١

کار حاضر بر مبناي دستورکار تهیه شده توسط آقاي دکتر محمد ربیعی و با انجام اصلاحات و دستور

کردن دستورکار با امکانات تغییراتی در آن آماده گردیده است. هدف از اصلاحات انجام شده، هماهنگ

سازي عملی سازي مدار در کنار پیاده افزارهاي تحلیل و شبیه هاي فراوان نرم مایشگاه و استفاده از قابلیتآز

باشد. مدارات می

صورت موضوعی انجام شده است و ممکن است زمان مورد نیاز براي ه ها ب بندي آزمایش تقسیم

به این ها ریزي براي انجام آزمایش رنامههاي مختلف، متفاوت باشد. بنابراین لازم است در هنگام ب آزمایش

موضوع توجه شود.

»پ پیوست« و »پیوست ب«هادي ارائه شده است. در هاي نیمه نحوه نامگذاري المان »پیوست الف«در

به توضیح عملکرد و نحوه استفاده »ت پیوست«ها آمده است. و خازن ها مقاومتاطلاعات جامعی در مورد

هادي مورد نیاز در هاي نیمه شامل برگه اطلاعات المان »ث پیوست« ادازد. نهایتپر نگار می از منحنی

باشد. آزمایشگاه می

علی مالکی

. 85بهار

٢

به کلیه دانشجویان باید راس ساعت اعلام شده در برنامه درسی، در آزمایشگاه حضور یابند. .1

دانشجویانی که بیش از پانزده دقیقه تاخیر داشته باشند اجازه انجام آزمایش داده نخواهد شد. براي

گیرد. اي تعلق نمی هایی که دانشجو انجام نداده است نمرهآزمایش

هاي معوقه به علل موجه، یک جلسه جبرانی در پایان ترم برگزار خواهد شد.براي انجام آزمایش .2

مطالعه نموده و موارد تئوري آن را (که رکار مربوط به هر آزمایش را قبلاند دستودانشجویان موظف .3

گزارش، قبل از شروع عنوان پیشه همراه تحلیل کامپیوتري، به باشد) ب شامل تحلیل و طراحی می

آزمایش ارائه نمایند.

آمده باید به تأیید مدرس آزمایشگاه برسد. به دستپس از انجام آزمایش، نتایج .4

هر گروه موظف است یک گزارش تهیه و تحویل نماید. .5

کارهایی که با کار بایستی حداکثر یک هفته پس از اتمام آزمایش تحویل شود. از گزارش گزارش .6

گردد. بدیهی است حداکثر زمان ازاي هر روز تاخیر یک نمره کسر میه تأخیر تحویل داده شوند، ب

باشد. روز می 20تاخیر

وارد زیر خواهد بود:کار شامل م گزارش .7

هدف آزمایش

نحوه طراحی، محاسبات و توضیحات مورد نیاز

افزار) توسط نرم حاها بر روي کاغذ میلیمتري یا ترجی نتایج آزمایش (ترسیم منحنی

همراه توضیحات و نکات مورد نیاز)ه سازي (ب نتایج شبیه

ک جدول. در صورت اختلاف صورت یه سازي ب گیري (ارائه نتایج تئوري، عملی و شبیه نتیجه

علت را بررسی کنید.)

کار باشد. لازم است که نتایج امضاء شده توسط مدرس آزمایشگاه ضمیمه گزارش

باشد: ارزیابی دانشجویان در درس آزمایشگاه بر اساس موارد زیر می

کار گزارش

امتحان تئوري

امتحان عملی

داي جلسه ، تسلط کافی بر عملکرد مدار، گزارش در ابت کیفیت کار در آزمایشگاه (ارائه پیش

یابی). تمیز بستن مدار و استقلال در عیب

٣

هدف از این آزمایش، آشنایی با دیود، تعیین مشخصه الکتریکی آن در جهت مستقیم و معکوس و بررسی

باشد. مشخصه سوئیچینگ آن می

، IF. پارامترهاي 2ث) را مطالعه کنید-(پیوست 1N4148و 1N4001 ،1N4003دهاي دیو 1برگه اطلاعات

VR ،TJ ،PD وRTJA .را تعریف کرده و مقدار آنها را براي دیودهاي فوق از برگه اطلاعات استخراج نمایید

توان به وسیله دهد، می ود عبور میبا توجه به ویژگی دیود که تنها در یک جهت جریان الکتریکی را از خ

وسیله ه متر آند و کاتد دیود را تعیین نمود. نحوه تعیین جهت هدایت دیود (تعیین آند و کاتد آن) را ب اهم

، 1N4001متر براي دیودهایی که در اختیار دارید ( طور کامل توضیح دهید. با استفاده از اهمه متر ب اهم

1N4003 ،1N4148 ،1N5817 نمونه و یکLED.کاتد و آند را تعیین نمایید (

خوانید هاي مختلف می نجمتر را تغییر دهید. آیا مقدار مقاومتی که در رِ نج اهمدر حالت هدایت دیود، رِ

باشند؟ یکسان است؟ چرا؟ این مقادیر نشان دهنده کدام پارامتر دیود می

یت و صحت عملکرد دیود را بررسی کرد. توان جهت هدا متر نیز می مولتی Diode Checkکمک ویژگی ه ب

متر مراجعه کنید.) براي دیودهایی که در اختیار دارید جهت (براي اطلاعات بیشتر به دفترچه راهنماي مولتی

هدایت و صحت عملکرد را بررسی کنید.

