Báo cáo thí nghiệm điện tử tương tự- Bài 1 : Diode bán dẫn docx

Báo cáo Thí Ngiệm Điện tử Tương Tự Bài 1 : Diode bán dẫn
1
BÀI 1 : DIODE BÁN DẪN

Điểm đánh giá CBGD nhận xét và ký tên
Chuẩn bị
Lý thuyết
Báo cáo
kết quả TN

Kiểm tra

Kết quả





PHẦN I : PHẦN CÂU HỎI CHUẨN BỊ Ở NHÀ

Căn cứ vào kiến thức đã học ở các môn Điện Tử, Điện Tử 2, Phần Cơ Sở Lý Thuyết gợi ý
của Giáo Trình Hướng Dẫn Thí Nghiệm Điện Tử Tương Tự, và cũng nhằm mục đích hiểu kỹ
tiến trình thí nghiệm, kiểm chứng bằng thực nghiệm những kiến thức lý thuyết đã học, sinh
viên phải chuẩn b
ị trước ở nhà những kiến thức sau đây trước khi vào Phòng Thí Nghiệm
:

I.1. Trong phần GTTN hướng dẫn khảo sát đặc tuyến V-A của Diode, nếu diode D1
phân cực nghịch (Phần II.1.1 trang 1.4) nếu ngắn mạch J2 và J4 ta có mạch nguyên
lý như hình vẽ.

I.2. Trong phần GTTN hướng dẫn khảo sát đặc tuyến V-A của Diode, nếu diode D1
phân cực thuận (Phần II.1.1 trang 1.5) nếu ngắn mạch J1 và J3, SV hãy vẽ mạch
nguyên ly, và tính tương tự như câu 1.1.









I.3. So sánh điểm giống và khác nhau giữa Diode chỉnh lưu và Diode Zener

Giả sữ diode loại Si (Vγ=0,7V), chỉnh nguồn Vcc = 12V.
Tính I
D ,
V
R
, V
D
?

.

.

.

.
0
R1
1K
Vs
12Vdc
D1

Giả sữ diode loại Si, chỉnh nguồn Vcc = 5V.
Tính I
D ,

V
R
, V
D
?

.

.

.

.

Báo Cáo Thí Nghiệm Điện Tử Tương Tự Bài 1: Diode Bán Dẫn

2

I.4. Dựa vào lý thuyết đã học giải thích nguyên lý hoạt động của các mạch chỉnh lưu ở
hình 1-6, 1-7, 1-8 trong phần kiến thức hỗ trợ. Và hãy vẽ dạng sóng vào/ ra của các
dạng mạch trên cùng đồ thị (ghi chú đầy đủ).

a. Bán kỳ :





b. Toàn kỳ dùng 2 diode :

c. Chỉnh lưu cầu


















I.5. Cho mạch chỉnh lưu toàn kỳ như hình vẽ dưới, biết Diode lọai Si (Vγ=0,7V).
Tín hiệu vào của mạch có dạng Vs = 220[V] sin100Πt, tỉ số biến thế 10:1

Bán kỳ Toàn kỳ dùng 2 diode
Cầu 4 diode
Vs = 220
[
V
]
sin100
Π
t
1
0:1
R1
1k
C

100uF
~
~
+
-
BRIDGE
Vi
Vo
Báo cáo Thí Ngiệm Điện tử Tương Tự Bài 1 : Diode bán dẫn
3
a. Trong trường hợp chưa có tụ C và điện trở tải R, hãy vẽ dạng sóng vào / ra trên
cùng đồ thị. Xác định điện áp đỉnh (Vpp), tần số (f
in
- f
out
) của ngõ vào Vi – ngõ
ra Vo.
b. Khi có tụ C và tải R, hãy vẽ và tính biên độ điện áp điện áp ngõ vào/ ra trên cùng
đồ thị. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch.

I.6. Trình bày nguyên lý của mạch nhân áp ở hình mạch A1-4.











I.7. SV hãy tra cứu IC LM 7805 và LM317 trên địa chỉ www.alldatasheet.com để biết
các thông số kỹ thuật trước khi vào thí nghiệm.
LM 7805
LM 317
Vin =
…………………………………………
Vin =
………………………………………….
Vout = ……………………………………… Vout = ………………………………………
Iout = ………………………… Iout = ……………………………………….

