BÀI 1: SEM MICONDU UCTOR F FUNDAME ENTAL I.Thiết b bị: - Máy só chiều óng - Máy tạo són sin ng - Bảng mạch II.Nội du thí nghi ung iệm: Chủ đề 1: Giới th ề hiệu chất bán dẫn a Mụ đích: ục Hiểu định ng H ghĩa giải thíc vật liệ bán dẫn v chức tro dụng bán ch ệu g ong g dẫn.Nhận dạng kiểm chứng ng n guyên lý hoạ động m số dụng cụ bán dẫn ạt g b Kế luận: ết - Diode tra ansistor cấu trúc từ vật liệu bán dẫn, thườn silicon v Germaniu c n ng um - Diode có mộ tiếp giáp P Transist có tiếp giáp PN ột PN, tor - Diode,zener LED khác kí h r, hiệu - Ký hiệu PNP transi a istor có chiề mũi tên cự BASE,cị NPN c ều ực ịn chiều mũi tê ên vào cực E Emiter - Diode có cực Anode v Cathode.T c Transistor có cực Emit ó ter,Base,coll lector Chủ đề : Diode chỉnh lưu bán kỳ ề v u a M đích : Mục Hiểu, giải thíc mơ tả nguyên lý đặ tính hoạt đ H ch ặc động Dio bán dẫn ode Mạch th nghiệm : hí Các C thơng số đo mạnh : n VA = -10VDC VR1 = -9.37 VR2 = -0.1mV Với V giá tr CR rị R1 ph cực thuậ CR2 đượ phân cực n hân ận, ợc nghịch Các C thông số đo mạnh : n VA = 10VDC VR1 = 0.1mV VR2 = 9.39V Với V giá tr CR phâ cực nghịc CR2 phân cực t rị R1 ân ch, thuận Dựa D vào định luật Ohm ta xác định đư dòng điện qua điện trở R2 : h a ược IR = VR = 2.85 mA R2 Dựa D giá trị IR2 ta x định đượ dòng qua CR2 : ị xác ợc ICR = 2.85mA A R2 Hình họa mối quan hệ dịng áp qua diode C phân cực thuận nh q a CR2 n VA ( (V) VR2 (V V) 0.7 75 0.29 4.41 10 9.38 ICR2 = VR /3.3KΩ (m mA) R2 0.088 1.34 2.84 VD = VA – VR2 (V V) 0.46 0.59 0.62 Kết luận : - Đặc tuyến dịng chi diode mơ tả dòng điện áp thuận ng d iều g gược - Khi điện áp phân cực th huận tăng, vư qua điện áp chắn dịng tăng n ượt n ì nhanh chóng với g, sụt áp trê diode nhỏ ên ỏ - Khi diode phân cực ng p gược, có dịn rị nhỏ chạy qua Ch đến đ điệ áp ng ho đạt ện ng, ược anh diode bị đánh thủng h đánh thủn dòng ngư tăng nha chóng, d - Diode có điệ trở thuận thấp, điện tr nghịch ca ện rở ao Thí T nghiệm : Hình minh họ mối quan hệ dạn sóng vào sóng c chỉnh lưu bán kỳ dươ H ọa ng u ơng Quan hệ sóng v sóng chỉnh lưu bán kỳ dương ệ vào h ỳ Mạch lưu diod bán kỳ : ỉnh de * VI (pk) = 1V Vo (p = VI (pk) – 0.6 = 0.4V pk) Với 0.6V sụt áp trê CR1 V ên * VI (pk) = 2V Vo (p = VI (pk) – 0.6 = 1.4V pk) * Vo(pk) = 3V Vo(av = 0.318 x Vo(pk) = 0.9 954V vg) Kết luận : b uá n u u ng u - Chỉnh lưu bán kỳ qu trình biến đổi tín hiệu xoay chiều thành xun chiều suốt kỳ chu k - Diode điệ trở tải hìn thành chỉnh lưu b kỳ ện nh bán c ược với xoay chiều, tín hiệu r xung d dương - Khi anode diode đư kết nối v tín hiệu x n bán kỳ dương - Khi cathode diode kết nố với tín hiệ xoay chiề tín hiệu xun âm e ối ệu ều, ng bán kỳ âm n - Sụt áp diode giảm đ củ chỉnh lưu toàn kỳ d điện u ưu Chủ đề : Chỉnh lư toàn kỳ v mạch lọc Mục M đích : Hiểu, giải