Thuc hanh ĐTTT lab 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ


BÁO CÁO THỰC NGHIỆM
MÔN : THỰC TẬP ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
Họ và tên :
MSV

THỰC NGHIỆM 2
TRANSISTOR LƯỠNG CỰC BJT VÀ CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI


1.Khảo sát đặc tuyến I-V của transistor NPN và PNP
• Nhiệm vụ:
Kiểm tra sơ bộ transistor bằng ôm kế, đo họ đặc tuyến ra của transistor loại npn-C1815 và transistor loại
pnp-A1015.

• Các bước thực nghiệm:
1.1.Kiểm tra sơ bộ transitor bằng Digital Multimeter
Chưa mắc các dây nối và chưa tiến hành thực nghiệm vội, suy nghĩ cách thức tiến hành kiểm tra
BJT bằng Digital Multimeter với chức năng “kiểm tra diode”.
Vì BJT có cấu trúc gồm 2 lớp tiếp giáp pn nối đấu lưng nhau, nên có một cách nhanh chóng để kiểm tra sơ bộ nó là đo
điện trở 2 lớp tiếp giáp này theo các hướng phân cực thuận và ngược

Khi chưa biết cực nào là base B, làm sao xác định được ? Có thể phân biệt 2 cực C và E khơng?
Transistor lưỡng cực gồm có hai mối P-N nối tiếp nhau,ta nhận thấy rằng, vùng phát E được pha đậm (nồng độ chất
ngoại lai nhiều), vùng nền B được pha ít và vùng thu C lại được pha ít hơn nữa. Vùng nền có kích thước rất hẹp (nhỏ
nhất trong 3 vùng bán dẫn), kế đến là vùng phát và vùng thu là vùng rộng nhất. Transistor NPN có đáp ứng tần số cao tốt
hơn transistor PNP. Phần sau tập trung khảo sát trên transistor NPN nhưng đối với transistor PNP, các đặc tính cũng
tương tự.

1.2.Đo đặc tuyến lối ra iC = f(vCE) với các iB = const của transistor NPN


- Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A2- 1 cho transistor NPN - C1815.
- Mắc các đồng hồ đo:
■ Đo sụt thế trên collector vCE : nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch với đồng hồ đo thế hiện số.
(Khoảng đo đặt ở 20V nếu dùng đồng hồ trên đế nguồn)
■ Đo dòng collector iC: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch với đồng hồ đo dòng hiện số. Khoảng đo
của đồng hồ đặt ở mA.
■ Đo dòng base iB : Nối các chốt đồng hồ đo (µA) của mạch với đồng hồ đo dịng hiện số. Khoảng đo của
đồng hồ đặt ở µA.
- Đo sự phụ thuộc của dòng iC vào thế v CE trong khoảng từ 0V đến 10V, với giá trị cố định iB = 10µA:
■ Bật điện nguồn ni cho thiết bị chính và các đồng hồ. Vặn biến trở P1 và P2 để dòng qua iC cỡ khoảng
2mAvà thế vCE cỡ khoảng 4V đến 6V..
■ Chỉnh lại P1 thật cẩn thận để đo được dịng iB≈10µA.

Mạch Proteus :

■ Biến đổi P2, đo các giá trị tương ứng giữa v CE và iC. Ghi kết quả vào bảng sau. Chú ý : trong vùng có iC
hầu như khơng đổi đối với vCE (vùng tích cực), chỉ cần đo vài điểm ; còn trong vùng iC phụ thuộc mạnh
vào vCE (vùng bão hịa, có vCE thấp) cần đo nhiều điểm gần nhau hơn.
■ Lặp lại 2 bước kể trên ứng với các giá trị iB ≈ 20µA, 30µA và 40µA và ghi các kết quả vào bảng A2-B1.


