Sự phát triển của công nghệ thông tin đã làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt đời sống của con
người, cùng với tốc độ phát triển chóng mặt ấy, thì hệ thống kỹ thuật truyền thông ngày càng
được cải tiến, nâng cấp và phức tạp hơn. Tuy nhiên việc đưa những kỹ thuật ấy vào giảng dạy ở
các trường đại học gặp phải nhiều khó khăn. “Vô tuyến điện tử” là một trong những môn học để
giúp sinh viên sư phạm có được những kiến thức cơ bản vệ hệ thống kỹ thuật truyền thông, có
được những hiểu biết ban đầu về hệ thống kỹ thuật số hiện đại ngày nay, trên cơ sở đó sinh viên
có thể tự tìm hiểu và khám phá thêm những ứng dụng khác để phục vụ tốt hơn cho tiết dạy của
mình sau này.
Với mục đích làm phong phú hơn sự hiểu biết của các sinh viên về môn “vô tuyến điện tử”,
khám phá thêm những ứng dụng của những linh kiện bán dẫn đã học, kích thích sự tò mò, ham
hiểu biết của các sinh viên nên em chọn đề tài “lắp ráp mạch dao động tạo sóng vuông có tần số
thay đổi được”.
Chúng ta có thể thấy rằng “ Mạch dao động tạo sóng vuông” có mặt ở khắp mọi nơi trong
cuộc sống của chúng ta, từ những thiết bị máy móc tinh vi trong các bộ nhớ, bộ đếm, bộ vi xử
lý , đến những hệ thống kỹ thuật điện công nghiệp và đến cả những mạch điện đơn giản hàng
ngày mà chúng ta thường thấy trên các bảng chạy đèn quảng cáo, trong các cột đèn giao thông.
Các bạn có thể hình dung đơn giản rằng : một mạch dao động tạo sóng vuông là mạch tạo ra
những tín hiệu logic 0 hoặc 1, chính vì vậy, chúng có tác dụng biến đổi một tín hiệu tương tự (như
tín hiệu hình sin) thành tín hiệu logic (tín hiệu kỹ thuật số). Chúng là nền tảng cơ bản trong hệ
thống kỹ thuật số ngày nay.
Nguyên cứu mạch dao động tạo sóng vuông cũng là một trong những cách giúp các bạn tiếp
cận đến những hiểu biết sơ khai về hệ thống kỹ thuật số, một trong những ngành điện tử khá mạnh
của thời đại ngày nay. Không những vậy, bạn còn có thể tự tay chế tạo ra những mạch điện tử có
đèn nhấp nháy theo ý thích của mình. Sự đam mê tìm tòi khám phá sẽ nảy sinh từ đây khi mà bạn
thấy một sản phẩm của mình đang “ nhấp nháy”. Với một chút kiến thức nhỏ trong luận văn, hi
vọng sẽ mang lại cho các bạn những hiểu biết mới về môn học, khám phá thêm nhiều ứng dụng,
có thể kích thích sự tìm tòi và ham học hỏi của các bạn.
79 trang |
Chia sẻ: duongneo | Lượt xem: 2717 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Lắp ráp mạch dao động tạo sóng vuông có tần số thay đổi được, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Khoa Vật Lý
-----o0o-----
GVHD: PHAN THANH VÂN
SVTH: KIỀU THỊ NY
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2009
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
Lời cảm ơn
0O0
Bốn năm được đào tạo trong trường đại học là một thời kỳ quá độ để chuẩn bị trở thành một
người giáo viên tương lai, kết thúc một khóa đào tạo, hay bắt đầu một khóa học mới trên đường
đời. Luận văn tốt nghiệp là một bước chuyển tiếp trong thời kỳ quá độ ấy. Đây thật sự là một
phương pháp nguyên cứu khoa học không những khá phổ biến mà còn rất hữu ích cho sinh viên
khi sắp ra trường. Không chỉ học 4 năm trong trường, được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô
qua từng môn học mà em thật sự cảm thấy mình học được rất nhiều từ việc được thực hiện luận
văn, từ sự chỉ dạy tận tình của quý thầy cô hướng dẫn, “những điều tưởng như không làm được
nhưng cũng đã được thực hiện”.