thí kiểm chứng mạc chỉnh lưu tồn kỳ, m H ích m ch u mạch lọc m mạch nhân đơi điện áp Thí nghi : Chỉn lưu toàn k iệm nh kỳ Vo(pk) = 10V Vo (avg) = 0.636 x Vo(p = 6.36V pk) Mạch chỉnh lưu toàn kỳ : h t V, Hz Ta có : VI (pk-pk) = 20V fI = 100H fo = 2x fI = 200Hz x z Vo(pk) = VI(pk) – 2x = 8.8V x0.6 Vo(avg) = 0.636 x Vo(pk) = 5.59V V ) Kết luận : - Mạch chỉnh lưu cầu toàn kỳ chuyển đổi pha tín hiệ xoay chiều vào thành xung h n n ệu u chiều u - Tần số tín hiệu gấ lần tần số vào t ấp - diode tạo thành mạch chỉnh lưu c h cầu dịng ch qua dio cù hảy ode ùng thời gian n - diode dẫn hướng áp làm ch dịng tải l iện ho ln chạy th hướng heo h n nh - Điện áp đỉnh nhỏ diện áp đỉn vào sụt áp diode - Vo(avg)=0.636xVo(pk) Thí nghi : Mạch lọc iệm h Vo(pk) = V 10 Vo(pk) = 12V Thêm tụ C1 vào mạc hình v ch vẽ Hình h Với V VOM, dị điện DC = 12V òng C Kết nối th R2 vào mạch h hêm hình Dự vào máy sóng, đ gợn sóng : ựa điện Vr(pk) = 50mV Điện Đ DC : Vo = 9.2V Nối N thêm C2 song song v C1 R2 sau : vói Dựa D vào máy sóng, đ gợn sóng : y điện n Vr(pk) = 60mV Điện Đ DC : Vo = 8.7V Kết luận : - Tụ lọc đư gọi tụ hóa kết nối ngang v tín hiệu c ược với chỉnh lưu - Tụ xả nhanh chóng đ lưu đỉnh h điện nh - Điện xung không tụ nạp đ g, xả c cung cấp dòn qua tải ng - Trước điện áp tụ rơ chậm, mộ xung kh từ ch đ ột hác hỉnh lưu nạp lạ cho ại đến tụ đạt đến điệ áp đỉnh ụ ện - Thời gian xả tụ lớn thời gia nạp ả an - Độ gợn sóng tồn tron dải Volt c thể g g ng có giảm xuống đến dải mV V Thí nghi iệm : Mạch nhâ đôi điện ân áp o h Cho mạch hình vẻ : VI(pk) = 10V Vo(pk) = 2x VI( = 20V (pk) VC1 = VC2 = 10V Độ Đ gợn r = 20 0mV(pk-pk) ) * Thay đổi RL = 39KΩ Độ gợn r = 54m ộ mV(pk-pk) Vo = 12V Kết luận : - diode tụ lọc có th tạo thành mạch nhân đ điện áp hể đôi p tín hiệu có áp lần iện - Mạch nhân đôi điện áp chỉnh lưu t hiệu vào lọc tín h điện áp v vào - Tại chu kỳ tín hiệu xoa chiều, gồm diode dẫn tụ nạp a ay m e ụ - Bời v : + tụ mắc nố tiếp ngang qua điện áp nên tín hiệu chiều tổng điện áp ối g p p tụ + tụ nạp tro suốt bán kỳ tín hiệu AC tần số gợn sóng củ mạch nhâ đơi ong a a C, n ân điện áp b lần tầ số tín hiệu vào ần u Chủ đề : Sửa dạng sóng Diode ổ định điện áp Z g g ổn n Zener Mục đích : Khả sát nguyê lý hoạt độ mạc sửa dạng sóng diode, hoạt động ảo ên ộng ch diode Zener, ổn định điện áp dio Zener e ổ n ode * Mạch x (giới hạ xén ạn) Với V1 = 0V ơng Điện đỉnh dươ : Vo (pk) = 0.6V ới Vớ V2 = 0V Điện đ đỉnh âm : Vo(pk) = -0.6V V Với V1 = 2V Điện đỉnh dươ : Vo (pk) = 2.6V ơng Với V2 = -2V đỉnh âm : Vo (pk) = -2.6 6V Điện đ ghim : * Mạch g VI(pk) = 5V, fI = 1000Hz + V1 = 0V Điện Đ đỉnh âm : Vo ( = -5V h (pk) + V1 = 3V Điện Đ đỉnh dương : Vo (pk) = 3.6V h V VI(pk) = 5V, fI = 1000Hz + V2 = 0V Điện Đ đỉnh dương : Vo (pk) = -3.6V h Kết luận : - Mạch