Bảng A2-B1:
Kiểu

NPN

Dịng
iB
(Chỉn
h P1)
10µA

Chỉnh P2

V-

11

10.9

10.81

10.7

10.5

10.4

10.3

10.2

10.1

9.94

1.24
10.3

1.24
10

1.24
9.76

1.23
9.27

1.23
8.87

1.23
8.77

1.23
8.53

1.23
8.29

1.23
8.04

1.23
7.8

2.56
9.45

2.55
9.19

2.54
8.86

2.53
8.61

2.52
8.32

2.52
7.29

2.52
6.94

2.51
6.59

2.50
6.24

2.50
5.90

3.75
8.7

3.74
7.7

3.73
6.81

3.72
6.75

3.71
6.29

3.68
5.83

3.67
5.38

3.65
4.93

3.64
4.49

3.63
4.04

4.98

4.93

4.86

4.86

4.84

4.82

4.80

4.78

4.76

4.74

CE

20µA

iC
VCE

30µA

iC

VCE

40µA

iC
VCE

iC

Vẽ họ đặc tuyến ra iC = f(VCE) với các iB = const của transistor NPN:


Hệ số khuếch đại dòng β = = 123

1.3. Đo đặc tuyến lối ra iC = f(vCE) với các iB = const của transistor PNP
Tiến hành đo với transistor PNP A-1015 trong bản mạch. Chú ý rằng các nguồn nuôi và các đầu đo có
phân cực ngược với loại NPN kể trên.

Mạch Proteus :

Bảng A2-B1:
Kiểu
PNP

Dịng iB
(Chỉnh
P1)
10µA

Chỉnh P2

V

11.2

11.1

11.0

10.9

10.8

10.7

10.6

10.5

10.4

10.3

1.01
10.4

1.01
10.2

1.01
9.98

1.01
9.78

1.01
9.57

1.01
9.36

1.01
9.16

1.01
8.95

1.01
8.75

1.01
8.54

2.06
9.63

2.06
9.32

2.06
9.02

2.06
8.71

2.06
8.41

2.06
8.10

2.06
7.80

2.06
7.50

2.06
7.19

2.06
6.89

3.04
8.83

3.04
8.43

3.04
8.02

3.04
7.62

3.04
7.21

3.04
6.81

3.04
6.40

3.04
5.99

3.04
5.59

3.04
5.18

CE

20µA

iC
V
CE

30µA

iC
V
CE

40µA

iC
V
CE


iC

4.06

4.06

4.06

4.06

4.06

4.06

4.06

4.06

4.06

4.06

Vẽ họ đặc tính ra iC = f(vCE) với các iB = const của transistor PNP:

Hệ số khuếch đại dòng β = = 102

2. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Emitter chung CE
• Nhiệm vụ:
Khảo sát sơ đồ khuếch đại tín hiệu xoay chiều lắp trên một transistor BJT mắc theo kiểu emitter chung
CE, có trở gánh là điện trở. Sơ đồ này cịn được gọi là bộ đảo tín hiệu (BJT-resistor inverter) do tín hiệu ra
ngược pha với tín hiệu vào.


• Các bước thực nghiệm:

2.1. Đo hệ số khuếch đại
- Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A2-2.
- Đặt thang đo thế lối vào kênh 1 của dao động ký ở 50mV/cm và kênh 2 ở 2V/cm, thời gian quét của dao
động ký đặt ở 1ms/cm. Đặt chuyển mạch ghép tín hiệu vào dao động ký ở vị trí DC. Chỉnh cho cả 2 tia
nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màn hình dao động ký để vị trí dễ quan sát.
- Nối kênh 1 dao động ký với điểm thế vào IN/A trên mạch khuếch đại, nối kênh 2 dao động ký với điểm
thế ra OUT/ C của mạch khuếch đại.
- Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát dạng sin, tần số 1kHz, biên độ sóng ra 50mV đỉnh-đỉnh (quan sát
kiểm tra trước trên máy hiện sóng).
- Nối tín hiệu từ máy phát với lối vào IN/A của mạch khuếch đại.

Mạch Proteus :

- 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:
- Tính hệ số khuếch đại thế A = VOUT/ VIN cho mỗi kiểu nối và ghi vào bảng.