4a
4b
Báo Cáo Thí Nghiệm Điện Tử Tương Tự Bài 1: Diode Bán Dẫn

4
PHẦN II : GHI NHẬN VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ
Phần này bao gồm các kết quả và số liệu thu nhận được từ thực nghiệm của Phần II : Tiến Trình Thí
Nghiệm (trong Giáo Trình Thí Nghiệm) và nhận xét của sinh viên khi đối chiếu với lý thuyết đã học.

II.1. KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V-A CỦA DIODE:
II.1.1. Phân cực nghịch diode:
II.1.1.A. Mạch thí nghiệm: ( Vẽ lại mạch ở dạng sơ đồ nguyên lý.)

II.1.1.B. Kết quả thí nghiệm:
Bảng A1-1

Thông số cần đo
Giá trị điện áp nguồn VS (Volt)
V
cc
= 12V V
cc
= 10V V
cc
= 8V V
cc
= 6V V
cc
= 4V
Điện áp giữa 2 đầu diode D1 : V
D1
(V)
Dòng qua diode D1 : I
D1
(mA)
II.1.1.C. Vẽ kết quả thí nghiệm D1 phân cực nghịch trên phần tư thứ III.

II.1.1.D. Trả lời câu hỏi hoặc chọn câu trả lời đúng nhất :
♦ Trong quá trình thí nghiệm, việc điều chỉnh biến trở nguồn để
♦ Từ kết quả nhận được diode trong tình trạng phân cực Thuận
 Nghịch 
♦ Kết quả thí nghiệm có cung cấp giá trị điện áp đánh thủng của diode không?

II.1.2. Phân cực thuận diode:
II.1.2.A. Mạch thí nghiệm: ( Vẽ lại mạch ở dạng sơ đồ nguyên lý.)



I
D
( mA)

V
D
( V)
II
III
I
IV
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0.2 0.4 0.6 0.8 1
Báo cáo Thí Ngiệm Điện tử Tương Tự Bài 1 : Diode bán dẫn
5


II.1.2.B. Kết quả thí nghiệm:
Bảng A1-2

Thông số cần đo

Giá trị điện áp nguồn Vcc (Volt)
0,2
V
0,4
V
0,6
V
0,8
V
1V 2V 3V 4V 5V
Điện áp giữa hai đầu D1 : V
D1
(V)
Dòng qua diode I
D1
(mA)

II.1.2.C. Vẽ kết quả thí nghiệm D1 phân cực thuận trên cùng đồ thị ở câu I.1c (vẽ
ở phần tư thứ II)
II.1.2.D. Trả lời câu hỏi hoặc chọn câu trả lời đúng nhất :
♦ Trong quá trình thí nghiệm, việc điều chỉnh biến trở nguồn để
♦ Từ kết quả nhận được diode trong tình trạng phân cực Thuận
 Nghịch 
♦ Giải thích giá trị điện áp nhận được khi điện áp nguồn thay đổi rất bé trong khi dòng
điện tương ứng lại thay đổi lớn:


♦ Khi I
D
> 0,1mA, giá trị điện áp ngưỡng dẫn của diode D1: Vγ =

♦ Đây là diode loại: Si
 Ge

II.2. KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V-A DIODE ZENER:
II.2.1. Phân cực nghịch diode zener D3:
II.2.1.A. Mạch thí nghiệm: ( Vẽ lại mạch ở dạng sơ đồ nguyên lý.)