xén bao gồm diode tran nsistor mắc nối tiếp chỉnh lưu bán kỳ, mắc song l h song để xén tín hiệu (d s t dương âm) - Cả hai tín hi AC d iệu dạng sóng giới hạn bở mạch xé diode a ởi én - Khi đặt điện áp phân cự vào diode, điện xé thiết lập n ực , én t - Mạch ghim mạch xén suy giả có diod mạch RC h ảm de h Exercise : Zener e Nối mạch hình vẽ : h v uyến dio Zener ode Đặc tu Kết luận : hoạt n thủng - Diode thiết kế để h động an toàn miền đánh t - Tại phân cự thuận,diod Zener đón vai trị nh diode chỉnh lưu ực de ng hư e - Dựa vào đặc tuyến phân cực ngược diode Z n c Zener rằn diode Zen ngưng dẫn ng ner g VZ đạ tới điểm đánh thủng ạt đ - Tại VZ, dòng ngược tăng nhanh, điệ áp ngược tăng chậm g ện m - Trong mạch diode Zen điện trở mắc nối tiếp với điện trở Z h ner, i Zener để giớ hạn ới giá d dịng có g trị dịng IZT Exercise : Sự ổn định điện áp diode Zener e đ VR5 (V) 1.5 IL (Ma) 10 15 20 50 V0 (v) 6.71 6.67 6.64 5.53 VR3 (mV) 194.1 154.6 155 IZ (mA A) 19.4 15.46 11.5 Kết luận : - Diode Zene sử dụ cá mạch điều hòa điện mức đ er ụnh ác u áp điện áp Zene hầu er khôn thay đổi ng - Diode Zener giữ mức điện áp mức điện áp Zener bất chấp c biến thiên c r, n nguồn cung cấp điện t tải c trở điện áp n - Dòng điện tổng m mạch ổn địn điện áp b nh diode Z Zener tổn dòng chảy qua ng y diode Zener dòng chảy qua tải - Các Diode Zener thực h tốt đ điều chỉnh đ điện áp v IZ thay đổi đán kể ng theo th đổi nhỏ điện áp đặt vào làm việc v hay vùng đánh th hủng - Lượng tăng lên dòn tải đượ bù lượ giảm dòng Zene đặc tính n ng ợng a er, cho khả n điều hò tải ổn định điệ áp òa ộ ện - Độ ổn định tải theo phần trăm đ o đo bằn độ thay đ điện áp tr tải thay ng đổi rên ự đổi tải Chủ đề : Tiếp giáp Transi p istor p phân cực Dc cho Transi c istor PNP Mục đích : Xác định giải thích đặc tính nguyên lý h c c hoạt động c Transisto áp or, dụng bằn cách đo th transi ng istor, khảo sát chuyển mạch transistor o n g Exercise : e VE = -1.5V VBE = 0mV VCE = -13.6V (R1 = 10KΩ) R VBE = -0.74V VCE = -0.04V VR2 = 13V V I C = R = 13V / KΩ R2 R1 = 1MΩ) VR2 = 3.48V V I C = R = 3.4 x10 −6 V / KΩ 48 R2 IC = 0.00348mA VBE = -0.65V VCE = -9.7V Kết luận : - Transistor lư ưỡng cực làm việ c ó ệc chuyển mạch tha đổi dòng Base h ay từ mức đến giá trị lớn l - Để tiếp giáp JE phân cự thuận, base tra p ực ansitor PNP sillicon phả có mức kh ải hoảng 0.5Vdc đ 0.8Vdc, âm so v cực Emit đến với ter - Điện trở tiếp giáp JC tùy thuộc v dòng IB a vào - Tiếp giáp JE phân cực thuận s làm cho đ n điện trở Coll lector – Emi itter thấp cho p, ng g ng ột ạch phép dòn chảy mạch tươn tự mộ chuyển mạ kín - Khi tiếp giá JE p áp phân cực ngư ược, dòng IB = gây điện trở Co a ollector - Em mittor cao, c chặn dòng ch mạ Collecto tương tự n chuyển m hảy ạch or, mạch hở - Khi dòng Co