Báo Cáo Thí Nghiệm Khảo Sát Đặc Tính Của Diode Và Transistor


*
*

1 VLKT - Viện Vật lý Kỹ thuật- ĐHBK Hà nội.

Bạn đang xem: Báo cáo thí nghiệm khảo sát đặc tính của diode và transistor

Thí nghiệm đồ dùng lý- BKE-090 Khảo ngay cạnh công dụng của diode với transistor Dụng cụ: 1. Sở thể nghiệm Vật lý MC - 957. 2. Một Diode và một Transistor npn. 3. Hai năng lượng điện trnghỉ ngơi 820Ω với 100k Ω. 4.Sở dây nối mạch điện ( 9 dây ) I. Trung tâm định hướng 1.công năng chỉnh l−u của Diode phân phối dẫn. a. Tính dẫn năng lượng điện của cung cấp dẫn tinh khiết : Các nguyên ổn tử Silic (Si), German( Ge)... tất cả 4 electron làm việc phần ngoài thuộc, Lúc kết tinh, chúng link với nhau vày 4 song electron góp thông thường với 4 nguyên ổn tử trơn giềng, gọi là link đồng hoá trị. Vì vậy ở nhiệt độ thấp, những tinh thể Ge, Si... tinch khiết không tồn tại những electron thoải mái, bọn chúng là những hóa học cách năng lượng điện. Tuy nhiên, sinh sống ánh nắng mặt trời cao, năng l−ợng vận động sức nóng đầy đủ mang lại một số electron bứt thoát khỏi mối liên kết đồng hoá trị, đổi mới electron tự do thoải mái, và để lại sinh sống nguyên tử một lỗ trống p, t−ơng đ−ơng với 1 hạt điện d−ơng có năng lượng điện +e . Lỗ trống này nh− một chiếc mồi nhử, hoàn toàn có thể bắt electron của nguyên ổn tử lân cận và tạo thành một lỗ trống bắt đầu. Cơ chế này có thể chấp nhận được những lỗ trống hoàn toàn có thể dịch rời tự do vào tinh thể yêu cầu lỗ trống đ−ợc Call là những lỗ trống thoải mái. Nh− vậy, dựa vào quy trình ion hoá vày nhiệt, hai một số loại phân tử có điện tự do thoải mái e với p bên cạnh đó xuất hiện thêm trong chất cung cấp dẫn, cùng với mật độ đều nhau ( ne = np = ni ), thuộc tham gia vào quy trình dẫn điện. ở ánh sáng chống, quá trình ion hoá bởi vì sức nóng của những bán dẫn tinh khiết xảy ra yếu ớt, mật độ ni hết sức bé dại, điện trsinh hoạt suất của chúng rất to . b. Bán dẫn tạp hóa học lúc trộn tạp những nguyên ổn tử thuộc đội 5, chẳng hạn nh− Arsenic (As ) vào tinch thể Silic , 4 trong các 5 electron lớp bên ngoài cùng của ngulặng tử As liên kết đồng hoá trị với 4 nguyên tử Silic bao phủ, còn sót lại 1 electron liên kết yếu ớt cùng với phân tử nhân As, dễ dẫn đến bứt thoát khỏi As thay đổi electron tự do và As biến 1 ion d−ơng tạp hóa học. ngơi nghỉ ánh sáng chống, năng l−ợng nhiệt độ đầy đủ để ion hoá toàn cục các nguyên tử tạp As vào mạng tinch thể Si, tạo nên tương đối nhiều electron tự do thoải mái, e chiếm phần phần nhiều vươn lên là hạt dẫn cơ phiên bản, lỗ trống chiếm phần tđọc số trở nên nhiều loại hạt dẫn không cơ bạn dạng, cung cấp dẫn