II.2.1.B. Kết quả thí nghiệm:
Bảng A1-3

Thông số cần đo
Giá trị điện áp nguồn V
CC
(Volt)
2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 12V
Điện áp giữa hai đầu D3 : V
D3
(V)
Dòng qua diode D3 : I
D3
(mA)

II.2.1.C. Vẽ kết quả thí nghiệm D3 phân cực nghịch trên cùng đồ thị ở câu I.1c
trên phần tư thứ III (bằng màu mực khác để phân biệt với D1)
II.2.1.D. Trả lời câu hỏi hoặc chọn câu trả lời đúng nhất:
♦ Giải thích giá trị điện áp nhận được khi điện áp nguồn thay đổi rất bé trong khi dòng
điện tương ứng lại thay đổi lớn:

Giá trị điện áp ngưỡng dẫn của D3 khi phân cực nghịch V
z
= ………………
V
z
chính là điện áp ………………

♦ Từ kết quả nhận được tính hệ số ổn áp β% của diode thí nghiệm theo biểu thức:

Báo Cáo Thí Nghiệm Điện Tử Tương Tự Bài 1: Diode Bán Dẫn

6
β =
ứngtương vào ngõ thế điện đổi thay trò giá
zener trên đổi thay trò giá
=
vao
z
U
U
Δ
Δ
=
………………………………………%


II.2.2. Phân cực thuận diode Zener:

II.2.2.A. Mạch thí nghiệm: ( Vẽ lại mạch ở dạng sơ đồ ngun lý.)




II.2.2.B. Kết quả thí nghiệm:
Bảng A1-
4
Thơng số cần đo
Giá trị điện áp nguồn Vcc (Volt)
0,2
V
0,4
V
0,6
V
0,8
V
1V 2V 3V 4V 5V
Điện áp giữa hai đầu D3 : V
D3
(V)
Dòng qua diode I
D3
(mA)
II.2.2.C. Vẽ kết quả thí nghiệm D3 phân cực thuận trên cùng đồ thị ở câu I.1c trên
phần tư thứ II (bằng màu mực khác để phân biệt với D1)
II.2.2.D. Trả lời câu hỏi hoặc chọn câu trả lời đúng nhất:
♦ Khi I
D

> 1mA hãy cho biết giá trị ngưỡng dẫn của D3 khi phân cực thuận V
γ
=
……


II.3. KHẢO SÁT LED ( DIODE PHÁT QUANG):
II.3.1. Mạch thí nghiệm:






II.3.2. Kết quả thí nghiệm:
Bảng A1-
5
Thơng số cần đo
Trạng thái LED
Điểm bắt đầu sáng Điểm sáng trung bình Điểm sáng rõ
Giá trị điện áp nguồn V
S
(V)
Điện áp giữa hai đầu Led : V
led
(V)
Dòng qua LED : I
led
(mA)

II.3.3. Trả lời câu hỏi:
- Điều kiện để LED sáng là: - Dòng tối thiểu để LED sáng:I
D =

- Điều kiện phân cực:
- Điện áp đo được trên LED khi LED sáng:V
D=

II.4. SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU:
II.4.1. Mạch thí nghiệm:
Vẽ lại sơ đồ ngun lý của các mạch:
- Chỉnh lưu bán kỳ
- Tồn kỳ (dùng 2 diode)
- Tồn kỳ (dùng 4 diode)
-

Báo cáo Thí Ngiệm Điện tử Tương Tự Bài 1 : Diode bán dẫn
7
Mạch chỉnh lưu bán kỳ









Mạch chỉnh lưu toàn kỳ

(dùng 2 diode)
Mạch chỉnh lưu toàn kỳ
(dùng 4 diode)

II.4.2. Kết quả thí nghiệm:
- Vẽ dạng sóng vào/ ra của 3 dạng mạch trên (ghi chú đầy đủ)

II.4.3. Đo các thông số yêu cầu ghi kết qủa vào bảng A1-6 :
Bảng A1-
6
Chỉnh lưu bán kỳ Chỉnh lưu toàn kỳ 2 diode Chỉnh lưu cầu
Ngõ vào A Ngõ ra T Ngõ vào A Ngõ ra T Ngõ vào C Ngõ ra T
V
A
f
A
V
T
f
T
V
ODC
V
A
f
A
V
T
f
T
V
ODC
V
C
F
C