Để có thể hoàn thành được luận văn này, đầu tiên cho em xin được gửi lời cảm ơn đến Ban
Chủ Nhiệm Khoa Vật Lý Trường Đại Học Sư Phạm TP HCM đã tạo điều kiện cho em có thể thực
hiện được luận văn.
Bên cạnh đó nếu không có Quý Thầy, Cô đã truyền đạt kiến thức trong suốt khóa học
thì chắc chắn em cũng không thể hoàn thành luận văn một cách hoàn chỉnh. Cho phép em gửi lời
cảm ơn đến tất cả Thầy, Cô nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phan Thanh Vân, đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ,
giải đáp những khó khăn em trong suốt quá trình làm đề tài.
Em cũng xin cảm ơn thầy Cao Anh Tuấn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành
phần hàn mạch thực nghiệm.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến hội đồng khoa học đã xét duyệt luận văn.
Xin chúc sức khỏe quý thầy cô nhà trường.
Sinh viên thực hiện
Kiều Thị Ny
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 2
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển của công nghệ thông tin đã làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt đời sống của con
người, cùng với tốc độ phát triển chóng mặt ấy, thì hệ thống kỹ thuật truyền thông ngày càng
được cải tiến, nâng cấp và phức tạp hơn. Tuy nhiên việc đưa những kỹ thuật ấy vào giảng dạy ở
các trường đại học gặp phải nhiều khó khăn. “Vô tuyến điện tử” là một trong những môn học để
giúp sinh viên sư phạm có được những kiến thức cơ bản vệ hệ thống kỹ thuật truyền thông, có
được những hiểu biết ban đầu về hệ thống kỹ thuật số hiện đại ngày nay, trên cơ sở đó sinh viên
có thể tự tìm hiểu và khám phá thêm những ứng dụng khác để phục vụ tốt hơn cho tiết dạy của
mình sau này.
Với mục đích làm phong phú hơn sự hiểu biết của các sinh viên về môn “vô tuyến điện tử”,
khám phá thêm những ứng dụng của những linh kiện bán dẫn đã học, kích thích sự tò mò, ham
hiểu biết của các sinh viên nên em chọn đề tài “lắp ráp mạch dao động tạo sóng vuông có tần số
thay đổi được”.
Chúng ta có thể thấy rằng “ Mạch dao động tạo sóng vuông” có mặt ở khắp mọi nơi trong
cuộc sống của chúng ta, từ những thiết bị máy móc tinh vi trong các bộ nhớ, bộ đếm, bộ vi xử
lý, đến những hệ thống kỹ thuật điện công nghiệp và đến cả những mạch điện đơn giản hàng
ngày mà chúng ta thường thấy trên các bảng chạy đèn quảng cáo, trong các cột đèn giao thông...
Các bạn có thể hình dung đơn giản rằng : một mạch dao động tạo sóng vuông là mạch tạo ra
những tín hiệu logic 0 hoặc 1, chính vì vậy, chúng có tác dụng biến đổi một tín hiệu tương tự (như
tín hiệu hình sin) thành tín hiệu logic (tín hiệu kỹ thuật số). Chúng là nền tảng cơ bản trong hệ
thống kỹ thuật số ngày nay.
Nguyên cứu mạch dao động tạo sóng vuông cũng là một trong những cách giúp các bạn tiếp
cận đến những hiểu biết sơ khai về hệ thống kỹ thuật số, một trong những ngành điện tử khá mạnh
của thời đại ngày nay. Không những vậy, bạn còn có thể tự tay chế tạo ra những mạch điện tử có
đèn nhấp nháy theo ý thích của mình. Sự đam mê tìm tòi khám phá sẽ nảy sinh từ đây khi mà bạn
thấy một sản phẩm của mình đang “ nhấp nháy”. Với một chút kiến thức nhỏ trong luận văn, hi
vọng sẽ mang lại cho các bạn những hiểu biết mới về môn học, khám phá thêm nhiều ứng dụng,
có thể kích thích sự tìm tòi và ham học hỏi của các bạn.
Vì kiến thức hạn hẹp và hạn chế về thời gian nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót,
rất mong sự đóng góp ý kiến của các bạn.
