Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 2

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

81
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

sơ đồ khuếch đại dùng transistor Mục đích: Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các transistor. Khảo sát hoạt động của các sơ đồ ứng dụng transistor

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 2

Bµi 2 s¬ ®å khuÕch ®¹i dïng transistor Môc ®Ých: T×m hiÓu cÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c transistor. Kh¶o s¸t ho¹t ®éng cña c¸c s¬ ®å øng dông transistor phÇn lý thuyÕt Transistor lµ dông cô b¸n dÉn gåm 2 líp tiÕp xóc p - n cã kh¶ n¨ng khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÖn. CÊu t¹o vµ ký hiÖu Transistor nh− h×nh vÏ: MiÒn MiÒn Base Base Cùc emitter Cùc collector C p n p n p n E E C MiÒn MiÒn MiÒn MiÒn emitter collector emitter Collector B Base B Collector Collector Base Base Emitter Emitter H×nh 2.1a Cã 3 c¸ch m¾c Transistor c¬ b¶n lµ: Emitter chung (EC), collector chung (CC) vµ base chung (BC) nh− h×nh vÏ: IE ← IC → IC → E C C IE → E B← B← Ra IB Ra Ra Vµo IB Vµo Vµo ↑IE ↓IC ↓IB E B C H×nh 2.2a 34
1. KhuÕch ®¹i dïng Transistor §ã lµ m¹ch ®iÖn dïng Transistor ®iÒu khiÓn lµm t¨ng c−êng ®é dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p ë lèi ra: o -E ic t o RC Io Uo P §K o C Im Ura B i RC U vµo Ur E t o Uo Um Ur H×nh 2.3a - Mét sè chØ tiªu vµ tham sè cña tÇng khuÕch ®¹i: §¹i l−îng lèi ra + HÖ sè khuÕch ®¹i : K = §¹i l−îng lèi vµo t−¬ng øng + §Æc tr−ng tÇn sè : K = F ( f ) lµ sù phô thuéc cña hÖ sè khuÕch ®¹i k vµo tÇn sè f. + §Æc tr−ng biªn ®é : U r = F (U v ) . + §iÖn trë lèi vµo vµ lèi ra: ∆U r U Zv = v ; Zr = ∆I r Iv 2. Håi tiÕp trong bé khuÕch ®¹i Håi tiÕp lµ qu¸ tr×nh truyÒn tÝn hiÖu §Çu ra §Çu vµo + K tõ lèi ra quay vÒ vµo lèi vµo cña bé khuÕch ®¹i.NÕu håi tiÕp lµm t¨ng c−êng β tÝn hiÖu vµo (cïng pha víi tÝn hiÖu vµo) th× gäi lµ håi tiÕp d−¬ng, ng−îc l¹i th× H×nh 2.4a gäi lµ håi tiÕp ©m. Bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp d−¬ng nÕu Kβ ≥ 1 th× bé khuÕch ®¹i ë tr¹ng th¸i 35
tù kÝch vµ tù nã ph¸t ra nh÷ng dao ®éng cã tÇn sè x¸c ®Þnh kh«ng phô thuéc vµo tÝn hiÖu lèi vµo, bé khuÕch ®¹i trë thµnh m¸y ph¸t. Nªn ng−êi ta th−êng tr¸nh håi tiÕp d−¬ng trong bé khuÕch ®¹i mµ ng−êi ta chØ thùc hiÖn håi tiÕp ©m. Håi tiÕp ©m cho phÐp c¶i thiÖn mét sè chØ tiªu cña bé khuÕch ®¹i, v× thÕ nã ®−îc sö dông réng r·i. Tuú thuéc cÊu tróc m¹ch håi tiÕp mµ ta cã håi tiÕp dßng hay thÕ, nèi tiÕp hay song song. Rn Rn → Iv Ir → It → It • • • • • • • • K Uy Ur Rt K Rt En Uy Uv En Uv Ur β β Uht Uht (a) (b) β Rht ↑ It → Rn • • Iy • Ut Rt Uy K IV En (c) H×nh 2.5a Ta h·y xem xÐt ¶nh h−ëng cña håi tiÕp ©m ®Õn mét sè chØ tiªu cña bé khuÕch ®¹i. XÐt m¹ch håi tiÕp nèi tiÕp ®iÖn ¸p (H×nh 2.5a(a)). K - HÖ sè khuÕch ®¹i : K ht = 1 + Kβ dK K dKht → = Kht 1 + Kβ C«ng thøc trªn cã nghÜa lµ sù thay ®æi t−¬ng ®èi cña hÖ sè khuÕch ®¹i cã håi tiÕp ©m nhá h¬n (1 + Kβ) lÇn so víi kh«ng cã håi tiÕp. §iÒu nµy rÊt quý gi¸ dïng ®Ó æn ®Þnh hÖ sè khuÕch ®¹i khi cã sù thay ®æi th«ng sè cña bé khuÕch ®¹i theo nhiÖt ®é vµ sù giµ ho¸ cña chóng. 36
- §Æc tr−ng tÇn sè cña bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp ©m: Më réng d¶i th«ng. V× ë vïng tÇn sè thÊp vµ tÇn sè cao hÖ sè khuÕch ®¹i gi¶m → Ur gi¶m lµm Uht gi¶m do ®ã Uy = Uv - Uht t¨ng lµm Ur t¨ng nghÜa lµ nã chèng l¹i sù gi¶m cña hÖ sè khuÕch ®¹i K do ®ã nã më réng ®−îc gi¶i th«ng (ë ®©y Uy lµ tÝnh hiÖu vµo khi cã ph¶n håi ©m). - §iÖn trë vµo cña bé khuÕch ®¹i cã håi tiÕp ©m: v× ta cã: U v = U y + U ht ; U ht = KβU y . Uy Uv = (1 + Kβ ) Nªn trë kh¸ng vµo : Z vht = Iv Iv Z vht = (1 + Kβ ) Z v Zvht : Trë kh¸ng vµo cã håi tiÕp Zv : Trë kh¸ng vµo kh«ng cã håi tiÕp. VËy håi tiÕp ©m nèi tiÕp lµm t¨ng trë kh¸ng vµo (1+ Kβ) lÇn. Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p lµm trë kh¸ng ra gi¶m ®i (1+ Kβ) lÇn Zr Z rht = (1 + Kβ ) víi mäi lo¹i håi tiÕp ©m ®Òu lµm gi¶m tÝn hiÖu lèi vµo bé khuÕch ®¹i (Uy hay Iy) do ®ã lµm gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i Kht nh−ng lµm t¨ng ®é æn ®Þnh cña hÖ sè khuÕch ®¹i. Ngoµi ra, håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p nèi tiÕp lµm æn ®Þnh Ur , gi¶m ®iÖn trë ra t¨ng ®iÖn trë vµo. Håi tiÕp ©m song song lµm gi¶m ®iÖn trë lèi vµo (1+ Kβ) lÇn. Håi tiÕp ©m dßng ®iÖn lµm t¨ng ®iÖn trë lèi ra lªn (1+ Kβ) lÇn. K Ku K uo 2 K ht 2 Kuo Kht ∆f f ∆f ht H×nh 2.6a: ¶nh h−ëng cña håi tiÕp ©m ®Õn ®Æc tuyÕn biªn ®é tÇn sè. B©y giê ta xÐt mét vµi m¹ch khuÕch ®¹i cô thÓ: 37
o − Ec R1 Rc Cp2 o Cp1 Ur T Rn Uv R2 RE Er CE (a) Håi tiÕp ©m dßng ®iÖn mét chiÒu trªn RE o − Ec Rc1 Rn R1 Rc2 Cp2 C o Cp1 Ur Cp3 T1 T2 Rn Uv R RE1 RE2 R2 R4 (b) Håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p nhê kh©u RC H×nh 2.7a: S¬ ®å c¸c m¹ch håi tiÕp ©m. 3. KhuÕch ®¹i m¾c theo kiÓu Emitter chung (EC) - KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu xoay chiÒu: M¹ch ®iÖn nguyªn lý mét tÇng khuÕch ®¹i EC vÏ trªn h×nh 2.7a. Trong s¬ ®å tô Cp1 ng¨n ¶nh h−ëng 1 chiÒu gi÷a nguån tÝn hiÖu vµ m¹ch vµo cßn cho tÝn hiÖu xoay chiÒu qua. Cp2 còng cã t¸c dông t−¬ng tù ë lèi ra. C¸c ®iÖn trë R1, R2, RE ®Þnh chÕ ®é tÜnh cho tÇng khuÕch ®¹i. CE ®Ó tr¸nh ph¶n håi ©m ®èi víi thµnh phÇn xoay chiÒu trªn ®iÖn trë RE. Ho¹t ®éng cña tÇng khuÕch ®¹i EC nh− sau: §−a ®iÖn ¸p xoay chiÒu vµo lµm xuÊt hiÖn dßng base (IB) xoay chiÒu vµ do ®ã lµm xuÊt hiÖn dßng collector (IC) xoay chiÒu ë m¹ch ra qua Cp2 ra t¶i . Qua Rt lèi ra cã Ur xoay chiÒu ®· ®−îc khuÕch ®¹i. (Xem h×nh 2.7b). 38
o −EC • R1 Rc Cp2 Ic • • o Cp1 Ibo Iv → B It • UCE Ur Rn IE • Uv UBE Rt R2 UE RE En CE ~ • • • • H×nh 2.7b: TÇng khuÕch ®¹i E chung. C¸c phÐp tÝnh to¸n (kh«ng ®−a ra ë ®©y) cho ta mét sè th«ng sè kü thuËt sau ®©y: I R // Rt - HÖ sè khuÕch ®¹i dßng : K i = r = β c Iv Rt Ki t−¬ng ®èi lín khi Rc >> Rt → Ki ≈ β Ur R // Rt =β c - HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p : K u = Rn + Rv Uv Trong s¬ ®å EC hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p cì 20 ÷ 100. Pr - HÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt : K p = = Ku . Ki = (0,2 ÷ 5).10 3 Pv - §iÖn trë ra : Rr = Rc //Rc (E) nh−ng Rc(E) >> Rc nªn Rr ≈ Rc - KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu : S¬ ®å khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu EC ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 2-8a. Qu¸ tr×nh khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu còng gièng nh− xoay chiÒu mµ chØ cã c¸ch ghÐp tÇng lµ kh¸c nhau. Trong bé khuÕch ®¹i 1 chiÒu viÖc ghÐp gi÷a nguån tÝn hiÖu víi bé khuÕch ®¹i vµ ghÐp gi÷a c¸c tÇng khuÕch ®¹i víi nhau lµ ghÐp trùc tiÕp kh«ng cã tô ®Ó c¸ch ly thµnh phÇn 1 chiÒu. V× vËy ®iÖn ¸p ra kh«ng nh÷ng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tÝn hiÖu cã Ých mµ cßn do sù thay ®æi chÕ ®é 1 chiÒu cña c¸c tÇng khuÕch ®¹i theo thêi gian g©y ra (vÝ dô do nhiÖt ®é To ch¼ng h¹n). Khi ∆Uv = 0 nh−ng ∆Ur ≠ 0 (cã nghÜa lµ kh«ng cã tÝn hiÖu vµo mµ vÉn cã tÝn hiÖu ra) gäi lµ sù tr«i ®iÓm kh«ng. Nguyªn nh©n cã thÓ do nguån kh«ng æn 39
®Þnh, tham sè transistor thay ®æi, hay do ¶nh h−ëng nhiÖt ®é To.... nªn khi thiÕt kÕ m¹ch cÇn chän sao cho sù tr«i nhá nhÊt (∆Ur >> ∆Utr,r). o − EC IB02 RC2 R1 IC Rc1 RC3 R3 T2 T1 T3 Rt Rn UBE02 en UC3 IB UC1 R E1 R2 IE2 RE2 RE3 R4 (a) o −EC • • RB1 R1 RC1 • En Rn • • T UB2 U B2 R2 RE1 RB2 • • • (b) o − EC • • RC2 RC1 Rp T2 • T1 • Ip UCE • RE1 IE RE2 UE2 • • (c) 40
o −EC • • RC2 RC1 Rp T1 • T2 RE2 IE1 RE1 D • • (d) H×nh 2.8a: Bé khuÕch ®¹i biÕn thiªn chËm ghÐp trùc tiÕp. ViÖc ghÐp trùc tiÕp gi÷a c¸c tÇng khuÕch ®¹i (collector tÇng tr−íc nèi víi base tÇng sau) lµm ®iÖn ¸p ®Æt vµo base tÇng sau rÊt lín, ®Ó transistor lµm viÖc b×nh th−êng cÇn n©ng ®iÖn ¸p trªn emitter b»ng c¸ch t¨ng RE, nh−ng t¨ng RE l¹i lµm gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i nªn ng−êi ta kh¾c phôc b»ng c¸ch t¨ng dßng qua RE b»ng c¸ch m¾c thªm Rp. Khi dßng qua RE t¨ng còng t−¬ng ®−¬ng nh− t¨ng ®iÖn ¸p cho emitter (®èi víi lo¹i p - n - p lµ t¨ng ®iÖn ¸p ©m). M¹ch khuÕch ®¹i 1 chiÒu ghÐp trùc tiÕp cã −u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n nh−ng chÊt l−îng kh«ng cao (hÖ sè khuÕch ®¹i nhá, ®é tr«i lín ...). Muèn cã bé khuÕch ®¹i 1 chiÒu cã hÖ sè khuÕch ®¹i lín, ®é tr«i nhá vµ tr¸nh ¶nh h−ëng do nhiÖt ®é ng−êi ta ph¶i dïng s¬ ®å khuÕch ®¹i vi sai. 4. S¬ ®å collector chung (CC) hay s¬ ®å lÆp l¹i emitter TÇng khuÕch ®¹i CC ®−îc vÏ trªn h×nh 2.9a. • • o +EC o +EC R1 Rc R1 Cp • • Cp2 Rn UV ~ UV R2 RE en RE R2 Ur • • • • (a) (b) H×nh 2.9a 41
ViÖc khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu hay xoay chiÒu chØ kh¸c nhau ë chç tÝn hiÖu xoay chiÒu ®−îc truyÒn qua tô cßn tÝn hiÖu 1 chiÒu ®−îc truyÒn trùc tiÕp nªn viÖc ghÐp cã ¶nh h−ëng lÉn nhau vµ ph¶i tr¸nh sù tr«i ®iÓm kh«ng trong bé khuÕch ®¹i 1 chiÒu. Víi bé khuÕch ®¹i C - C cã mét sè th«ng sè quan träng lµ: - §iÖn trë vµo lín : ®©y lµ 1 −u ®iÓm quan träng. RE // Rt - HÖ sè khuÕch ®¹i dßng lín : K i ≈ (1 + β ) Rt RE // Rt - HÖ sè khuÕch ®¹i thÕ nhá : K u ≈ (1 + β ) ≈1 Rn + Rt - HÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt lín nh−ng ®iÖn ¸p l¹i kh«ng ®æi. - §iÖn trë ra nhá (cì Ω) : Rr ≈ RE // rE . TÇng C - C th−êng ®−îc dïng ®Ó phèi hîp trë kh¸ng gi÷a lèi ra bé khuÕch ®¹i víi t¶i cã ®iÖn trë nhá, cã vai trß nh− 1 tÇng khuÕch ®¹i c«ng suÊt. 5. TÇng khuÕch ®¹i base chung (BC) S¬ ®å m¹ch ®iÖn tÇng khuÕch ®¹i base chung vÏ trªn h×nh 2.10a. §©y lµ s¬ ®å dïng ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu xoay chiÒu, nh−ng ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu 1 chiÒu chØ cÇn nèi t¾t c¸c tô nèi tÇng Cp1 vµ Cp2. C¸c phÇn tö Ee vµ Re ®Ó x¸c ®Þnh dßng tÜnh IE cho transistor. Mét sè tham sè cña s¬ ®å BC lµ: - §iÖn trë vµo : Rv = Re //[rE + (1 − α )rB ] . §iÖn trë vµo x¸c ®Þnh chñ yÕu b»ng rE vµ vµo kho¶ng (10 ÷ 50)Ω. §iÖn trë vµo nhá lµ nh−îc ®iÓm c¬ b¶n cña s¬ ®å BC v× nã sÏ tiªu thô nhiÒu n¨ng l−îng cña nguån tÝn hiÖu. o −E c Ec + Ic Rc Ie Re Cp1 • • Iv → • Cp2 T Rn Ur Uv Rt En IBE ~ • • (a) S¬ ®å khuÕch ®¹i BC 42
α .IE >> rE Iv → E C Ic → Ie → rc Rn Ur ↓ ↓ Rc RB RE R Uv I1 IB En B (b) S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng H×nh 2.10a RC // Rt - HÖ sè khuÕch ®¹i dßng : K i = α Rt RC // Rt - HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p : K u = α . Rn + Rv NÕu gi¶m ®iÖn trë trong cña nguån tÝn hiÖu Rn sÏ lµ t¨ng hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p. - §iÖn trë ra : §iÖn trë ra cña tÇng khuÕch ®¹i BC lín. Rr = RC // rC ( B ) ≈ RC . §Æc tuyÕn cña s¬ ®å BC cã vïng tuyÕn tÝnh lín nªn cã thÓ dïng ë chÕ ®é ®iÖn ¸p collector cao khi cÇn cã ®iÖn ¸p lèi ra lín. TÇng khuÕch ®¹i BC th−êng lµm tÇng ra cña bé khuÕch ®¹i kÕt hîp víi tÇng khuÕch ®¹i CC lµm tÇng tr−íc cuèi. Khi ®ã tÇng CC lµ nguån tÝn hiÖu cã ®iÖn trë néi nhá (®iÖn trë ra cña tÇng khuÕch ®¹i CC) cña tÇng BC. TÇng khuÕch ®¹i base chung cã ®iÖn dung lèi vµo nhá, nªn cã kh¶ n¨ng khuÕch ®¹i ë tÇn sè cao. Th−êng ®−îc dïng ®Ó khuÕch ®¹i cao tÇn. 43
PhÇn thùc nghiÖm A. ThiÕt bÞ sö dông: 1. ThiÕt bÞ chÝnh cho thùc tËp t−¬ng tù 2. Panel thÝ nghiÖm AE - 102N cho bµi thùc tËp vÒ trasistor (G¾n lªn khèi thiÕt bÞ chÝnh ®Õ nguån). 3. Dao ®éng ký 2 chïm tia. 4. D©y nèi c¾m 2 ®Çu. B. CÊp nguån vµ nèi d©y Panel thÝ nghiÖm AE - 102N chøa 4 m¶ng s¬ ®å A2- 1 ... A2- 4, víi c¸c chèt c¾m nguån riªng. Khi sö dông m¶ng nµo th× cÊp nguån cho m¶ng s¬ ®å ®ã. §Êt (GND) cña c¸c m¶ng s¬ ®å ®Êt ®−îc nèi s½n víi nhau. Do ®ã chØ cÇn nèi ®Êt chung cho toµn khèi AE - 102N. 1. Bé nguån chuÈn DC POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ chÝnh cung cÊp c¸c thÕ chuÈn ± 5V , ± 12V cè ®Þnh. 2. Bé nguån ®iÒu chØnh DC ADJUST POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ chÝnh cung cÊp c¸c gi¸ trÞ ®iÖn thÕ mét chiÒu 0.... + 15V vµ 0.... − 15V . Khi vÆn c¸c biÕn trë chØnh nguån, cho phÐp ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn thÕ cÇn thiÕt. Sö dông ®ång hå ®o thÕ DC trªn thiÕt bÞ chÝnh ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn thÕ ®Æt. 3. Khi thùc tËp, cÇn nèi d©y tõ c¸c chèt cÊp nguån cña khèi thiÕt bÞ chÝnh tíi cÊp trùc tiÕp cho m¶ng s¬ ®å cÇn kh¶o s¸t. (Chó ý: C¾m ®óng ph©n cùc cña nguån vµ ®ång hå ®o). C. C¸c bµi thùc tËp 1. khuÕch ®¹i mét chiÒu (dc) transistor kiÓu emitter chung 1.1. S¬ ®å víi transistor npn NhiÖm vô: Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i cña transistor npn, s¬ ®å m¾c kiÓu Emitter chung vµ ®o hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cña transistor. C¸c b−íc thùc hiÖn: 1.1.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2- 1a. 1.1.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o: - §ång hå ®o sôt thÕ trªn transistor: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (V) cña m¹ch A2- 1a víi ®ång hå ®o thÕ hiÖn sè DIGITAL VOLTMETER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 20V. 44
- §ång hå ®o dßng collector cña transistor: §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ kho¶ng ®o ë 20mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2-1a víi chèt vµo bé ®o. - §ång hå ®o dßng base cña transistor : Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (µA) cña m¹ch A2- 1a víi ®ång hå ®o dßng hiÖn sè DIGITAL mA METER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 2mA. 1.1.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ). VÆn biÕn trë P1 ®Ó dßng qua collector transistor ∼ 2mA. 1.1.4. VÆn biÕn trë P2/10K ®Ó sôt thÕ trªn collector trong kho¶ng tõ ∼ 4V - 6V. 1.1.5. §o dßng base, ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-1. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë P1 ®Ó thay ®æi dßng base T1 (t¨ng thªm ∼ 10µA). Ghi gi¸ trÞ dßng base vµ collector cña transistor vµo b¶ng A2-1. B¶ng A2-1 KiÓu Dßng Ib (chØnh P1) ThÕ Vc (chØnh P2) Dßng Ic Ib1 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V 1 Ic1 = ---------------mA Ib2 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V 2 Ic2 = ---------------mA 1.1.6. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC β = ( I c 2 − I c1 I b 2 − I b1 ) 1.2. S¬ ®å víi transistor pnp NhiÖm vô: Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i cña transistor pnp, s¬ ®å m¾c 45
kiÓu emitter chung vµ ®o hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cña transistor. C¸c b−íc thùc hiÖn: 1.2.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2-1b. 1.2.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o: - §ång hå ®o sôt thÕ cña transistor: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (V) cña m¹ch A2-1b víi ®ång hå ®o thÕ hiÖn sè DIGITAL VOLTMETER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 20V. - §ång hå ®o dßng collector cña transistor : §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ kho¶ng ®o ë 20mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2- 1b víi chèt vµo bé ®o. - §ång hå ®o dßng base cña transistor : Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (µA) cña m¹ch A2-1b víi ®ång hå ®o dßng hiÖn sè DIGITAL mA METER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 2mA. 1.2.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ). VÆn biÕn trë P1 ®Ó dßng qua collector transistor ∼ 2mA. 1.2.4. VÆn biÕn trë P2/10K ®Ó sôt thÕ trªn collector trong kho¶ng tõ ∼ 4V - 6V. 1.2.5. §o dßng base, ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-2. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë P1 ®Ó thay ®æi dßng base T1 (t¨ng thªm ∼ 10µA). Ghi gi¸ trÞ dßng base vµ collector cña transistor vµo b¶ng A2-2. 1.2.6. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC β = ( I c 2 − I c1 I b 2 − I b1 ) . 46
B¶ng A2-2 KiÓu Dßng Ib (chØnh P1) ThÕ Vc (chØnh P2) Dßng Ic Ib1 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V 1 Ic1 = ---------------mA Ib2 = ---------------µA ∼ 4V ÷ 6V 2 Ic2 = ---------------mA 2. khuÕch ®¹i xoay chiÒu (Ac) transistor kiÓu emitter chung NhiÖm vô: Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i xoay chiÒu cña transistor, s¬ ®å m¾c kiÓu emitter chung. C¸c b−íc thùc hiÖn: 2.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2-2. 2.2. ChÕ ®é khuÕch ®¹i xoay chiÒu: 2.2.1. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ) ë chÕ ®é: - Ph¸t d¹ng sin (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh sin), tÇn sè 1Hz (c«ng t¾c RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY). - Biªn ®é ra 50mV (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE). 2.2.2. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 50mV cm vµ kªnh 2 ë 2V cm , thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm . ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao ®éng ký ®Ó dÞch tia theo chiÒu X, Y ®Ó vÞ trÝ dÔ quan s¸t. 47
Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ vµo IN/A. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ ra OUT/ C. 2.2.3. Nèi tÝn hiÖu tõ m¸y ph¸t xung FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh víi lèi vµo IN/A cña m¹ch A2- 2. 2.2.4. Nèi c¸c chèt theo b¶ng A2-3. Nèi J3 vµ kh«ng nèi J7. øng víi mçi cÊu h×nh nèi, vÏ d¹ng xung vµ ®o biªn ®é, mÆt t¨ng cña xung ra. Chó ý J = 1 biÓu thÞ cã nèi, J = 0 - kh«ng nèi. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-3. B¶ng A2-3 Biªn ®é MÆt t¨ng cña KiÓu Tr¹ng th¸i J1 J2 J4 J5 J6 J8 J9 K Ura Ura 1 K = K1 1 0 0 1 0 0 0 2 K = K2 0 1 0 1 0 0 0 3 K = K3 0 1 0 0 1 0 0 4 K = K4 0 1 0 0 1 1 0 5 Cã t¶i ra 0 1 0 0 1 1 1 2.2.5. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ K = Ura/ Uvµo cho mçi b−íc vµ ghi vµo b¶ng A2-3. 2.2.6. Gi¶i thÝch nguyªn nh©n lµm thay ®æi hÖ sè khuÕch ®¹i cho mçi kiÓu nèi trong b¶ng A2-3. 2.3. §o ®Æc tr−ng tÇn sè cña bé khuÕch ®¹i: 2.3.1. Sö dông m¸y ph¸t xung ngoµi cã tÇn sè xung sin cùc ®¹i ∼ 10MHz, ®Æt biªn ®é xung ra ∼ 50mV. Nèi lèi ra m¸y ph¸t víi lèi vµo IN/A s¬ ®å h×nh A2- 2. 2.3.2. S¬ ®å h×nh A2- 2 nèi theo kiÓu 1 cña b¶ng A2- 3. 2.3.3. Thay ®æi tÇn sè xung vµo theo b¶ng A2- 4, ®o biªn ®é xung ra øng víi mçi tÇn sè. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2- 4. B¶ng A2- 4 100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 5MHz 7MHz 10MHz f Uvµo Ura K =Ura/ Uvµo 2.3.4. BiÓu diÔn ®å thÞ sù phô thuéc hÖ sè khuÕch ®¹i K (trôc y) vµo tÇn sè (trôc x). 48
2.4. KhuÕch ®¹i xoay chiÒu (Ac) transistor víi m¹ch ph¶n håi ©m cho tÇng khuÕch ®¹i emitter chung. Häc viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c khuÕch ®¹i cã ph¶n håi ©m cña transistor trong s¬ ®å m¾c kiÓu emitter chung. C¸c b−íc thùc hiÖn: 2.4.1. Sö dông s¬ ®å A2-2. 2.4.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é: - Ph¸t d¹ng xung vu«ng gãc (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh vu«ng gãc), tÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY). - Biªn ®é ra 50mV (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE). 2.4.3. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 50mV cm vµ kªnh 2 ë 2V cm , thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm . ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao ®éng ký. Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ vµo IN/A. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ ra OUT/ C. 2.4.4. ¶nh h−ëng ph¶n håi ©m lªn hÖ sè khuÕch ®¹i 2.4.4.1. Nèi J5. C¸c chèt J3, J6 kh«ng nèi. C¸c chèt cßn l¹i nèi theo b¶ng A2-5 cho s¬ ®å h×nh A2-2. øng víi mçi b−íc nèi, vÏ d¹ng xung vµ ®o biªn ®é xung vµo vµ xung ra (chó ý, J = 1 biÓu thÞ cã nèi ; J = 0 - kh«ng nèi). 2.4.4.2. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ K = Ura/ Uvµo cho mçi b−íc vµ ghi vµo b¶ng A2-5. B¶ng A2-5 J1 J2 J4 J7 Biªn ®é Biªn ®é K MÆt t¨ng cña KiÓu Tr¹ng th¸i Uvµo Ura Ura Kh«ng cã ph¶n 1 1 0 0 1 håi ©m Cã ph¶n håi ©m 1 2 1 0 0 0 Cã ph¶n håi ©m 2 3 0 1 1 1 Cã ph¶n håi ©m 4 0 1 1 0 1+2 2.4.5. ¶nh h−ëng ph¶n håi ©m lªn ®Æc tr−ng tÇn sè: 49
2.4.5.1 Nèi hÖ nh− kiÓu 1 trong b¶ng A2-5. Sö dông m¸y ph¸t xung ngoµi cã tÇn sè xung sin cùc ®¹i ∼ 10MHz, ®Æt biªn ®é xung ra ∼ 50mV. Nèi lèi ra m¸y ph¸t víi lèi vµo IN/A s¬ ®å h×nh A2-2. 2.4.5.2 Thay ®æi tÇn sè xung vµo theo b¶ng A2-6, ®o biªn ®é xung ra øng víi mçi tÇn sè cho kiÓu kh«ng ph¶n håi (nèi J1, J5, J7) vµ cã ph¶n håi (nèi J2, J4, J5). Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-6. B¶ng A2-6 100Hz 1KHz 100KHz 1MHz 2MHz 10MHz 7MHz 20MHz f Uvµo khi nèi J1, J5, J7 Ura khi nèi J1, J5, J7 K =Ura/ Uvµo Uvµo khi nèi J2, J4, J5 Ura khi nèi J2, J4, J5 K =Ura/ Uvµo 2.4.5.3 BiÓu diÔn kÕt qu¶ sù phô thuéc hÖ sè khuÕch ®¹i vµo tÇn sè cho hai tr−êng hîp cã ph¶n håi ©m vµ kh«ng cã ph¶n håi ©m . 2.4.6. ¶nh h−ëng ph¶n håi ©m lªn tæng trë vµo: 2.4.6.1 Nèi s¬ ®å h×nh A2-2 nh− kiÓu 1 trong b¶ng A2-5 (kh«ng ph¶n håi ©m - Nèi J5, J1, J7). M¸y ph¸t cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ph¸t xung sin ë tÇn sè 1KHz, biªn ®é 200mV. §o biªn ®é xung ra m¸y ph¸t Uf(0) khi ch−a nèi m¸y ph¸t vµo ®iÓm IN/A cña s¬ ®å h×nh A2-5. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7. C¾m chèt m¸y ph¸t vµo ®iÓm A. CÊp tÝn hiÖu cho s¬ ®å h×nh A2-2. §o biªn ®é xung vµo Ufvµo(1). Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7. 2.4.6.2 Nèi cho tr−êng hîp cã ph¶n håi ©m 1 + 2 (nèi J2, J4, J5). M¸y ph¸t cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ph¸t xung sin ë tÇn sè 1KHz, biªn ®é 200mV. §o biªn ®é xung ra m¸y ph¸t Uf(0) khi ch−a nèi m¸y ph¸t vµo ®iÓm IN/A cña s¬ ®å h×nh A2-2B. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7. 50
C¾m chèt m¸y ph¸t vµo ®iÓm A. CÊp tÝn hiÖu cho s¬ ®å A2-2B. §o biªn ®é xung vµo Ufvµo(1). Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-7. B¶ng A2-7 KiÓu Tr¹ng th¸i J1 J2 J4 J5 J7 J8 Uf(0) UfV(1) Uf v (0).R f Ri = Uf v (0) − Uf v (1) Kh«ng cã 1 1 0 0 1 1 0 200mV ph¶n håi ©m Cã ph¶n håi 2 0 1 1 1 0 0 200mV ©m 1 + 2 Tõ gi¸ trÞ ®o, tÝnh ®iÖn trë vµo Ri cña hÖ khuÕch ®¹i cho hai tr−êng hîp víi ®iÖn trë néi cña m¸y ph¸t Rf = 500Ω. 2.4.6.3 KÕt luËn vÒ vai trß cña m¹ch ph¶n håi ©m ®èi víi mét sè ®Æc tr−ng cña s¬ ®å khuÕch ®¹i emitter chung. 3. s¬ ®å collector chung-tÇng lÆp l¹i emitter dïng transistor NhiÖm vô: Sinh viªn hiÓu ®−îc nguyªn t¾c lÆp l¹i emitter vµ s¬ ®å Darlington. C¸c b−íc thùc hiÖn: 3.1. §o hÖ sè khuÕch ®¹i dßng 3.1.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A2- 3a. 3.1.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o: - §ång hå ®o dßng base cña transistor: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña 51
m¹ch A2-3 víi ®ång hå ®o dßng hiÖn sè DIGITAL mA METER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 2mA. - §ång hå ®o dßng emitter cña transistor : §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ kho¶ng ®o ë 20mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2- 3a víi chèt E1vµ R5 ®Ó t¹o m¹ch emitter cho T1. Chó ý: C¾m ®óng ph©n cùc nguån vµ ®ång hå ®o. 3.1.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh. VÆn biÕn trë P1 ®Ó dßng qua base transistor T1 ∼ 20µA. 3.1.4. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë P1, do ®ã lµm thay ®æi dßng base transistor T1 theo c¸c lÇn ®o cho trong b¶ng A2- 8. Ghi gi¸ trÞ dßng ch¶y qua emitter cña transistor vµo b¶ng A2- 8. B¶ng A2-8 Dßng I b T 1 (chØnh P1) Dßng I e T 1 I b1 = 20 µA I e1 = .........mA 1 I b 2 = 20µA I e 2 = .........mA 2 3.1.5. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC K ( I ) = ( I e 2 − I e1 ) ( I b 2 − I b1 ) . 3.2. TÇng lÆp l¹i Darlington: 3.2.1. §ång hå ®o dßng emitter cña transistor : §Æt c¸c c«ng t¾c cña bé ®o hiÖn sè DIGITAL V-A METER cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é ®o dßng (A) vµ kho¶ng ®o ë 200mA. Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (mA) cña m¹ch A2- 3 víi chèt E2 52
vµ R5 ®Ó t¹o m¹ch emitter cho T2. 3.2.2. Sö dông d©y cã chèt c¾m ®Ó nèi m¹ch h×nh A2-3 thµnh s¬ ®å Darlington: Nèi chèt E1 víi B2. 3.2.3. BËt ®iÖn nguån nu«i cho thiÕt bÞ chÝnh (khèi ®Õ). VÆn biÕn trë P1 ®Ó dßng qua base transistor ∼ 10µA. 3.2.4. Thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë P1, lµm thay ®æi dßng base transistor T1 vµ do ®ã T2 theo c¸c kiÓu cho trong b¶ng A2-9. Ghi gi¸ trÞ dßng ch¶y qua emitter cña transistor T2 vµo b¶ng A2-9. B¶ng A2-9 Dßng I b T 1 (chØnh P1) Dßng I e T 2 I b1 = 10 µA I e1 = .........mA 1 I b 2 = 20 µA I e 2 = .........mA 2 3.2.5. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng DC cho toµn bé s¬ ®å Darlington. K ( I ) = ( I e 2 − I e1 ) ( I b 2 − I b1 ) = . 3.2.6. So s¸nh hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cho s¬ ®å lÆp l¹i th«ng th−êng vµ s¬ ®å Darlington. 3.3. TÇng lÆp lµm viÖc ë chÕ ®é xoay chiÒu (Ac). 3.3.1. Sö dông s¬ ®å A2- 3. 3.3.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é: - Ph¸t d¹ng xung vu«ng gãc (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh vu«ng gãc), tÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY). - Biªn ®é ra 2V (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE). 3.3.3. Nèi lèi vµo IN m¹ch A2- 3 víi lèi ra m¸y ph¸t tÝn hiÖu. 3.3.4. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 1V / cm, thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm . ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao ®éng ký. Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ vµo IN. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký víi ®iÓm thÕ ra C. 3.3.5. Nèi c¸c chèt E1 víi R4, R5 vµ R6. §o th«ng sè xung ra. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ K1 = Ura/ Uvµo cho tÇng lÆp l¹i ®¬n. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng A2-10. 53