</small>

<small>UCDC 10MOhm</small>

<small>Hình 11: Cấu tạo mạch phân cực hồi tiếp Collector</small>

2.1.1 Sơ đồ mạch

<small>Ec12V IC</small>

<small>DC 1e-009Ohm</small>

<small>IBDC 1e-009Ohm</small>

<small>UCDC 10MOhm</small>

<small> Cấu tạo: Mạch gồm ba điện trở 1 transistor được như hình vẽ:</small>

<small> Nguyên lý hoạt động: Phân cực hồi tiếp Collector không yêu cầu RB cần lớn hơn nhiều lần so với RC</small>

<small>như phân cực Base hay phân cực Emitơ để đảm bảo phân cực ngược của lớp tiếp giáp Collector và Base. Với cách mắc như hình vẽ thì phân cực hồi tiếp Collector ln đảm bảo transistor làm việc trong vùng tích cực với mọi giá trị điện trở của R và R.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<small> I</small>_C<small>=β I</small>_B<small>I</small>_C<small>=I</small>_E

<small> Xét mạch ra: EC→RC→UC→UE→RE→GND U</small>_CE<small>=E</small>_C<small>ưI</small>_C<small>∗R</small>_C<small>ưI</small>_E<small>∗R</small>_E

<small> Thay số tính tốn ta có I</small>_B<small>=</small> ^E<small>CưU</small>_CB

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<small> UCEmax¿12(V </small>

2.2 Mạch phân cực áp

2.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động<small>EC12V R1</small>

<small>U2DC 10MOhm</small>

<small>DC 1e-009Ohm</small>

<small>-U4DC 1e-009Ohm</small>

-Hình 12:

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<small> Cấu tạo: Mạch có cấu tạo như hình vẽ gồm 4 điện trở một transistor 2N3711, một nguồn nuôi EC đượcmắc như hình.</small>

<small> Nguyên lý hoạt động: Mắc mạch với điện trở R1, R2 lớn hơn nhiều so với điện trở RC để đảm bảo lớp Je phân cực ngược và BIJ làm việc tròn vùng tích cực.</small>

2.2.3 Tính tốn lý thuyết

<small> Biến đổi tương đương mạch phân cực phân áp theo định lý Thevenin ta có:</small>

<small>EC12V IC1</small>

<small>DC 1e-009Ohm</small>

<small>UCEDC 10MOhm</small>

<small>DC 1e-009Ohm</small>

<small>-Eth6V </small>

<small>Q12N3711</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<small>Ta có:E</small>_th<small> = Rth∗IB+UBE+IE∗RE</small>

<small> IE= ( β+1 )∗IC</small>

<small>Xét mạch ra:E</small>_C<small>→ R</small>_C<small> → U</small>_C<small> → U</small>_E<small> →R</small>_E<small>→GND.Ta có: E</small>_C<small>=I</small>_C<small>∗RC+I</small>_E<small>∗RE+U</small>_CE

<small> IC=β∗IB</small>

<small>Thay số tính tốn ta có : IB=0.014(mA)</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<small>EB1V </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

2.3.2 Đường đặc tuyến vào

2.3.3 Sơ đồ cấu tạo mạch đặc tuyến ra

<small>CE12V Q1</small>

<small>IB0.000001A </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

2.3.4 Đường đặc tuyến ra

2.4.Mạch Phân cực bazơ

2.4.1 Nguyên lý và cấu tao hoạt động

- Mạch gồm có hai điện trở được mắc ở cực Bazơ và cực Collecter, 1 transistor hai tụ điện và một nguồn nuôi Ec mắc ở cực Collecter.

- Điện trở RB có giá trị lớn hơn RC để tạo ra điện thế của cực C cao hơn cực B, lớp tiếp giáp Collecter – Bazơ phân cực ngược. Cực Emiter nối với đất lớp tiếp giáp Emiter – Bazơ phân cực thuận. Cách mắc đảm bảo cho BIJ làm việc trong vùng khuếch đại.

