ĐO đặc TUYẾN vôn – của điốt bán dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ
NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG Bộ
mơn Cơng nghệ Điện tử và Kỹ thuật Y
sinh

…….o0o…….

TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM
BÀI 1 ĐO ĐẶC TUYẾN VƠN – AMPE (V-A) CỦA ĐIỐT BÁN DẪN

Giảng Viên Hướng Dẫn:
Ths. Đào Quang Huân,
Ths.Hoàng Quang Huy,

Hà Nội, 2020


download by :


MỤC LỤC
I. ĐO ĐẶC TUYẾN V-A CỦA ĐIỐT CHỈNH LƯU................................................................ 2
1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................................................... 2
2. Mạch đo đặc tuyến V-A............................................................................................................. 4
3. Đo và báo cáo kết quả............................................................................................................... 5
II. ĐO ĐẶC TUYẾN V-A CỦA ĐIỐT Zener.............................................................................. 7
1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................................................... 7
2. Mạch đo đặc tuyến V-A điốt Zener..................................................................................... 8
3. Đo và báo cáo kết quả............................................................................................................... 9
III Nội dung báo cáo............................................................................................................................ 10
1 Báo cáo (word) bao gồm các phần.................................................................................... 10

2 Cách nộp báo cáo....................................................................................................................... 10
IV Phần mềm NI Multisim................................................................................................................ 12
1 Cài đặt................................................................................................................................................ 12
2 Hướng dẫn sử dụng.................................................................................................................. 12
3 Các mạch mô phỏng mẫu (tham khảo thêm)............................................................... 12
3.1 Mạch đo đặc tuyến V-A.................................................................................................. 12
3.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng diode........................................................ 13
3.3 Mạch ổn áp sử dụng điốt Zener................................................................................ 14
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................... 16

1

download by :


BÀI 1. ĐO ĐẶC TUYẾN VÔN – AMPE (V-A) CỦA ĐIỐT BÁN DẪN

I. ĐO ĐẶC TUYẾN V-A CỦA ĐIỐT CHỈNH LƯU
1. Cơ sở lý thuyết

Điốt (diode) chỉnh lưu có cấu tạo gồm 2 miền bán dẫn p, n được ghép lại với
nhau theo quy trình chế tạo. Nó gồm có hai cực: Cực Anot (A) được nối với
miền bán dẫn p, cực Catot (K) được nối với miền bán dẫn n.
- Ký hiệu và hình ảnh của Điốt chỉnh lưu loại 1N4001-1N4007:

A(+)

A(+)

K (-)

K(-)

K(-)
Hình 1-1: Ký hiệu và cách đánh dấu cực Điốt chỉnh lưu

Hình 1-2 Kích thước của Điốt chỉnh lưu (Si) theo inch và milimet
2


download by :


a Đặc tuyến lý thuyết V–A của Điốt chỉnh lưu

-40
0,2 A

Hình 1-3 Đặc tuyến lý thuyết V-A của Điot chỉnh lưu

b Đặc tuyến V-A của điốt theo datasheet

Hình 1-4 Đặc tuyến V-A của Điot chỉnh lưu (datasheet)

Hình trên là đặc tuyến V-A của điốt 1N4001-1N4007 lấy từ datasheet. Ta thấy
có các điểm cần chú ý trên đặc tuyến
STT
1
2

download by :


2. Mạch đo đặc tuyến V-A
D1
1N4001

E
10V

Hình 1-5 Mạch đo đặc tuyến V-A

Mạch gồm
- nguồn E có giá trị thay đổi [-E1÷ + E2]
- điốt 1N4001
- điện trở Rt
Ta sẽ lần lượt thay đổi giá trị của nguồn E để xác định các trị UD và ID
tương ứng. Ví dụ
Cho E =10V, dùng đồng hồ đo ta sẽ có hình
1-6 Kết quả đo UD = 0,651V; ID= 19mA
UD

+
0.731

V

+

URt

9.269

DC 1e-009Ohm

V

DC 10MOhm

-

E
10V

Hình 1-6 Mạch đo đặc tuyến V-A điốt 1N4001 với đồng hồ đo

4

3

-3

4

-1


download by :