Bảng A2-B3:
Kiểu

Trạng
thái

J1

J2

J4

J5

J6

J8

J9

1

K = K1

1

0

0

1

0

0

0

2

K = K2

0

1

0

1

0

0

0

Biên
độ
Vout
235m
V
210m

A
0.47
0.42


3

K = K3

0

1

0

0

1

0

0

4
5

K = K4
Có tải
ra

0
0

1
1

0
0

0
0

1
1

1
1

0
1

V
435m
V
2.27V
2.05V

0.87
4.54
4.0594

Giải thích ngun nhân làm thay đổi hệ số khuếch đại cho mỗi kiểu nối trong bảng:
Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại bằng tỷ số giữa sự thay đổi của điện áp đầu vào và sự thay đổi của
điện áp đầu ra của bộ khuếch đại.

Trạng thái K = K1 :
Điện áp chân base của transistor được xác định bởi thế được tạo thành bởi hai điện trở, R1 , R3 và điện
áp nguồn với dòng điện chạy qua cả hai điện trở.
Sau đó tổng kháng RT sẽ bằng R1 + R3 cho dòng điện với i = VCC / R T . Mức điện áp được tạo ra tại điểm
giao nhau của các điện trở R1 và R3 giữ cho điện áp ( Vb ) không đổi ở giá trị thấp hơn điện áp nguồn.
A = 0.47

Trạng thái K = K2 :
Khi thay R1 bằng R2 tức là tăng giá trị điện trở từ 47kΩ -> 100kΩ
Tổng kháng RT thay đổi và bằng R2 + R3 -> điện áp ( Vb ) giảm
A=

0.42

Trạng thái K = K3 :
Ta có dịng điện chạy qua chân Collector được tính bằng :

Với IC(max) = trong đó VRE là thế tại R4 và RC là điện trở trên chân Collector
Như vậy việc thay đổi R5 -> R6 giảm điện trở từ 4k7Ω -> 1k2Ω làm thay đổi giá trị dòng Collector
Sụt thế dòng Collector giảm -> Vout tăng
A=

= 0.87

Trạng thái K = K4 :
C2 là một tụ điện rẽ nhánh, được bao gồm trong chân Emitter
Tụ điện được kết nối song song này có hiệu quả làm ngắn mạch điện trở chân Emitter
Khi ở tần số cao RE = 0
Mà A = -> hệ số khuếch đại trở nên vô hạn , tuy nhiên transistor NPN có một điện trở nhỏ bên trong
vùng Emitter được gọi là Re , điện trở này mắc nối tiếp với Re.


ở tần số cao tụ điện bỏ qua RE chỉ để lại điện trở nội Re trong chân Emitter dẫn đến hệ số khuếch đại
tăng cao.

Trạng thái Có tải ra :
Thêm tụ R7 hệ số thay đổi thành Re + R7 -> hệ số giảm

Vẽ lại các dạng sóng trên 2 kênh máy hiện sóng :
Trạng thái K = K1 :

Trạng thái K = K2 :


Trạng thái K = K3 :

Trạng thái K = K4 :

Trạng thái Có tải ra :

Nhận xét dạng sóng trên 2 kênh đó : ta thấy dạng sóng đầu vào và dạng song đầu ra ngược pha
với nhau.


Thử nghiệm với một trạng thái K = K1, tăng chậm rãi biên độ tín hiệu vào của máy phát tín hiệu từ 50
mV trở lên rồi quan sát dạng sóng ra VOUT trên kênh 2.
-

Tại biên độ vào vào khoảng 1.3 V thì ta bắt đầu thấy dạng sóng ra bị méo dạng do : Tín hiệu đầu
ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp tín hiệu vào tăng => dịng IBE tăng => dòng ICE
tăng => sụt áp trên R tăng => kết quả là điện áp chân C giảm , và ngược lại khi điện áp đầu vào
giảm thì điện áp chân C lại tăng => vì vậy điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào.

