Sơ đồ Khuếch đại Dùng JFET Mắc Theo Kiểu Cực Nguồn Chung CS

TRANSISTOR TRƯỜNG FET - KHÓA CHUYỂN MẠCH DÙNG FET

4. Các sơ đồ khóa chuyển mạch dùng transistor trường FET

Do transistor trường có trở trong vùng cut-off rất lớn nên thường hay được sử dụng như các khóa chuyển mạch đóng-mở trong các sơ đồ điện tử.

4.1. Sơ đồ khoá nối tiếp

Sơ đồ trên mạch điện như hình 4.6a.

Hình 4.6. Các sơ đồ khóa điện tử

Khi khóa K mở: Vout = 0 Khi khóa K đóng (nối):

4.2. Sơ đồ khoá song song

Sơ đồ trên mạch điện hình 4.6b.

Khi khóa K mở: Vout = Vin Khi khoá K đóng (nối): Vout = 0

Trong bài thực nghiệm này khoá một transistor trường JFET kênh N được sử dụng làm khóa K. Do đó, khoá K sẽ ở trạng thái mở (R = ∞) khi thế cực Gate là âm so với cực Source (VGS

<0) và khoá K ở trạng thái đóng (R = 0) khi thế này VGS> 0. Để điều khiển khoá ta dùng các thế 1 chiều hoặc máy phát xung. Tín hiệu đưa vào các lối vào mạch (giá trị Vin) có thể là các thế một chiều hoặc xoay chiều tần số thấp (so với tín hiệu điều khiển khoá).

THỰC NGHIỆM

Mạch thí nghiệm AE – 104 Module:

1. Sơ đồ khuếch đại dùng JFET mắc theo kiểu cực nguồn chung CS

• Nhiệm vụ: Khảo sát nguyên tắc khuếch đại của transistor trường, sơ đồ mắc kiểu source chung và đo hệ số khuếch đại của transistor trường.

• Bản mạch thực nghiệm: A4 – 1

• Các bước thực nghiệm:

1.1. Khảo sát khuếch đại 1 chiều (DC):

- Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A4-1.

- Mắc các đồng hồ đo:

■ Đồng hồ đo sụt thế trên cực máng của transistor trường: Nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch A4-1 với đồng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLTMETER của thiết bị chính. Khoảng đo đặt ở 20V.

■ Đồng hồ đo dòng cực máng ID của transistor trường: Nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A4-1 với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mAMETER của thiết bị chính. Thang đo đo đặt ở mA.

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).

- Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính.

- Ghi giá trị dòng và thế trên của transistor trường. Chỉnh P2 để dòng ID qua T1 ~ 1mA.

Nêu đặc điểm khác biệt giữa transistor trường (yếu tố điều khiển bằng thế) và transistor lưỡng cực (yếu tố điều khiển bằng dòng).

- 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.

- Ghi giá trị dòng 𝐼 và thế 𝑉 trên transistor trường tại mỗi giá trị 𝑈 được điều chỉnh bởi P1 vào bảng A4-B2

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

- Giữ nguyên sơ đồ đã xác lập trong mục 1.1 trên, nối J1, J2, ngắt J3.

- Chỉnh P1 để lớp tiếp giáp GS phân cực ngược, dòng cực máng ID cỡ 1 2mA.

- Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ: phát dạng sóng vuông, tần số 1kHz, biên độ ra 10mV.

- Nối lối ra máy phát tín hiệu với lối vào IN của sơ đồ A4-1.

- Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ở 50mV/cm và kênh 2 ở 1V/cm, thời gian quét của dao động ký ở 1ms/cm..

- Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màn máy hiện sóng.

- Nối kênh 1 dao động ký vào lối vào A. Nối kênh 2 dao động ký vào lối ra C.

- Thay đổi biên độ tín hiệu vào từ 10mV đến 500mV. Đo biên độ tín hiệu ra tương ứng.

Ghi các kết quả vào bảng A4-B3.

𝑈 𝐼 𝑉 Bảng A4-B2

Biểu diễn trên đồ thị các giá trị đo được giữa dòng 𝐼 (trục y) và thế 𝑉 (trục x).

Bảng A4-B3

Vin (IN) 10mV 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV Biên độ

Vout

A

Tính hệ số khuếch đại thế A = VouJVincho mỗi bước. Ghi các kết quả vào bảng A4-3.

- Giữ biên độ tín hiệu vào ở 100mV. Vẽ dạng tín hiệu ra.

- Đổi chế độ phát từ phát từ sóng vuông góc sang phát sóng dạng hình sin. Giữ nguyên biên độ sóng vào, thay đổi tần số vào từ cực tiểu đến cực đại (bằng cách chỉnh tần số máy phát của khối thiết bị chính).

- Đo biên độ tín hiệu vào và tín hiệu ra ở mỗi tần số. Tính hệ số khuếch đại thế 𝐴 𝑉 𝑉 cho mỗi bước dịch tần số. Ghi các kết quả vào bảng A4-B4.

Bảng A4-B4 F Biên độ Vout

A

Biểu diễn kết quả sự phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần số.

- Đo biên độ tín hiệu vào tại lối vào IN.

- Tháo dây tín hiệu khỏi chân IN, đo biên độ tín hiệu từ lối ra máy phát tín hiệu (không tải).

So sánh biên độ tín hiệu trong hai trường hợp, tính sự mất mát biên độ (%) do ảnh hưởng điện trở vào của sơ đồ.