pha tạp As đ−ợc Điện thoại tư vấn là phân phối dẫn nhiều loại N, tất cả ne >> np. Cũng t−ơng tự nh− nuốm, trường hợp ta pha tạp vào tinc thể Silic các nguyên tử trực thuộc nhóm 3, ví dụ điển hình Gallium ( Ga), chỉ tất cả 3 electron lớp ngoài cùng. khi liên kết cùng với 4 nguim tử Si bao quanh, Ga bị thiếu thốn 1 electron , tạo nên một nút khuyết, hay như là 1 lỗ trống link. Nó có thể bắt một electron của nguyên ổn tử Si ở bao quanh, thay đổi một ion âm Ga tạp hóa học, với tạo ra một lỗ trống tự do thoải mái. Bán dẫn trnghỉ ngơi cần nhiều lỗ trống tự do, đ−ợc điện thoại tư vấn là cung cấp dẫn các loại P. Lỗ trống chỉ chiếm nhiều phần, là hạt dẫn cơ bản, electron là hạt dẫn ko cơ bản: ne >1. Nh− nạm tức là chỉ cần IB biến đổi 1 l−ợng rất nhỏ dại cũng làm IC chuyển đổi một l−ợng rất cao, cho nên vì vậy β đ−ơc hotline là hệ số khuếch đại mẫu. Ng−ời ta lợi dụng đặc thù này của transistor để gia công hiện tượng khuếch đại loại năng lượng điện.Hình 4 chỉ ra rằng đ−ờng sệt tr−ng IC= f ( IB ),( Gọi là quánh tuyến đường truyền đạt của trandikhổng lồ ), ứng cùng với đoạn OM ta nói Transistor thao tác làm việc nghỉ ngơi chính sách khuếch tán tuyến đường tính. Trên đoạn MN transistor chuyển động sống chính sách bão hoà, khi đó điện trtrọng điểm nhì rất C - E của Ic(bh) Ib(bh) Ic(mA) Ib (àA) 0 M N Hình 4 : Đặc tuyến truyền đạt Ic =f (Ib) của transistor 4 transistor khôn xiết nhỏ cùng Transistor đ−ợc sử dụng nh− một công tắc nguồn (đóng góp ngắt điện ). Trong phân tách này ta đang khảo sát tính năng khuyếch đại cuả transistor bằng cách vẽ những đ−ờng đặc tr−ng Ic = f( IB), tự kia khẳng định vùng hoạt động tuyến tính và xác minh đ−ợc hệ số khuếch tán cái điện β của transistor. II - Trình từ bỏ thí điểm A. Vẽ đặc tr−ng von-ampe của diode. Quan ngay cạnh bố trí cùng bề mặt vật dụng của cục thử nghiệm MC - 95.7 (hình 5) Hình 5 Crúc ý :  Mọi thao tác làm việc cởi lắp mạch năng lượng điện xung quanh sản phẩm của cục thử nghiệm MC-957 hầu như buộc phải đ−ợc triển khai Lúc ngắt năng lượng điện, và rút ít phích gặm nguồn của chính nó ra khỏi ổ năng lượng điện 220V !  Khi phải vặn chuyển mạch nhằm chọn lại các thang đo, độc nhất vô nhị thiết yêu cầu sút điện áp các mối cung cấp cung cấp U1,U2 về 0 1. Vẽ đặc tr−ng V-A của điốt phân rất thuận: a. Mắc mạch điện xung quanh vật dụng của bộ MC - 95.7 theo sơ thiết bị hình 6-a. b. Lựa chọn những thông số mang lại mạch điện :  Von kế đặt ở thang đo 10V  Ampe kế A2 chọn thang 10mA, phù hợp cùng với năng lượng điện trngơi nghỉ download R= 820ς.  