Tại biên độ vào là bao nhiêu thì dạng sóng ra bị méo dạng ? Tại sao dạng sóng ra bị méo dạng? Căn cứ
vào đặc tuyến truyền đạt, giải thích vùng bị méo dạng đó gọi là vùng gì trong chế độ hoạt động của
transistor ?
-

Ta thấy tại biên độ vào khoảng 1.3V thì dạng sóng ra bị méo dạng
Biến dạng biên độ xảy ra khi các giá trị đỉnh của dạng sóng tần số bị suy giảm gây ra biến dạng do
sự thay đổi điểm Q và q trình khuếch đại có thể khơng diễn ra trong tồn bộ chu kỳ tín hiệu,
Nó cũng xảy ra trong trường hợp tín hiệu đầu vào được áp dụng rất lớn.

Căn cứ vào đặc tính truyền đạt vùng bị méo dạng được gọi là vùng tích cực trong chế độ hoạt động của
transistor.
Theo anh/chị điểm làm việc tĩnh phải chọn thế nào để có biên độ ra cực đại khi tín hiệu ra cịn chưa bị

méo dạng ?
-

-

Để có biên độ ra cực đại, điểm tĩnh hoạt động cần được chọn chính xác. Trên thực tế, đây là
điểm hoạt động DC của bộ khuếch đại và vị trí của nó có thể được thiết lập tại bất kỳ điểm nào
dọc theo đường tải bằng cách bố trí xu hướng thích hợp.
Vị trí tốt nhất có thể cho điểm Q này càng gần vị trí trung tâm của đường tải càng tốt, do đó tạo
ra hoạt động của bộ khuếch đại loại A, tức là. Vce = 1 / 2Vcc .

Thay máy phát tín hiệu bằng một microphone. Nối lối ra của microphone với lối vào IN/A của bộ khuếch
đại. Nói vào microphone và quan sát dạng sóng vào và ra trên máy hiện sóng.


Ta có :

Ta thấy sóng ra ln ngược pha với sóng vào với biên độ lớn hơn biên độ sóng vào.


2.2. Đo đáp ứng tần số của bộ khuếch đại
Sử dụng máy phát tín hiệu có tần số sóng sin cực đại 10MHz, đặt biên độ xung ra bằng 50mV. Nối lối ra
máy phát với lối vào IN/A của mạch khuếch đại.

- Sơ đồ mạch nối theo kiểu 1 của bảng A2-B3 trên.
- Thay đổi tần số sóng vào theo bảng A2-B4 dưới dây, đo biên độ xung ra ứng với mỗi tần số.

Trạng thái K=K1,

Bảng A2-B4

f
Vin

100Hz
500mV

Vout
A=
Vout/Vin

2.20V
4.4

1KHz
500m
V
2.20V
4.40

100KHz
500mV

1MHz
500mV

2MHz
500mV

2.20V
4.40

2.16V
4.32

2.07V
4.14

5MHz
500m
V
1.66V
3.32

7MHz
500mV

10MHz
500mV

1.42V
2.84

1.14V
2.28

Vẽ đồ thị sự phụ thuộc hệ số khuếch đại A (trục y) vào tần số (trục x) theo thang tuyến tính và thang lôga-rit.


Theo thang logarit:

Xác định dải truyền qua của bộ khuếch đại ?


Giải thích nguyên nhân suy giảm ở các tần số thấp và cao ?
Khi tần số tăng lên, phản ứng của điện dung trở nên nhỏ hơn, làm cho điện áp cực base của
transistor giảm, do đó hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại giảm.

2.3. Khảo sát các mạch phản hồi âm cho tầng khuếch đại emitter chung.
2.3.1. Xác định hệ số khuếch đại:
- Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát sóng vng, tần số 1 kHz, biên độ ra 50mV.
- Nối J5. Các chốt J3, J6 khơng nối.