ollector lớn nhất, transis dẫn bão hòa nên VCE gần k stor khơng E - Khi dịng IB = kh hơng có dịn IC,transis ng stor vùng ngắt, VCE g điệ áp gần ện ung nguồn cu cấp IE = IB + IC Vì V mức dịng IB không đá kể, nên IC IE gần n nh hau Chủ đề : Đường tả hệ số k ải khuyếch đại Transis stor Mục đíc : Hiểu, giải thích kiểm chứng trạng thái hoạt độ ảnh hưởng h số ch g ộng hệ khuếch đ Trans đại sistor nên cá dòng điện transistor cách sử dụng đư ác h ường tải DC Đặc tính quan hệ VBEO IBEO h B Kết luận : + Tiếp giáp PE transi P istor ph cực thuậ hay ngượ phụ thuộc vào điện th hân ận ợc c hế nguồn cu cấp ung + Đặc tính ph cực thuậ DC tiế giáp BE t hân ận ếp transistor tươ tự c diode ơng ác + Dòng điện phân cực gi Base Emittor từ đến microamp c đến VBEO iữa cho đạt 0.5V nhỏ + VBE nằm tr rong khoảng 0.5V đến g 0.8V, dòng IBEO tăng nh hanh chóng v VBEO tăn với ng + Sau dòn Base – Em ng mitter đạt 2m điện áp phân cực thu gần không đổi mA, uận 1.Quan h IB VÀ IC hệ Đặc t tính miêu tả quan hệ giữ IB IC (IC = ßIB) ữa I Từ đồ thị ta có IB = 100àA , ò = IC / IB = 80 Kết luận : - Dòng IC lớn transistor điề khiển dòng IB nhỏ n ều ỏ - Tỷ số dòng IC IB đượ gọi hệ s khuyếch đ dòng tran ợc số đại nsistor - Dòng IE = IC + IB - IB = 5%IE Exercise : Đường tải tĩnh h số khuếc đại e g hệ ch * Điều kiện điện th bão hòa hế VBE = 0.634V VCE = 0.077V VR9 = 0.211V VR6 = 0.031V * Điều k kiện điện ngưng dẫn ế n VBE = 0V VCE = 10V VR9 = 0V VR6 = 0V * Điều k kiện điện vùng tuyến tính ế n VBE = 0.61V VR9 = 0.165V VR6 = 0.008V Kết luận : - Họ đặc tuyế dòng Coll ến lector đồ t dòng Collector th điện áp C thị heo Collector-Em mitter ng dịng base thơn số - Do ß khơng đổi vùng tích cực transist nên đồ t theo điệ áp g tor thị ện r-Emitter kh dịng base khơng đổi đặc tuyến t hi tăng Collector - Điểm Q điểm làm việc điểm giao chéo g ay m đường tải IB xác định c điều kiện phân cực DC transistor u - Các mạch transitor sử dụng để khuếch đại tín hiệu nhỏ, thường thiết kế để có điểm nằm trung tâm đường tải điều cho khoảng hoạt động vùng tích cực tín hiệu AC đặt vào - Việc xác định đường tải bị ảnh hưởng theo thay đổi nguồn cung cấp collector hay trị số điện trở collector  ... áp điện áp Zene hầu er khôn thay đổi ng - Diode Zener giữ mức điện áp mức điện áp Zener bất chấp c biến thiên c r, n nguồn cung cấp điện t tải c trở điện áp n - Dòng điện tổng m mạch ổn địn điện. .. nối ngang v tín hiệu c ược với chỉnh lưu - Tụ xả nhanh chóng đ lưu đỉnh h điện nh - Điện xung không tụ nạp đ g, xả c cung cấp dòn qua tải ng - Trước điện áp tụ rơ chậm, mộ xung kh từ ch đ ột... 20 0mV(pk-pk) ) * Thay đổi RL = 39KΩ Độ gợn r = 54m ộ mV(pk-pk) Vo = 12V Kết luận : - diode tụ lọc có th tạo thành mạch nhân đ điện áp hể đơi p tín hiệu có áp lần iện - Mạch nhân đôi điện áp chỉnh