UD

+

0.731

V

+

URt
9.269

DC 1e-009Ohm

V

DC 10MOhm

-

E
1000Ω

10V

Hình 1-7 Mạch đo đặc tuyến V-A điốt ảo với đồng hồ đo

Kết quả đo UD = 0,731V; ID= 19mA
Ta thấy UD có sự thay đổi do đổi sang điốt ảo, giá trị gần bằng giá trị UDo
=0,7V theo lý thuyết. Tuy nhiên khi đo, UD sẽ thay đổi tùy theo giá trị của E.
Nếu trong mạch hình 1-6 ta bỏ đi điện trở Rt thì sẽ xảy ra lỗi vì khi đó

chương trình mơ phỏng sẽ tính dịng ID bằng ∞.

Hình 1-7 Lỗi trong q trình mơ phỏng
3. Đo và báo cáo kết quả

a Sử dụng mạch đo trong hình 1-5. Thay đổi E trong phạm vi [-E1÷ + E2], ghi
rõ giá trị điện áp UD và ID tương ứng theo dạng bảng với các tham số
-E1 = -50V; +E2 =10V; Rt theo đổi theo mã sv
5


download by :


Ví dụ Mã sv là 201x xx10 thì Rt sẽ là 1.0kΩ. Trong trường hợp Rt không xác
định sẽ lấy bằng 1kΩ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12

13
14
15
16
17
18
19
20

21
22
23
24
25

26

E (V)
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0,2

0,4
0,6
0,8
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

UD (V)
-49,995

Id (mA)
-7,099µA

0

0

0,612

4,388

0,651

19

RD(Ω)

b Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo được
-

đặc tuyến gồm vùng 1 và vùng 2

-

đặt tuyến chỉ gồm vùng 1

-

đặt tuyến chỉ gồm vùng 2

6

download by :


c. Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng ID và RD của Điốt khi phân cực
thuận và ngược (so sánh với lý thuyết)

II. ĐO ĐẶC TUYẾN V-A CỦA ĐIỐT Zener
1. Cơ sở lý thuyết

Điốt Zener là một loại Điốt bán dẫn, cũng có cấu tạo gồm 2 cực : Cực Anot (+)

và Katot (-). Khi được phân cực thuận thì làm việc giống như Điốt chỉnh lưu,
khi phân cực ngược với giá trị điện áp cho phép thì nó có chức năng ổn định
điện áp (ổn áp) -đây là vùng làm việc chính của Điốt Zener. Điện áp ổn định
(UZ) của Điốt Zener có giá trị từ khoảng 1,8 VDC ÷ hàng trăm VDC.
- Ký hiệu và hình ảnh của Điốt Zener

A

K

Dz
K

A
Phân cực cho Điot Zener
Hình 2-1 Ký hiệu và cách đánh dấu cực Điot Zener

a Đặc tuyến V-A của Điốt Zener

ID

U

Vùng cắt dòng

IZmin

UD

Vùng Zener

IZmax
Vùng đánh thủng do nhiệt

Hình 2-2: Đặc tuyến lý thuyết với dịng của Điot Zener

b Data sheet của điốt Zener 1N4733

7


download by :


Hình 2-3 Giá trị Uz theo datasheet
2. Mạch đo đặc tuyến V-A điốt Zener

E
5V

Hình 2-4 Mạch đo đặc tuyến
Mạch gồm
- nguồn E có giá trị thay đổi [-E1÷ + E2]
- điốt Zener 1N4733A
- điện trở R, Rt
Ta sẽ lần lượt thay đổi giá trị của nguồn E để xác định các trị UD và ID
tương ứng. Ví dụ
Cho E =10V, dùng đồng hồ đo ta sẽ có hình 2-5
Kết quả đo Uz =URt= 5,097V; IRt= 5.097mA→ Iz = IR – IRt = 49-5,097=43,903mA
IR

+

-

0.049

A

E
10V

5.097m

Dz

A

-

1N4733A
1kΩ

Hình 2-5 Mạch đo đặc tuyến với đồng hồ đo
8


download by :