Bảng A2-B5 :
Kiể
u
1
2
3
4

Trạng thái

J1

J2

J4

J7

VIN

VOUT

A

Khơng có phản hồi âm
Có phản hồi âm 1
Có phản hồi âm 2
Có phản hồi âm 1 + 2

1
1
0
0

0
0
1
1

0
0
1
1

1
0
1
0

500mV
500mV
500mV
500mV

5.5V
2.3V
3.3V
1.33V

11
4.6
6.6
2.66

2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các kiểu phản hồi âm lên đặc trưng tần số:
- Nối mạch như kiểu 1 trong bảng A2-B5.
- Sử dụng máy phát sin có tần số cực đại 10MHz, biên độ sóng ra bằng 50mV. Nối lối ra máy phát với lối
vào IN/A trong mạch.
- Thay đổi tần số sóng vào theo bảng A2-B6 dưới đây. Đo biên độ sóng ra ứng với mỗi tần số cho kiểu
không phản hồi (nối J1, J5, J7) và có phản hồi (nối J2, J4, J5).
Ghi kết quả vào bảng.

Bảng A2-B6:
f

100Hz

1KHz

100KH

1MHz

2MHz

7MHz

10MHz

20MHz


VIN khi nối J1, J5, J7
VOUT khi nối J1, J5, J7
A =VOUT/ VIN
VIN khi nối J2, J4, J5
VOUT khi nối J2, J4, J5
A =VOUT/ VIN

500mV
7.5V
15.0
500mV
1.872V
3.744

500mV
7.5V

15.0
500mV
1.872V
3.744

z
500mV
7.5V
15.0
500mV
1.84V
3.68

500mV
7.5V
15.0
500mV
1.824V
3.648

500mV
7.5V
15.0
500mV
1.778V
3.556

500mV
7.5V
15.0

500mV
1.392V
2.784

500mV
4.56V
9.02
500mV
1.168V
2.336

500mV
0.584V
1.168
500mV
0.8V
1.6

Biểu diễn kết quả sự phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần số cho hai trường hợp có phản hồi âm và khơng
có phản hồi âm.

2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào:
- Nối mạch như kiểu 1 trong bảng A2-B5 (không phản hồi âm - Nối J5, J1, J7). Máy phát của thiết bị chính
ở chế độ phát sóng sin ở tần số 1KHz, biên độ 200mV.
Biên độ sóng ra máy phát Vm(0) khi chưa nối máy phát vào điểm IN/A : Vm(0) = 200mV
Cắm chốt máy phát vào điểm A. Cấp tín hiệu cho mạch. Đo biên độ sóng vào Vm(1)
Tính điện trở vào Rin của hệ khuếch đại cho hai trường hợp với điện trở nội của máy phát R I = 500W.


Bảng A2-B7

Kiể
u
1
2

J
4
0

J
5
1

J7

J8

Vm(0)

Vm(1)

RIN =

1

J
2
0

1

0

200mV

6.7mV

517.33W

0

1

1

1

0

0

200mV

6.9mV

517.87W

Trạng thái

J1

Khơng có phản
hồi âm
Có phản hồi âm
1+2

Kết luận về vai trò của mạch phản hồi âm đối với một số đặc trưng của sơ đồ khuếch đại emitter
chung :
Nhờ vào phản hồi âm ta có thể lựa chọn được hệ số khuếch đại của mạch thông qua việc hiệu chỉnh các
giá trị điện trở xung quanh bộ khuếch đại. Tuỳ vào tính chất mạch, người ta sẽ chỉnh định lại các thông
số của các linh kiện để đưa bộ khuếch đại vào vùng làm việc tương ứng.

3. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Collector chung CC (bộ lặp lại emitter)

• Các bước thực nghiệm:
- Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ.
- Nối J2 (nối trở R5).
- Mắc các đồng hồ đo: nối 2 đồng hồ đo dòng hiện số với chốt đo (mA) trên cực base và emitter của
mạch A2-3, khoảng đo đặt ở µA cho cực base và mA cho cực emitter. Chú ý: Cắm đúng phân cực nguồn
và đồng hồ đo.
- Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính. Vặn biến trở P1 để dịng qua base transistor T1 cỡ 20µA.