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 3
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
NỘI DUNG CHÍNH
Với mục đích trên, luận văn của em đi sâu vào những nội dung chính như sau:
PHẦN I:MẠCH DAO ĐỘNG TẠO SÓNG VUÔNG
Trong phần này, em đi sâu nguyên cứu các loại mạch dao động tạo sóng vuông, một số linh
kiện thường được dùng trong mạch.
1. Mạch dao động tạo sóng vuông: hay còn gọi là mạch dao động đa hài. Được chia làm
3 loại :
Mạch dao động hai trạng thái bền
Mạch một trạng thái bền
Mạch không trạng thái bền.
Một số linh kiện: có nhiều loại linh kiện để xây dựng được mạch, nhưng transistor BJT, IC
OP AMP, là những linh kiện cơ bản nhất, những linh kiện khác đều là sự tích hợp của những linh
kiện này.
2. TRANSISTOR BJT: là linh kiện gồm 3 lớp bán dẫn, nguyên lý hoạt động khá đơn
giản và khá thân thuộc với các bạn sinh viên sư phạm. Em khảo sát mạch dao động đa
hài phiếm định sử dụng Transistor
3. IC OP AMP: là một IC, hay còn được gọi là Khuếch Thuật Toán không phổ biến với
các bạn sinh viên sư phạm nên em đi sâu vào nguyên cứu hoạt động của IC trong
những mạch đơn giản, rồi mới khảo sát hoạt động của IC tromg mạch đa hài phiếm
định
PHẦN II: ỨNG DỤNG CỦA MẠCH DAO ĐỘNG TẠO SÓNG VUÔNG
Đây là phần khá lý thú, để cho dễ theo dõi và tránh làm rắc rối, em chia phần ứng dụng thành
ba phần nhở
1. IC OP AMP
IC này thường được dùng trong các mạch dao động đa hài phiếm định, phổ biến nhất là tạo
ra được sự nhấp nháy của các đèn LED trên các bảng quảng cáo, bạn có thể điều chỉnh độ nhấp
nháy này bằng một mạch R - C đơn giản, ngoài ra chúng còn được dùng để theo dõi nhiệt độ của
đối tượng. Loại mạch này được dùng rộng rãi trong y tế, trong hệ thống chiếu sáng đèn đường,
trong các bảng quảng cáo.
2. FLIP FLOP
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 4
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
Đây là mạch dao động hai trạng thái bền, nó được chế tạo cơ bản từ hoạt động của hai
transistor “ ON” & “ OFF”, và là cấu trúc cơ bản của một bit thông tin. Không chỉ là thành phần
cơ bản trong việc tích hợp nên các IC khác mà chúng còn là một đơn vị thông tin cơ bản trong các
bộ nhớ, các bộ đếmlà nền tảng của hệ thống kỹ thuật số.
3. IC 555
Là một IC tích hợp, nó được cấu tạo dựa trên hoạt động của hai OP AMP và một Flip Flop,
là một chíp vi mạch tạo ra sóng vuông hữu dụng nhất. Nó thường được dùng để tạo sóng vuông
trong mạch đa hài phiếm định và mạch đa hài đơn ổn ( mạch dao động đa hài một trạng thái bền)
Trong mạch đa hài đơn ổn, IC này có tác dụng như một rơ- le thời gian, nó thường được sử
dụng trong hệ thống dây chuyền sản xuất công nghiệp, để đếm các sản phẩm. Dùng IC này độ
nhạy của hệ thống tăng lên.
Trong mạch đa hài phiếm định, nó thường được ứng dụng trong việc tạo ra tiếng còi hú, hệ
thống nhấp nháy của đèn LED hoặc là cùng với các giá trị tụ điện, chúng là một hệ thống cơ bản
của đàn điện tử ngày nay.
PHẦN III: PHẦM MỀM ORCAD
ORCAD sẽ giúp bạn trong việc tạo ra một mạch điện sơ đồ nguyên lý trước, giúp bạn xác
định hoặc định dạng trước thứ tự, vị trí, cách sắp xếp các linh kiện trên một mạch hàn thực trong
phần CAPTURE CIS.