3. Đo và báo cáo kết quả

a Sử dụng mạch đo trong hình 2-4. Thay đổi E trong phạm vi [-E1÷ + E2], ghi
rõ giá trị điện áp Uz , IRt và Iz tương ứng theo dạng bảng với các tham số
E thay đổi từ -10 ÷ 50 V; Rt theo đổi theo mã sv
Ví dụ Mã sv là 201x xx10 thì Rt sẽ là 1.0kΩ. Trong trường hợp Rt không xác
định sẽ lấy bằng 1kΩ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

E (V)
50
45
40
35
30
25
20
15
10

Uz (V)

5,157

Iz(mA)

IRt (mA)
5,155

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

20

0
-2
-4
-6
-8
-10

-0,612

-0,611

b Vẽ đặc tuyến V-A vừa đo được
-

đặc tuyến gồm vùng 1 và vùng 2,3

-

đặt tuyến chỉ gồm vùng 1

-

đặt tuyến chỉ gồm vùng 2 và 3

-

Vùng 3 : vẽ thêm các điểm ID, UD để có thể so sánh Ur khi E thay đổi ở vùng

Zener.

9

download by :


c Nhận xét về đặc tuyến V-A, điện áp UD, dòng ID và RD của Điốt khi phân cực
thuận và ngược (so sánh với lý thuyết)
d Muốn điện áp ra trên Rt xấp xỉ Uz theo datasheet phải lựa chọn E bằng bao nhiêu ?

III Nội dung báo cáo

1 Báo cáo (word) bao gồm các phần

1 Bìa
2 Mục lục (có số trang)
3 Yêu cầu đo và báo cáo I.3 và II.3
4 Kết quả đo và báo cáo của sinh viên
5 TLTK : có link đến các datasheet (đánh số)

2 Cách nộp báo cáo

Báo cáo gồm bản mềm và bản cứng. Bản cứng nộp vào buổi học sau 1 tuần
khi giao bài tập
3 Ví dụ

Báo cáo của một sinh viên gồm 4 file : tên file phải đặt theo mẫu
117xxx-Nxy-Le Van Tuan-2016xxxx-Bai 1.docx 117xxx-Nxy-Le
Van Tuan-2016xxxx-Diode chinh luu.ms14 117xxx-Nxy-Le Van
Tuan-2016xxxx-Diode Zener.ms14 117xxx-Nxy-Le Van Tuan2016xxxx-Diode Chỉnh lưu-Zener.xlxs
Trong file exel chứa 2 sheet, với tên mỗi sheet ứng với mã của Diode được sử dụng

Báo cáo của mỗi sinh viên, up trực tiếp lên thư mục Onedrive của lớp,
khơng nén (link sẽ có trong mail thông báo)
Sinh viên không làm theo đúng yêu cầu, COI NHƯ không nộp bài

10

download by :


Hình 3.1 Các file báo cáo của sinh viên

11

download by :


IV Phần mềm NI Multisim
1 Cài đặt

Tải phần mềm NI Multisim 14 trở lên và cài đặt
/>Xem thêm trong file Hướng dẫn sử dụng Multisim
2 Hướng dẫn sử dụng

Xem thêm trong file Hướng dẫn sử dụng Multisim
3 Các mạch mô phỏng mẫu (tham khảo thêm)

Các mạch này nhằm giúp sinh viên hiểu rõ và có thể mơ phỏng trên phần
mềm về đặc tuyến V-A, một số ứng dụng cơ bản của điốt.
3.1 Mạch đo đặc tuyến V-A
XIV1

V1
220Vrms
50Hz
0°

Hình 3.3.1 Mạch đo đặc tuyến V-A

12

download by :


Hình 3.3.2 Đặc tuyến V-A
Ở đặc tuyến V-A, nguồn thay đổi từ -50 ÷ 50V

3.2 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng diode

XSC1
Ext Trig
+
_
B

A

+

_

+

D

MBA
Uv
110Vpk
50Hz
0°

Rt

C1

1kΩ

20µF

5

Hình 3.3.3 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ sử dụng diode

13

download by :

_


Hình 3.3.4 Đặc tuyến Uv và Ur
3.3 Mạch ổn áp sử dụng điốt Zener
XSC1
Ex t Trig
+
_
A
+

Uv

220Vpk
50Hz
0°

Hình 3.3.5 Mạch ổn áp sử dụng điốt Zener

14

B

_

+

_


download by :


Hình 3.3.6 Đặc tuyến Uv và Ur

15

download by :