Mạch Proteus :

- Thay đổi giá trị điện trở P1, do đó làm thay đổi dịng base transistor T1 theo các lần đo cho trong bảng
A2-B8.
Ghi giá trị dòng chảy qua emitter của transistor vào bảng.

Bảng A2-B8

TH nối J2 (Trở R5) :
1
2

Dịng iB /T1 (chỉnh P1)
iB1 = 20 µA
iB2 = 30 µA

Hệ số khuếch đại dịng DC: A(I) =

Dịng iE /T1
iE1 = 2.12mA
iE2 = 2.75 mA

=

TH nối J3 (Trở R6) :
1
2

Dịng iB /T1 (chỉnh P1)
iB1 = 20 µA
iB2 = 30 µA

Hệ số khuếch đại dòng DC: A(I) = =

Dòng iE /T1
iE1 = 2.07mA
iE2 = 2.95 mA

=

TH nối J1 (Trở R4) :
Dòng iB /T1 (chỉnh P1)

Dòng iE /T1


1
2

iB1 = 20 µA
iB2 = 30 µA

Hệ số khuếch đại dòng DC: A(I) =

iE1 = 2.11mA
iE2 = 3.03mA

= = 92

Nhận xét:
-

Khi ta thay điện trở RE thì hệ số khuyếch đại dịng DC vẫn rất lớn và khơng thay đổi đáng kể. Thay
đổi nhỏ ở dòng điện đầu vào dẫn đến sự thay đổi lớn hơn nhiều ở dòng điện đầu ra.

4. Khảo sát bộ khuếch đại kiểu Base chung CB

• Các bước thực hiện:

- Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A2- 4.
- Mắc các đồng hồ đo:
■ Đồng hồ đo thế collector: Nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch với đồng hồ đo thế hiện số. (Khoảng
đo đặt ở 20V nếu dùng đồng hồ trên đế nguồn)
■ Đồng hồ đo dòng collector: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch với chốt vào bộ đo. Đặt các công
tắc của bộ đo hiện số ở chế độ đo dòng (A). Khoảng đo đặt ở mA.
■ Đồng hồ đo dòng emitter: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch với đồng hồ đo dòng hiện số.
Khoảng đo đặt ở mA.
- Chú ý: cắm đúng phân cực nguồn và đồng hồ đo.


Mạch Proteus :

- Đo hệ số truyền dòng α: Chỉnh biến trở P1 để dòng emitter i E ứng với các giá trị cho trong bảng A2-B9.
Ghi giá trị dòng collector iC vào bảng.

Bảng A2-B9:

Dòng iE/T1 (chỉnh P1)
iE1 = 0.21mA
iE2 = 0.31 mA
 Hệ số truyền dòng =

Dòng iC / T1
iC1 = 0.21 mA
iC2 = 0.30 mA
==1

Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát sóng vng, tần số 1 kHz, biên độ ra 50Mv, dòng qua emitter
transistor cỡ 20mA , sụt thế trên collector T1 là 6V và dòng collector là 2mA.

-

Kết quả sóng lối ra khi khơng có trở tải (không nối J1):


Hệ số khuếch đại thế: = = 59
-

Kết quả sóng lối ra khi có trở tải (nối J1):

Hệ số khuếch đại thế: = = 28

Nhận xét về khả năng ứng dụng
- Kiểu E: cung cấp độ lợi điện áp kết hợp với độ lợi dòng điện vừa phải nên chung thường được
dùng trong thiết bị điện tử để khuếch đại điện áp
- Kiểu C chung ứng dụng trong mạch khuếch đại đệm , làm cho tín hiệu ổn định
hơn . Ứng dụng trong mạch ổn áp nguồn.
- Kiểu B ít được ứng dụng trong thực tế. Dùng ở mạch tần số cao và trở kháng đầu vào
thấp.


--END--