Hoặc nếu không thích hàn mạch, ORCAD sẽ giúp bạn tạo ra một bản mạch in trên máy tính,
bạn có thể chọn trước các linh kiện, loại chân thích hợp và sắp xếp chúng cho đẹp mắt rồi nhờ
dịch vụ làm giúp bạn một bản mạch in theo ý thích.
PHẦN IV: THỰC NGHIỆM
Trong phần này em trình bày một số kinh nghiệm thực nghiệm, các bước khi em tiến hành
hàn mạch, và khảo sát tần số mà mạch dao động tạo ra. Và một số mạch mà em hàn được.
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 5
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
I. MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI:
Hầu hết các hệ thống kỹ thuật số đều yêu cầu một vài loại dạng sóng định thời, ví dụ một
nguồn xung kích khởi cần thiết cho tất cả các hệ thống tuần tự định thời. Trong các hệ thống kỹ
thuật số, một dạng sóng hình chữ nhật là điều kiện ước muốn nhất ( không giống như trong các hệ
thống tương tự ở đó thường sử dụng các tín hiệu hình sin).
Sự tạo ra các dạng sóng hình chữ nhật ( sóng vuông) được gọi là bộ đa hài.
Mạch dao động tạo ra sóng vuông gọi là mạch dao động đa hài.
Tùy theo chế độ hoạt động người ta phân biệt thành ba loại :
Mạch hai trạng thái bền hoặc mạch Trigger hay Flip- Flop
Mạch một trạng thái bền hoặc mạch dao động đa hài đơn ổn.
Mạch không trạng thái bền hoặc mạch dao động đa hài phiếm định.
1. Mạch hai trạng thái bền:
Mạch cấu tạo gồm hai tần khuyếch đại, trong đó ngõ vào của tầng này ghép với ngõ ra của
tầng kia qua mạch RC tạo thành vòng hồi tiếp dương khép kín. Nhờ vậy mạch luôn tồn tại ở một
trong hai trạng thái bền vững, mỗi trạng thái tương ứng với một transistor dẫn và transistor tắt, và
chỉ đổi trạng thái khi có xung kích khởi từ bên ngoài. Mạch này thường được dùng làm các thành
phần trong bộ nhớ trong các hệ thống kỹ thuật số.
2. Mạch một trạng thái bền:
Bình thường mạch tồn tại ở trạng thái bền khi có xung kích khởi mạch chuyển sang trạng
thái không bền và sau một khoảng thời gian nhất định mạch tự động trở về trạng thái bền ( mà
không cần có xung kích khởi bên ngoài) . Thời gian mạch tồn tại ở trạng thái không bền không
phụ thuộc vào độ rộng xung kích khởi mà phụ thuộc vào trị số các linh kiện trong mạch. Mạch
này còn được gọi là mạch một nhịp bởi vì một xung kích khởi chỉ tạo nên một xung nhưng bề
rộng của xung lại khác hẳn. Mạch này rất hữu dụng bởi vì nó có thể tạo ra một xung tương đối dài
(hàng chục mili giây ) từ một xung hẹp.
Ví dụ một bộ vi xử lý có thể phát tín hiệu cho một thiết bị bên ngoài để in một nội dung nào
đó bằng cách truyền qua một xung. Thiết bị đầu ra cơ điện nói chung chậm hơn bộ vi xử lý, do đó
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 6
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
nó yêu cầu một xung tín hiệu trong một khoảng thời gian lâu hơn. Điều này đạt được bằng một
mạch giao tiếp có chứa bộ đa hài đơn ổn.
3. Mạch không trạng thái bền:
Dùng để tạo ra xung vuông với độ rộng xung và tần số cho trước. Mạch có hai trạng thái
không bền, trong quá trình hoạt động nó luôn tự chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác
mà không cần có xung kích khởi từ bên ngoài. Mạch này được dùng làm một nguồn xung khóa
trong các mạch tuần tự.
Người ta có thể thiết kế một mạch dao động đa hài bằng nhiều linh kiện khác nhau: như
dùng transistor BJT, vi mạch OP AMP ( còn gọi là mạch khuyếch đại dùng thuật toán), các cổng
logic, các IC555, IC556.