Các nguồn điện U1 với U2 thuở đầu đặt ở trong phần 0, công tắc K ở đoạn ngắt mạch, chuyển mạch “ pnp/npn, D “ ở chỗ “npn, D”. Hình 6a : Sơ vật dụng mạch điện đo quánh tr−ng Von-Ampe của Diode phân cực thuận Hình 6b : Sơ đồ gia dụng mạch năng lượng điện đo đặc tr−ng Von-Ampe của Diode phân rất nghịch c. Sau Lúc cấu hình thiết lập chấm dứt,Mời thầy giáo bình chọn mạch điện , để đ−ợc phnghiền cắm phích năng lượng điện mối cung cấp của MC-957 vào ổ 220V. d. Tiến hành đo : Bnóng công tắc nguồn K đ−a năng lượng điện vào máy: đèn LED chiếu sáng. e. Vặn đàng hoàng thay luân chuyển của mối cung cấp U2 để hiệu điện cố U thân nhị rất của điốt chỉ bên trên vôn kế V tăng ngày một nhiều từng 0,1V , trường đoản cú 0 mang lại khoảng 0,7V. Đọc với ghi các quý giá t−ơng ứng của c−ờng độ chiếc điện thuận It chỏ trên ampe kế A2 vào bảng 1. f. Vặn nắm xoay của nguồn U2 về vị trí 0. Bnóng công tác K nhằm ngắt điện. 2. Vẽ quánh tr−ng V-A của điốt phân rất ng−ợc. a. Mắc lại mạch năng lượng điện cùng bề mặt sản phẩm công nghệ MC-95.7 theo sơ đồ dùng hình 6-b. b. Lựa lựa chọn những thông số kỹ thuật mang đến mạch điện :  Von kế đặt ở thang đo 10V.  Ampe kế chọn thang 0.1mA (rất có thể áp dụng đồng hồ Ampe kế A2 hoặc A1 để có thang đo thích hợp).Các nguồn điện U1 với U2 Q Q A1 + V + Rc 820ς +12V U2 C N Phường. +12V U2 A2 + V + Rc 820ς C N Phường. Q E U1 A1 V A2 K U2 5 lúc đầu đặt ở chỗ 0, công tắc K ở phần ngắt mạch, chuyển mạch “ pnp/npn, D “ vẫn để tại phần “npn, D”. c. Sau lúc tùy chỉnh chấm dứt, Mời cô giáo kiểm soát mạch điện. d. Tiến hành đo : Bấm công tắc nguồn K đ−a điện vào máy: đèn LED chiếu sáng phát sáng. Vặn đàng hoàng cố chuyển phiên của nguồn U2 nhằm hiệu điện cầm U chỏ bên trên vôn kế V tăng vọt từng 1V, trường đoản cú 0 mang lại 10V.

Xem thêm: " Sim Rác Giá Rẻ Hà Nội - Sim Rác Giá Tốt Tháng 3, 2021 Sim

Đọc và ghi những giá trị t−ơng ứng của c−ờng độ cái năng lượng điện ng−ợc chỉ trên ampe kế A1 vào bảng 1. e. Vặn ráng luân phiên của mối cung cấp U2 trả về vị trí 0. Bnóng công tác làm việc K để ngắt điện . Rút ít phích năng lượng điện của bộ MC-95.7 ra khỏi nguồn điện áp ~ 220V. B. Vẽ đ−ờng quánh tr−ng IC = f ( IB ) của transistor : 1. Nguyên tắc thông thường : Để có thể vẽ đ−ờng đặc tr−ng IC = f ( IB ) với cùng 1 giá trị của UCE nên tiến hành theo trình trường đoản cú sau (hình 7) . - Vẽ chúng ta đ−ờng cong IC = f (UCE ) màn trình diễn sự phụ thuộc của dòng colectơ IC vào hiệu nỗ lực UCE giữa colectơ và emitơ ứng với những giá trị không đổi của dòng badơ bẩn IB = 5àA, 10àA, 15àA, 20àA. - Xác định tình dục IC = f (Ib) ứng cùng với thuộc cực hiếm của hiệu gắng UCE = 3V bằng phương pháp kẻ đ−ờng thẳng tuy vậy tuy nhiên cùng