Vật lý 11 Bài 18: Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của Tranzito


Để giúp các em hiểu rõ hơn về các linh kiện bán dẫn, hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về công dụng của điốt trong việc chỉnh lưu dòng điện thông qua bài Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của Tranzito. Các em hãy cùng theo dõi nhé.

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Mục đích 

  • Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode. Vẽ đặc tuyến V – A của Diode.

  • Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor bằng một mạch điện đơn giản và xác định hệ số khuếch đại của  mạch transistor

1.2. Cơ sở lý thuyết

1.2.1. Diode bán dẫn :

  • Diode là một linh kiện bán dẫn được cấu tạo bởi hai lớp bán dẫn p, n à hình thành lớp chuyển tiếp p – n.

  • Điện cực nối với miền p gọi là Anốt A; điện cực nối với miền n gọi là Katôt K

  • Ký hiệu: 

  • Do tác dụng của lớp chuyển tiếp p – n nên Diode có đặc tính chỉnh lưu dòng điện, tức là cho dòng điện chạy qua nó theo một chiều thuận từ p  sang n.

  • Trong thí nghiệm ta khảo sát đặc tính này bằng cách dùng đồng hồ đo điện đa năng. Bằng cách đo dòng điện phân cực thuận Ith , dòng điện phân cực ngược Ing , và hiệu điện thế.

1.2.2. Transistor 

  • Transistor cũng là một linh kiên bán dẫn nhưng có hai lớp chuyển tiếp p – n.

  • Cấu tạo của Transistor :

     

  • Cực E gọi là cực phát ( Emister); cực B gọi là cực gốc ( Base); cực C gọi là cực góp ( colector).

  • Trong bài ta khảo sát transistor npn bằng cách dùng các đồng hồ đo điện đa năng đo các giá trị của dòng điện trong ba cực E, B, C và tìm hệ số khuếch đại transisitor dựa vào biểu thức:

\(\beta  = \frac{{{I_C}}}{{{I_B}}}\)

1.3. Dụng cụ thí nghiệm :                              

1.3.1. Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode bán dẫn

 

  • Bộ dụng cụ thí nghiệm dòng điện không đổi, gồm các dụng cụ cần thiết sau:

    • Đồng hồ đo điện đa năng hiện số : 2 cái.

    • Diode  chỉnh lưu: 1 cái.

    • Nguồn điện U ( AC/DC).

    • Biến trở núm xoay ( loại 10 - 100W)

    • Điện trở bảo vệ R0 = 820 W.

    • Bảng mạch điện.

    • Các dây dẫn và khóa K.

1.3.2. Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor:

            

  • Bộ dụng cụ thí nghiệm dòng điện không đổi, gồm các dụng cụ cần thiết sau:

    • Đồng hồ đo điện đa năng hiện số : 2 cái.

    • Transistor lưỡng cực : 1 cái.

    • Nguồn điện U ( AC/DC).

    • Biến trở núm xoay ( loại 10 - 100W)

    • Điện trở bảo vệ RC = 820 W.

    • Điện trở bảo vệ RB = 300 kW.

    • Bảng mạch điện.

  • Các dây dẫn và khóa K

1.4. Lắp ráp thí nghiệm :

1.4.1. Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode bán dẫn:

  • Lắp mạch theo hình vẽ:

  • Trong thí nghiệm này, khi tiến hành đo dòng điện phân cực nghịch, ta chỉ cần đổi chiều của dòng điện ở nguồn là được.

  • Lưu ý:

    • Ampe kế A ở vị trí DCA 20m ( đo dòng điện thuận); DCA 200\(\mu \) ( đo dòng điện nghịch).

    • Vôn kế V ở vị trí DCV 20.

    • Nguồn điện U ở vị trí 6V DC

  • Khi mắc mạch xong, khóa K phải ở vị trí mở

  • Sau khi mắc mạch điện như sơ đồ, cần kiểm tra lại mạch điện và các thang đo. Sau đó, đóng khóa K và  ghi trị của hiệu điện đế và cường độ dòng điện qua diode khi thay đổi giá trị của biến trở vào bảng ( nên lấy khoảng 5 – 7 số liệu).