Cho đến một vài năm gần đây, các mạch đa hài được thiết kế bằng cách sử dụng các thiết
bị rời rạc như các điốt chân không, transistor BJT.., ngày nay chúng trở nên lỗi thời do có nhiều
IC trên thị trường, và việc sử dụng IC làm cho mạch gọn gàng, dễ mắc, độ chính xác cao, thuận
lợi..
Em đi sâu nguyên cứu các mạch dao động đa hài không trạng thái bền (mạch dao động đa
hài phiếm định) dùng transistor BJT, mạch đa hài phiếm định dùng OP AMP có tần số thay đổi
được.
II..TRANSISTOR BJT
1. Cấu tạo:
Cùng trên một đế bán dẫn lần lượt tạo ra 2 tiếp xúc công nghệ p-n gần nhau để được
một linh kiện bán dẫn 3 cực gọi là transistor lưỡng cực ( bipolar)
Hình ІІ.9
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 7
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
Mỗi transistor lưỡng cực có 2 tiếp xúc p-n gồm 3 lớp:
Lớp giữa được gọi là lớp gốc ( base) ký hiệu là B, có nồng độ tạp chất thấp nhất
và có bề dày rất mỏng, khoảng 10µm.
Lớp phát ( emitter) ký hiệu là E, có nồng độ tạp chất lớn nhất.
Lớp góp ( collector) ký hiệu là C, có nồng độ tạp chất trung bình.
2. Nguyên tắc hoạt động:
- Ta xét hoạt động của một transisto NPN. Muốn một transisto hoạt động được,
phải có đủ 2 điều kiện:
Tiếp tế:
- Phải cung cấp điện áp cho 2 cực C, E đúng cực tính bằng nguồn điện ECC
+ Nếu transistor NPN thì UCE > 0
+ Nếu transistor PNP thì UCE < 0
Phân cực:
- Phải cung cấp điện áp cho 2 cực B, E đúng cực tính bằng nguồn điện EB.
+Xét trường hợp có nguồn ECC , không có nguồn EB : CE coi như gồm 2 điôt CB
và BE mắc nối tiếp, 2 điôt này mắc ngược chiều nhau nên không cho dòng điện qua CE.
+Xét trường hợp có nguồn EB không có nguồn ECC: điốt BE được phân cực thuận,
electron ( hạt dẫn đa số của lớp e) qua mối tiếp xúc PN vào lớp B để về nguồn EB. Chỉ có
dòng IB, không có dòng IC ở mạch nguồn ECC. Dòng IB càng lớn, khi nguồn EB lớn.
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 8
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
+Xét trường hợp có cả 2 nguồn ECC và nguồn EB: điốt BE được phân cực thuận,
electron ( hạt dẫn đa số của lớp e) qua mối tiếp xúc vào lớp B, ở lớp B này electron là hạt
dẫn điện thiểu số (không cơ bản), khuyếch tán rất nhanh qua lớp B (rất mỏng cở vài µm) để
vào lớp C. Ở đây electron lại là hạt dẫn đa số, nên bị nguồn ECC hút mạnh tạo nên dòng IC.
- Ta thấy, dòng IC càng mạnh khi dòng IB càng lớn và bề dày lớp B càng nhỏ.
Vậy:
+ Khi IB = 0 : không có dòng IC.
+ Khi IB càng lớn: dòng IC càng lớn.
+ Ta nói chính dòng qua cực B (cỡ nA) đã điều khiển dòng điện qua EC (cỡ mA) của
Transistor. Vì vậy, cực B còn gọi là cực khiển.
- Nếu coi cực E là nguồn phát ra hạt dẫn đa số, hạt này một phần nhỏ chạy qua cực
gốc B tạo ra dòng IB, phần lớn còn lại chạy đến cực góp C để tạo nên dòng IC. Vậy ta luôn luôn
có:
IE = IB + IC
Trong đó IB cỡ na và IC cỡ mA( IB<< IC), nên ta cũng có thể xem:
IE IC
- Ta gọi là hệ số khuyếch đại dòng điện của transistor
C
B
I
I
- Ngoài sự dịch chuyển của các hạt dẫn đa số, còn tồn tại dòng dịch chuyển của các hạt
dẫn thiểu số (lỗ trống) từ lớp C qua B đến E. Dòng dịch chuyển này tạo nên dòng ngược
ICEO. Vậy ta có:
IC = IB + ICEO
- Hoạt động của transistor PNP cũng giống như trên nhưng phải thay đổi như sau:
- TIếp tế vào 2 cực C và E bằng nguồn ECC để UCE < 0. Phân cực cho BE bằng nguồn
EB sao cho UBE < 0. Hạt dẫn đa số là lỗ trống phát ra từ E để đến C.