với trục tung tại vị trí UCE = 3V, và lấy những toạ độ những giao điểm của nó cùng với họ đ−ờng cong IC=f(UCE ). Từ đó vẽ đ−ờng sệt tr−ng IC = f ( IB ) của trandito lớn có dạng đ−ờng trực tiếp OM nh− hình 7 với suy ra hệ số khuếch đại chiếc điện β của trandito lớn, bao gồm trị số bởi độ dốc tgα của đ−ờng OM . β α= =∆∆IICBtg (8) 2. Trình trường đoản cú đo : a. Lựa chọn những thông số kỹ thuật đến mạch năng lượng điện :  Von kế đặt ở thang đo 10V.  Ampe kế A1 lựa chọn thang 50 àA  Ampe kế A2 lựa chọn thang 1 mA  Điện trngơi nghỉ mua Colectơ Rc = 8trăng tròn ς, Điện trsinh hoạt mạch Banhơ bẩn chọn Rb = 50 – 100 kς. b. Mắc mạch năng lượng điện xung quanh sản phẩm MC-95.7 theo sơ vật dụng hình 8 Các điện áp nguồn Ut và U2 thuở đầu đặt tại vị trí 0, công tắc K ở phần ngắt mạch, chuyển mạch “ pnp/npn, D “ vẫn nhằm ở vị trí “npn, D”. c. Sau khi thiết lập cấu hình hoàn thành, Mời cô giáo bình chọn mạch năng lượng điện. d. Tiến hành đo : Bấm công tắc K đ−a năng lượng điện vào lắp thêm : LED phát sáng.  Vặn nhàn hạ ráng kiểm soát và điều chỉnh nguồn U1 để nhằm thiết lập loại badơ ( chỉ bên trên ampe kế A1 ) IB = 5àA .  Vặn thong dong rứa kiểm soát và điều chỉnh mối cung cấp U2 nhằm vôn kế V chỉ hiệu năng lượng điện thế UCE (thân colectơ và êmitơ) tăng nhiều từng 0,2V, từ 0 đến 1V. NPNB+12V+12VI E Q820ςPRcA2V100kRb MH F CECA1N Hình 8 - + - + - + Ic ( mA)Uce (V)3V0Ib(àA)αHình 7 : Đặc tuyến ra Ic = f ( Uce) với đặc tuyến đường truyền đạt Ic= f (Ib) Ib=5àA Ib=10àA Ib=15àA Ib=20à M A 6 Đọc cùng ghi quý giá hiệu cố UCE và chiếc Ic t−ơng ứng ( chỉ vị A2) vào bảng 2. Khi dòng Ic tăng v−ợt quá 1mA thì nên gửi thang đo của ampe kế A2 quý phái vị trí 10mA.  Tiếp tục tăng UCE từng von một, từ là 1 – 10V, hiểu với ghi các giá trị IC t−ơng ứng vào bảng 2. Chú ý rằng khi tăng Ic , mẫu Ib sẽ bị giảm, vậy nên th−ờng xuyên ổn quan tiền ngay cạnh đồng hồ đeo tay A1, điều chỉnh đúng lúc giữ mang lại Ib ko thay đổi. e. Vặn chũm xoay của nguồn U2 trả về địa điểm 0. f. Tiếp tục thực hiện lại từ bỏ cồn tác ( B-2-d) với các quý giá không đổi của loại badơ IB = 10àA,15àA, 20àA. Đọc và ghi những cặp quý hiếm t−ơng ứng của UCE và IC ứng với Ib = 10àA, 15àA, 20àA vào bảng 2. g. Cuối cùng, vặn vẹo trả vắt điều chỉnh những mối cung cấp U1 và U2 về vị trí 0. Bấm công tắc nguồn K nhằm ngắt năng lượng điện. Rút ít phích rước năng lượng điện thoát khỏi ổ điện ~ 220V. Tháo những dây nối mạch điện và thu xếp gọn gàng các phương pháp thí điểm. Đừng quên phát âm với ghi vào bảng 1 với 2 : Giá trị thang đo cùng cung cấp đúng chuẩn δA1 , δA2 , δV của ampe kế A1 , A2 , cùng Von kế V. III- Câu hỏi khám nghiệm 1. Phân biệt tính dẫn năng lượng điện của chào bán dẫn tinch khiết, phân phối dẫn loại n và các loại p . Vì sao năng lượng điện trnghỉ ngơi của buôn bán dẫn lại phụ thuộc mạnh tay vào ánh sáng ? Sự nhờ vào nhiệt độ của năng lượng điện trsinh sống của phân phối dẫn với của kim loại khác nhau rứa nào ? 