  • Kết thúc thí nghiệm:  gạt công tắc, tắt các đồng hồ đo điện, sau đó mới tháo các dụng cụ và vệ sinh nơi thực hành.

1.4.2. Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor:

  • Lắp mạch theo hình vẽ:

  • Lưu ý:

    • Khóa K ở vị trí OFF.

    • Nguồn AC 6V.

    • Ampe kế A1  ở vị trí DCA 200\(\mu \); Ampe kế A2 ở vị trí DCA 20 (hay 200)m.

  • Các giá trị của điện trở có thể không giống như hình vẽ.

  • Sau khi mắc mạch điện như sơ đồ, cần kiểm tra lại mạch điện và các thang đo. Sau đó, đóng khóa K và  điều chỉnh biến trở sao cho ampe kế A1 chỉ giá trị IB lớn nhất. Ghi giá trị của IB và IC tương ứng vào bảng

  • Lặp lại hai lần thí nghiệm và ghi các giá trị vào bảng.

  • Kết thúc thí nghiệm:  gạt công tắc, tắt các đồng hồ đo điện, sau đó mới tháo các dụng cụ và vệ sinh nơi thực hành.

Bài tập minh họa

Bài 1:

Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode bán dẫn :

Diode phân cực thuận

Diode phân cực nghịch

U (V)

Ith (mA)

U (V)

Ing (mA)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
  • Vẽ đồ thị \(I = f(U)\) cho trường hợp phân cực thuận.

  • Nhận xét và kết luận :

Hướng dẫn giải

  • Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode :

  • Đồ thị:

Bài 2:

Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor :

 

Với \({R_C} = {\rm{ }}820{\rm{ }}\Omega \) .( hay 680 \(\Omega \))

Lần TN

1

2

3

\({{\bf{I}}_{\bf{B}}}(\mu {\bf{A}})\)

 

 

 

\({I_C}\left( {{\rm{ }}mA} \right)\)

 

 

 

\(\beta  = \frac{{{I_C}}}{{{I_B}}}\)

 

 

 

 
  • Tính giá trị trung bình của hệ số khuếch đại:

\(\bar \beta \)= ……………. Và \({(\Delta \beta )_{max}} = {\rm{ }} \ldots  \ldots  \ldots  \ldots  \ldots .\)

\(\beta  = \bar \beta  \pm {(\Delta \beta )_{max}} = {\rm{ }} \ldots  \ldots  \ldots  \ldots  \ldots  \ldots .\)

  • Vẽ đồ thị  \({I_C} = {\rm{ }}f\left( {{I_B}} \right).\)

 Hướng dẫn giải

  • Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor :

 

\(IB{\rm{ }}(\mu A)\)

20,1

17,9

15,7

13,5

11,3

\(IC (mA)\)

5,57

4,96

4,37

3,74

3,12

\(\beta  = IC/IB\)

277

277

278

278

276

 
  •  Giá trị trung bình của hệ số khuếch đại :

 \(\bar \beta \)= 277,20 Và \({(\Delta \beta )_{max}} = 1,20\)

\(\beta  = \bar \beta  \pm {(\Delta \beta )_{max}} = 277,20 \pm 1,20\)

  • Đồ thị :

3. Luyện tập Bài 18 Vật lý 11

Qua bài giảng Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của Tranzito​  này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Biết được cấu tạo của điôt bán dẫn và giải thích được tác dụng chỉnh lưu dòng điện của nó.

  • Biết cách khảo sát đặc tính chỉnh lưu dòng điện của điôt bán dẫn. Từ đó đánh giá được tác dụng chỉnh lưu của điôt bán dẫn.

  • Biết được cấu tạo của tranzito và giải thích được tác dụng khuếch đại dòng điện của nó.

  • Biết cách khảo sát tính khuếch đại dòng của tranzito. Từ đó đánh giá được tác dụng khuếch đại dòng của tranzito.

3.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 18 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

3.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 18 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Đang cập nhật câu hỏi và gợi ý làm bài.

4. Hỏi đáp Bài 18 Chương 3 Vật lý 11

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

-- Mod Vật Lý 11 HỌC247

Được đề xuất cho bạn