3. Các chế độ làm việc của transistor
Transistor có 3 chế độ làm việc: chế độ khóa, dẫn bảo hòa, và chế độ khuyếch đại.
Khi xét đặc tính của transistor người ta thường quan tâm đến quan hệ giữa dòng điện IC
và điện áp UCE khi IB không đổi, ta có họ đặc tuyến IC=f(UCE), IB = const có dạng như sau:
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 9
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
UCE còn liên hệ với IC theo phương trình
UCE = ECC – ICRC
Gọi là phương trình đường thẳng tải biểu thị bằng đường thẳng ∆c trên hình
Điểm cắt của ∆C với 1,2,3 chính là các giao điểm làm việc của transistor, nó xác định
dòng điện IC và điện áp UCE của transistor ứng với mỗi giá trị của IB.
Khi IB càng tăng thì điểm làm việc càng tiến gần đến các điểm uốn của các đường cong
1,2,3 khi IB tăng đến một giá trị nào đó thì IC không tăng lên nữa, ta nói IC đạt giá trị bão
hòa ICbh. Dòng này tương ứng với gốc bảo hòa IBbh.
Cbh
Bbh
II
Điểm cắt K của đường ∆C với đường cong (1) tương ứng với IB = 0, được gọi là điểm
khóa.
Điểm cắt M của đường ∆C với đường cong (3) tương ứng với IB = IBbh được gọi là
điểm mở bão hòa.
Khi transistor làm việc ở điểm khóa k : IB = 0 và IC≈ 0, ta nói transistor khóa.
Khi transistor làm việc ở điểm mở bảo hòa m : IB = IBbh và IC = ICbh = ICmax (UCE ≈ 0), ta
nói transistor mở bảo hòa.
max
CC
Cbh C
C
EI I
R
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 10
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
A. Transistor làm việc với chế độ dẫn và khóa bảo hòa:
Sơ đồ mạch điện căn bản ở chế độ khóa điện tử của một transistor trong đó K là một
con tắt đóng mở bằng tay hay tự động.
Khi khóa k mở: UCE = - EB < 0, tiếp xúc BE bị phân cực ngược, electron từ E không qua
vùng B được nên IB = 0 và transistor khóa, không có dòng qua điện trở tải RT.
Khi khóa k đóng: 1 2
1 2
CC BE BE B
B
E U E EI I I
R R
Với UBE ≈ 0,6V , nếu ta chọn R1, R2, Ecc, và Eb sao cho :
Cbh CC
B Bbh
C
I EI I
R
Thì transistor sẽ mở bảo hòa.
Lúc đó ta có UCE ≈ 0V và CCC
C
EI
R
nếu công tắc K đóng, mở có chu kỳ với thời gian
đóng tđ = αt với t là thời gian đóng ngắt của công tắc), α = tđ /t gọi là tỉ số đóng thì dòng điện
qua điện trở tải Rt sẽ có dạng như hình vẽ dưới đây và trị số trung bình của dòng điện này là :
0
0 0
1 1T T CC CC
C
t t
E EI I dt dt
T T R
R
Từ đây ta dễ dàng thay đổi trị số I0 bằng cách thay đổi trị số đóng α
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 11
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
Qua các hình vẽ trên, ta thấy trong thực tế khi đóng điện, dòng IC không tăng ngay đến
trị số ICbh mà chỉ đạt đến ICbh sau một khoảng thời gian ton, toff là thời gian cần thiết để các hạt
mang điện trong transistor tích lũy và dịch chuyển
Cũng như lúc tắt, dòng điện không giảm ngay từ ICbh về không mà phải có thời gian toff,
đây là thời gian cần thiết để các hạt dẫn phân tán trở lại và phục hồi trạng thái khóa.