2. Giải say mê sự xuất hiện thêm hiệu rứa xúc tiếp Utx Khi ghxay nhị buôn bán dẫn P.,N cùng nhau ? giải thích công năng chỉnh l−u của tiếp xúc PN. 3. C−ờng độ mẫu năng lượng điện I chạy qua điốt phụ thuộc vào hiệu điện cầm cố U thân hai điện rất của chính nó theo quy điều khoản như thế nào, có thể áp dụng định phương pháp Ôm mang lại diode đ−ợc ko ? Vẽ đ−ờng quánh tr−ng von - ampe của Diode và sơ trang bị mạch điện nhằm khẳng định đ−ờng sệt tr−ng von - ampe này. 4. Mô tả kết cấu với ký hiệu của transistor loại npn và loại pnp. Giải yêu thích bề ngoài vận động và công dụng khuếch đại dòng điện của transistor. 5. Theo anh chị thì chiếc ICBO có hình họa h−ởng giỏi, xấu vậy như thế nào mang lại buổi giao lưu của transistor ? Vùng buổi giao lưu của transistor trong phạm vi thí nghiệm anh chị sẽ làm là con đường tính tốt phi tuyến đường, vày sao ? 6. Anh chị em gồm thừa nhận xét gì về phong thái sắp xếp những đồng hồ đeo tay đo nuốm và mẫu trong những sơ đồ dùng mạch năng lượng điện hình 6a cùng 6b ? vì chưng sao bắt buộc sắp xếp khác nhau nh− vậy ? 7. Nếu transistor đề nghị khảo sát là một số loại PNPhường thì sơ vật dụng mạch điện nh− bên trên hình 8 cần phải bố trí biến hóa nh− ráng nào? 7 Báo cáo thí nghiệm Khảo gần kề tính năng của diode và transistor Xác thừa nhận của giáo viên Tr−ờng ........................................ Lớp .....................Tổ ..................... Họ tên : ......................................... I. Mục đích thử nghiệm ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ............. II. Kết trái thí nghiệm A. Khảo liền kề đ−ờng sệt tr−ng von - ampe I = f(U) của Diode : Bảng 1 Um = .................( V ) ; δV = ..................(%) Thang đo It = ............... (mA ) ; δA1 = ..................(%) In = ................(àA ) ; δA2 = ..................(%) U (V) Chiều thuận I (mA) U (V) Chiều nghịch I (mA) B. Khảo gần kề đ−ờng sệt tr−ng IC = f ( IB ) của Transistor : Bảng 2 Um = .................( V ) ; δV= ..................% Thang đo I1 = ............... ( àA ) ; δA1 = ..................% I2 = ................(mA ) ; δA2 = ..................% Uce (V) Ib= 5àA Ic (mA) Uce (V) Ib= 10àA Ic (mA) Uce (V) Ib= 15àA Ic (mA) Uce (V) Ib= 20àA Ic (mA) 8 3. Vẽ vật thị quánh tr−ng Von – Ampe của Diode I = f ( U )