V
T
f
T
V
ODC


II.4.4. Dựa vào dạng sóng vào /ra và kết quả ở bảng A6, trả lời các câu hỏi:
♦ Giải thích sự khác nhau về dạng sóng vào/ ra và sự chênh lệch điện thế đỉnh của
mạch chỉnh lưu bán kỳ và toàn kỳ dùng 4 diode.
Chỉnh lưu bán kỳ
Chỉnh lưu toàn kỳ (2 diode)
Chỉnh lưu cầu (4 diode)
Báo Cáo Thí Nghiệm Điện Tử Tương Tự Bài 1: Diode Bán Dẫn

8
Về dạng sóng vào/ra:




Về sự chênh lệch điện thế đỉnh:




♦ Nhận xét về biên độ và góc pha của hai ngõ vào A, B của mạch chỉnh lưu toàn kỳ
dùng 2 diode. Đặc điểm mass ngõ vào và mass ngõ ra?

♦ So sánh giá trị dòng điện đo được trong 2 trường hợp chỉnh lưu bán kỳ và chỉnh lưu
toàn kỳ dùng 2 diode. Giải thích?




II.5. MẠCH LỌC:
II.5.1. Mạch thí nghiệm: ( Vẽ lại mạch ở dạng sơ đồ nguyên lý cho từng kiểu : 5
kiểu)





II.5.2. Kết quả thí nghiệm:
- Dạng sóng vào / ra của mạch cho từng kiểu (Vẽ trên cùng trục tọa độ, chọn màu
khác nhau cho từng kiểu mạch, tìm sự khác biệt và giải thích)
Bảng A1-7

Kiểu
Nội dung J1 J2 J3 J4 J5 J6 V
m
V
R
(Răng cưa)
V
DC
1 Không tải ra 1 0 1 0 0 0
2 Có tải 1 0 1 0 1 0

3 Có tải 1K 1 0 1 0 0 1
4 Tăng tụ lọc 1 1 1 0 0 1
5
Bộ lọc hình
π
1 1 0 1 0 1



Báo cáo Thí Ngiệm Điện tử Tương Tự Bài 1 : Diode bán dẫn
9














II.5.3. Phần giải thích kết qủa của 5 trường hợp trên.:

II.6. MẠCH NHÂN ÁP:
II.6.1. Mạch thí nghiệm: ( Vẽ lại mạch ở dạng sơ đồ nguyên lý)





♦ Vẽ dạng sóng đo tại A (V
A-GND
), C (V
T-GND
) trên cùng đồ thị.













Báo Cáo Thí Nghiệm Điện Tử Tương Tự Bài 1: Diode Bán Dẫn

10
II.6.2. Kết quả thí nghiệm:

Đo điện áp tại A (V
A
) =
Dùng VOM đo điện áp tại C (V
C
) =
II.6.3. Dựa vào nguyên lý hoạt động của mạch, giải thích kết qủa:




II.7. MẠCH ỔN ÁP DÙNG LM7805:
1. Chỉnh biến trở P1 để thay đổi điện áp vào của 7805 (chân P) khoảngVi = 8,5V.
Xác định Vo = …………, quan sát dạng sóng ra.
2. Thay đổi biến trở để có các giá trị điện áp như bảng A 1-8. Đo Vo của 7805.
Bảng A1-8

Thông số cần đo
Giá trị điện áp Vin (Volt) của 7805

10V

8V 7V 6V

5V
Điện áp ra V
out
(V)

3. Dựa vào bảng kết qủa A1-8, cho biết ở điện áp vào Vi = ………. thì điện áp ra

Vo không còn ổn định nữa?
4. Chỉnh biến trở P1 để thay đổi điện áp vào của 7805 (chân P) khoảng Vi = 8,5V
Ngắn mạch J3 để đổi tải R3 = 51Ω/ 1W. Xác định Vo = …………, quan sát dạng
sóng ra. Nhận xét?




II.8. MẠCH ỔN ÁP DÙNG LM317:

1. Đo điện áp vào của LM 317 Vin = ………
2. Chỉnh biến trở ADJ P2 (Adjust) để thay đổi điện áp ra của LM317, ghi kết quả
đo Vo của LM 317.
Bảng A1-9

Thông số cần đo
Giá trị điện áp V
ADJ
(Volt) của LM317

Điện áp ra V
out
(V) của LM317

3. Dựa vào bảng kết qủa A1- 8, viết công thức tính vo theo vi?