Transistor 2N2222 (MSSV: 20224172) dựa theo Datasheet là transistor Si loại NPN 𝑈𝐶𝐵 = 0.7V , có hệ số khuếch đại dịng điện nằm trong khoảng 100 ÷ 300.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

𝑅<small>𝐵</small>=𝛽<small>𝑚𝑎𝑥 </small>𝑅<small>𝐶</small>=2160kΩ để đảm bảo lớp tiếp giáp Emitơ – Bazơ phân cực ngược.2.4.2 Sự phụ thuộc của hệ số khuếch đại dòng điên vào dòng𝐼𝐶

𝐼<small>𝐶</small>= 𝛽𝐼<small>𝐵</small>

Xét mạch ra: 𝐸𝐶 → 𝑅𝐶 → 𝑈𝐶 → 𝑈𝐸 → GND𝑈<small>𝐶𝐸</small>=𝐸<small>𝐶 </small>− 𝐼<small>𝐶</small>∗𝑅<small>𝐶</small>

Theo như đo đạt thực nghiệm tính tốn hệ số khuếch đại dịng điện là 𝛽=209Thay số tính tốn ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

I<small>C </small>=β * I =1.093 mA<small>B </small>

U<small>CE</small> =E – I<small>CC</small>*R =4.123V<small>C</small>

Theo thông số đo được trên NI và thông số tính tốn theo lý thuyết tao có làm việc tĩnh Q:

Phương trình đường tải U = E<small>CEC</small>-I *R<small>CC</small>

2.5 Mạch phân cực Emitơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

2.5.1.Cấu tạo và nguyên lý của mạch phân cực Emitơ

Cấu tạo: Mạch gầm một nguồn nuôi một transistor 2N2222, 3 điện trở 𝐸𝑐 𝑅𝑐,𝑅<small>𝐵</small>,𝑅<small>𝐸</small>

lắp ở ba cực của transistor.

Nguyên lý: Mạch được mắc như hình vẽ trong đó điện trở được mắc với cực B lớn hơn rất nhiều so với điện trở lắp với cực C để lớp tiếp giáp Collector và Bazơ phân cực ngược. Lớp tiếp giáp Emitơ và Bazơ luôn phân cực thuận. BIJ 2N3707 làm việc trong vùng khuếch đại.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Cho 𝐸𝑐=12𝑉, =260, transistor Si, 𝛽 𝑅<small>𝐸</small>=2𝑘Ω,𝑅<small>𝐵</small>=2160 𝑘Ω,𝑅<small>𝐶</small>=7.2 Ω.𝑘Xét mạch vào: 𝐸<small>𝐶</small> → 𝑅<small>𝐵</small> → 𝑈<small>𝐵</small> → 𝑈<small>𝐸</small> → 𝑅<small>𝐸</small>→ GND

𝐸<small>𝐶</small>−𝐼<small>𝐵</small>∗𝑅<small>𝐵</small>−𝑈<small>𝐶𝐵</small>− 𝐼<small>𝐸</small>∗𝑅<small>𝐸</small>=0𝐼<small>𝐶</small>= 𝛽 * 𝐼<small>𝐵</small>

𝐼<small>𝐸</small>= 𝐼<small>𝐶</small>+𝐼<small>𝐵</small> = (𝛽+1)∗𝐼<small>𝐵</small>

Xét mạch ra: 𝐸<small>𝐶</small> → 𝑅<small>𝐶</small> → 𝑈<small>𝐶</small> → 𝑈<small>𝐸</small> → 𝑅<small>𝐸</small>→ GND𝑈<small>𝐶𝐸</small>=𝐸<small>𝐶</small> − 𝐼<small>𝐶</small>∗𝑅<small>𝐶</small>− 𝐼<small>𝐸</small>∗𝑅<small>𝐸</small>

Theo như đo đạt thực nghiệm tính tốn hệ số khuếch đại dịng điện là 𝛽=260Thay số tính tốn ta có

𝐼<small>𝐶</small>=𝛽∗ 𝐼<small>𝐵</small>=1.095mAI<small>E</small>=(β+1)*I 1.098mA<small>B=</small>

𝑈<small>𝐶𝐸</small>=𝐸<small>𝐶</small> − 𝐼<small>𝐶</small>∗𝑅<small>𝐶</small>− 𝐼<small>𝐸</small>∗𝑅<small>𝐸</small>=1.92(V)

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Bài giảng cấu kiện điện tử(ThS.Hoàng Quang Huy)

2.Giáo trình cấu kiện điện tử (PGS.TS Nguyễn Đức Thuận)3.Datasheet diode và transistor sử dụng: