Báo cáo thực nghiệm 4 nguyên lý kỹ thuật điện tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

NGUYÊN LÝ KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO THỰC HÀNH THỰC NGHIỆM 4
TRANSISTOR TRƯỜNG FET – KHÓA CHUYỂN MẠCH DÙNG FET

Mai Văn Trường – 21021379


1 Sơ đồ khuếch đại dùng JFET mắc theo kiểu cực nguồn chung CS.
1.1 Khảo sát khuếch đại 1 chiều (DC):
- Nối J3, không nối J1, J2 – để nối cực gate T1 qua trở R3 và P1 xuống đất
(không cấp thế nuôi cho gate của JFET).
- Giá trị dòng và thế trên của transitor trường: ID = 1.07mA, VD = 0.23v
Nêu đặc điểm khác biệt giữa transistor trường (yếu tố điều khiển bằng thế) và transistor
lưỡng cực (yếu tố điều khiển bằng dòng).
Transistor trường (FET)
- Là transistor đơn cực
- Có 3 chân: drain, source và gate
- Hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào các
hạt mang điện đa số là lỗ trống hoặc
electron
- Trở kháng lối vào lớn
- Là thiết bị điều khiển bằng điện áp
- Ít nhiễu (Do khơng có lớp chuyển tiếp
và tiếp giáp)
- Độ ổn định nhiệt tốt
- Đắt tiền
- Kích thước nhỏ
- Khơng có thế offset

- Trở kháng lối ra thấp (độ lợi ít)
- Có tốc độ chuyển mạch và tần số cắt cao
hơn
- Công suất tiêu thụ thấp
- Có hệ số nhiệt độ dương
- Phân cực khó

Transistor lưỡng cực (BJT)
- Là một linh kiện lưỡng cực
- Có 3 chân: common, emitter và base
- Hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào hạt
mang điện đa số cũng như thiểu số
- Trở kháng lối vào nhỏ (1kΩ -3kΩ)
- Là thiết bị điều khiển dòng điện
- Nhiễu hơn FET (Do có lớp tiếp giáp pn)
- Phụ thuộc vào nhiệt độ
- Rẻ tiền
- Kích thước lớn
- Có thế offset
- Trở kháng lối ra cao (độ lợi cao)
- Có tốc độ chuyển mạch và tần số cắt thấp
hơn
- Công suất tiêu thụ cao
- Có hệ số nhiệt độ âm
- Phân cực đơn giản

- Ngắt J3, nối J1, J2 để phân cực thế cho cực gate của JFET.
- Vặn biến trở P1 từng bước từ giá trị cực tiểu tới giá trị cực đại.
- Sử dụng đồng hồ vạn năng (Digital Multimeter) để đo thế điều khiển Uv (đo tại cực
gate

của JFET) từ biến trở P1, qua trở R3.
- Giá trị dòng ID và thế VDS trên transistor trường tại mỗi giá trị UV được điều chỉnh
bởi P1 ở bảng A4-B2.
Bảng A4-B2
Uv (V)
-9.17
-6.99
-2.89
-0.59
-0.639
-0.655
ID (mA)
0.09
0.08
0.1
1.08
1.08
1.08
VDS (V)
10.87
10.86
10.86
0.16
0.15
0.14

Đồ thị các giá trị đo được giữa dòng ID (trục y) và thế VDS (trục x).


1.2. Khảo sát khuếch đại xoay chiều (AC):

Bảng A4-B3
Vin
10mV
Biên Vout 151mV
A
15.1

100mV
1.56V
15.6

200mV
3.1V
15.5

300mV
4.61V
15.37

400mV
5.57V
13.925

500mV
5.76V
11.52

- Giữ biên độ tín hiệu vào ở 100mV.

- Đổi chế độ phát từ phát từ sóng vng góc sang phát sóng dạng hình sin.
Bảng A4-B4
F
1kHz
10kHz
100kHz
1MHz
10Mhz
Biên Vout

1.88V

1.88 V

1.88 V

1.87 V

1.45 V

A

18.8

18.8

18.8

18.7

14.5

2. Sơ đồ khóa nối tiếp dùng JFET
2.1 Khảo sát hoạt động với tín hiệu 1 chiều (DC)
Bảng A4-B5
Vin(IN)
Biên độ
Vout
V-> -12V
Biên độ
Vout
(J1 nối)

0.5V
0.8

1V
0.9

2V
0.9

3V
0.9

4V
0.9

5V
0.9

0.2

0.4

0.6

1.1

1.5

1.89


Kết luận về mối liên hệ giữa thế ra và thế vào theo tín hiệu điều khiển:
+ Khi nối chốt V với nguồn -12V, transistor trường T1 bị cấm nên hoạt động như một
khoá mở, thế lối ra thấp ~ 0.2V
+ Khi nối J1, transistor đóng vai trò như khoá đóng, Vout =

R3
R1 +R3

. VIN

2.2 Khảo sát hoạt động với tín hiệu xoay chiều (AC)

- Khi nối với nguồn -12V: Tín hiệu bị nhảy loạn ở phần dương của CTRL còn phần
âm giữ nguyên
-Ngắt chốt V khỏi nguồn -12V. Nối chốt J1: Tín hiệu Vout bị liên tục dao động một
khoảng.

Tháo dây từ ngoài tới lối vào (IN). Nối đất lối vào IN/A. Quan sát xem có tín hiệu ra
khơng. Đo giá trị thế ra này (thường gọi là thế đế truyền qua).
Mất hiện tượng trên. Cả phần dương hay âm của CTRL đều cho ra tín hiệu khơng bị
nhảy loạn

3. Sơ đồ khóa song song dùng JFET


Bảng A4-B6
Vin
0.5V
Biên Vout 0.35

1V
0.4

2V
0.3

3V
0.5

4V
0.75

5V
0.85

-Nối đất với lối vào (IN), đo biên độ sóng đế truyền qua.
- Cấp nguồn xoay chiều ~9V từ nguồn AC SOURCE của thiết bị chính cho lối vào

IN/A sơ đồ A4-3. Chốt ~0V nối đất.
-> Tín hiệu lối ra được khuếch đại có hình dạng giống tín hiệu IN/A và nhỉ nhận
khi clk ở mức thấp. Do khi clk < 0 thì diode mới dẫn → có dòng tại G → Vout D, S
được nối.
4. Các sơ đồ khuếch đại trên MOSFET
4.1 Sơ đồ source chung CS



Bảng A4-B7
Vin
10mV
Biên Vout 1.8mV
A
0.18

100mV
7.6mV
0.076

200mV
13.4mV
0.067

300mV
18mV
0.06

400mV
24.4mV

0.061

500mV
29mV
0.058

- Đổi chế độ phát sóng của thiết bị chính từ phát sóng vng sang phát sóng hình dạng
sin.


Bảng A4-B8
Vin = 50mV
f
1kHz
Biên Vout 2.2mV
A
0.044

2 kHz
3.2mV
0.064

3 kHz
3.2
0.064

4 kHz
3.2
0.064

5 kHz
3.2
0.064

6 kHz
3.2
0.064


? So sánh biên độ sóng để tính sự mất mát biên độ (%) do ảnh hưởng của điện A
trở vào của sơ đồ.
- Vin thay đổi làm thay đổi hệ số khuếch đại, khi Vin tăng thì Vout tăng nhưng tỉ lệ
tăng nhỏ hơn Vin nên hệ số khuếch đại giảm và giảm đến mức 6.
- f thay đổi làm thay đổi hệ số khuếch đại, khi f tăng thì Vout tăng nên hệ số khuếch
đại tăng và tăng đến mức 2.88.
Sự mất mát biên độ (22%) do ảnh hưởng của điện A trở vào của sơ đồ.

4.2 Sơ đồ Drain chung CD
Bảng A4-B9
Vin (IN)
10mV
Biên Vout 7mV
A
0.7

100mV
8mV
0.08

200mV

13mV
0.065

300mV
17mV
0.056

400mV
23mV
0.0575

500mV
24mV
0.048



4.3 Sơ đồ Gate chung CG
Bảng A4-B10
Vin
0.1V
Biên Vout 7mV
A
0.07

1V
46mV
0.046

2V

89mV
0.0445

3V
136mV
0.0453

4V
252mV
0.063

5V
410mV
0.082


Vin= 3V

Vin= 5V