Vậy để transistor đóng mở một cách đáng tin cậy, chu kỳ đóng, cắt t phải lớn hơn
ton+toff. Do đó tần số đóng, cắt lớn nhất cho phép của khóa k là:
ax
min off
1 1
m
on
f
T t t
B.Transistor làm việc với chế độ khuyếch đại:
Sơ đồ mạch điện căn bản ở chế độ khuyếch đại của một transistor như hình dưới đây:
lúc này nguồn phân cực EB phải có chiều như hình vẽ để cho tiếp xúc BE phân cực thuận.
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 12
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
Dòng IB sẽ điều khiển dòng IC.
Trên tải RT ta có một độ sụt áp
Ur= RtIc
Ta có: ECC = RtIC + UCE
UCE = ECC – RtIC
Vậy khi ta tăng, dòng IC tăng theo và UCE giảm. Khi IB giảm, dòng IC giảm theo và UCE
tăng. Hay ta có thể nói: điện áp tín hiệu lấy ra ở chân C ngược pha với điện áp tín hiệu đưa
vào khuyếch đại ở chân B.
4. Mạch dao động đa hài không trạng thái bền dùng transistor BJT.
A. Sơ đồ mạch điện
Mạch bao gồm hai transistor N-P-N được nối với nhau thông qua các tụ điện C1 và C2 .
Tụ C1 được nối vào cực base của transistor T1 và cực collector của transistor T2.
Còn tụ C2 nối vào cực base của transistor T2 và cực collector của transistor T1.
Các điện trở R1, R2 phân cực cho các cực base của transistor T2 và T1
Điện trở Rl, Rl là các điện trở tải, nó có nhiệm vụ hạn chế dòng IC qua cực collector của
hai transistor.
B. Nguyên tắc hoạt động
Ta thấy mạch điện gồm 2 tầng khuyếch đại T1 và T2 hồi tiếp dương, nên trở thành mạch
dao động. Mạch điện hoạt động như sau
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 13
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
Hai transistor T1 và T2 tuy cùng số hiệu nhưng không thể giống nhau 100% được, giả
sử khi mới mở điện, T2 dẫn trước T1. Dòng điện qua Rl của T2 làm điện áp VC2 giảm tới 0
(bằng điện áp E2). C1 được nạp điện qua R1. Khi điện áp 2 đầu tụ điện đủ để phân cực cho T1
thì T1 dẫn, VC1sụt làm VB2 sụt theo cho đến lúc T2 ngưng dẫn. Lúc bấy giờ C2 được nạp qua
R2, khi điện áp đủ lớn thì T2 dẫn trở lại và VC2 giảm làm T1 tiến tới trạng thái ngưng dẫn
quá trình lập lại rất nhanh và trên các cực Collector ta có các xung điện hình chữ nhật.
Chu kỳ của dao động gồm 2 giai đoạn: thời gian T1 dẫn và thời gian T1 ngưng dẫn
(hoặc thời gian T2 dẫn và thời gian T2 ngưng dẫn). Bề rộng xung tạo ra phụ thuộc vào thời
hằng của C1 hay C2 nạp điện qua R1 ( Hay R2).
Tính chu kỳ của xung ra:
∆T1 là thời gian T1 dẫn, ∆T2 là thời gian T2 dẫn ( hay thời gian mà t1 tắt).
Chu kỳ dao động của mạch là: T = ∆T1 + ∆T2
Khi T1 dẫn, C2 được nạp qua R2
∆ T1 ≈ ln2. C2.R2
T2 dẫn, C1 được nạp qua R1
∆T2≈ ln2. C1.R1
→ T ≈ (C1.R1 + C2.R2)ln2
Nếu ta chọn R2 =R1=R và C1 = C2= C, tần số của xung được xác định bởi:
1
2 ln
f
RC
2
SVTH: Kiều Thị Ny Trang 14
LVTN: DAO ĐỘNG ĐA HÀI GVHD: Phan Thanh Vân
5. Mạch có tần số thay đổi được.
Ảnh hưởng của R đến hoạt đông của