ه آن با پس از تعیین آند و کاتد دیودها، با دقت به بدنه دیود نگاه کنید. در بیشتر دیودها یک طرف بدن

توان از روي اي مشخص شده است. با توجه به محل قرارگیري این حلقه، آند و کاتد دیودها را می حلقه

شکل ظاهري آنها تعیین کرد. در مورد دیودهایی که در اختیار دارید، آند و کاتد را از روي شکل ظاهري

آنها شناسایی کنید.

1 datasheet

اي زیر بردارید.ه توانید از سایت اینترنتی سازنده یا آدرس هادي را می هاي نیمه برگه اطلاعات المان 2

www.datasheetcatalog.com

www.datasheetarchive.com

٤

را براي جهت مستقیم و 1N4001، مشخصه دیود 1-1- سازي مداري شبیه مدار شکل با شبیه

کمک این ه توان ب براي جریان صفر تا ماکزیمم جریان مستقیم قابل تحمل دیود ترسیم نمایید. چگونه می

دینامیک و استاتیک را در یک نقطه کار تعیین نمود؟ هاي مقاومتمشخصه

در بایاس مستقیم 1N4001 دیود 1-1-شکل

متر(یا اسیلوسکوپ)، آمپرمتر، ولت ، مداري با استفاده از یک منبع تغذیه قابل تنظیم، میلی1-1-مطابق شکل

ترتیب دهید. با توجه به حداکثر ولتاژ منبع تغذیه، حداکثر جریان قابل Rو مقاومت حفاظتی 1N4001دیود

آنو توان Rباشد)، مقدار مقاومت می 50mAگیري (که در اینجا تحمل دیود و بیشترین جریان مورد اندازه

تعیین کنید. را

ه و تنظیم جریان دیود مطابق مقادیر جدول زیر، ولتاژ دیود را خوانده و در جدول ثبت کنید. ب Eبا تغییر

نقاط همراه ه یابی کنید و ب هاي آزمایش، منحنی مشخصه دیود را درون و داده MATLABافزار کمک نرم

هاي آزمایش ترسیم نمایید. داده

50 40 30 20 15 10 5 2 1 0.5 0.2 0.1 0.05 0.01 I(mA)

V(volt)

آورید و با به دستاز روي منحنی مشخصه 20mAو 2mAهاي مقاومت دینامیک دیود را براي جریان

کنید؟ را چقدر انتخاب می مقدار مقادیر تئوري مقایسه کنید. در محاسبه تئوري مقاومت دینامیک،

ا با این روش محاسبه کنید. مجددار توسط منحنی مشخصه ارائه کنید. مقدار روشی جهت تعیین مقدار

ه محاسبه نمایید.تعیین شد دینامیک دیود را با مقدار هاي مقاومت

توان جنس دیود کمک ولتاژ آستانه میه دیود، ولتاژ آستانه هدایت را تعیین نمایید. آیا ب کمک مشخصهه ب

(ژرمانیوم یا سیلیسیوم) را تعیین کرد؟

٥

واند داشته باشد؟ت چه مقادیري می Rترتیب دهید. در این مدار مقاومت 1-2-مداري مطابق شکل

دست آورید.ه ب 30Vو 10V ،20V، جریان معکوس دیود را به ازاي ولتاژهاي صفر، Eبا تغییر

توضیح دهید و علت تفاوت را بیان کنید. براي دادن 1-1-درباره تفاوت مدار این آزمایش با مدار شکل

معکوس کردن جهت دیود انجام دهید و و تنها با 1-1-توانید آزمایش بالا را با مدار شکل تر می پاسخ دقیق

نتایج دو آزمایش را با هم مقایسه کنید.

در بایاس معکوس 1N4001دیود 1-2-شکل

اید، هویه ولت تنظیم کرده 20منظور بررسی اثر حرارت، در حالی که ولتاژ معکوس دو سر دیود را روي ه ب

ان معکوس دیود را با حرارت مشاهده کنید. را به بدنه دیود نزدیک کنید تا کمی گرم شود. افزایش جری

ولت دو سر آن برقرار شده است، جریان 20سازي براي دیودي که ولتاژ معکوس : با انجام شبیه

درجه سانتیگراد تعیین و یادداشت کنید. این مقادیر را با مقادیري که 125و 75، 25معکوس را در دماهاي

کنید، مقایسه نمایید. یاز برگه اطلاعات استخراج م

همراه سیگنال ورودي که ه را ب 1N4001، ولتاژ و جریان دیود 1- 3- سازي مدار شکل با شبیه

موج جریان و ولتاژ باشد ترسیم نمایید. شکل می 10Vp-pو دامنه 50kHzیک سیگنال مربعی با فرکانس

سازي را کمک آنها زمان صعود، زمان گذار، زمان بازیابی معکوس و زمان ذخیرهه و بدیود را تحلیل کرده

تعیین نمایید.

٦

و بررسی مشخصه سوئیچینگ آن 1N4001سازي دیود شبیه 1-3-شکل

و 10Vp-pو منبع سیگنال مربعی با دامنه 1kohmو مقاومت 1N4001را با دیود شماره 1-3- مدار شکل

ید. شکل سیگنال دو سر دیود و دو سر مقاومت را با اسیلوسکوپ مشاهده کنید و با ببند 100kHzفرکانس

زمان با یک اسیلوسکوپ دو کانال ببینید تا سیگنال ورودي مقایسه کنید. بهتر است هر دو شکل را هم

د است. بتوانید مقایسه بهتري انجام دهید. توجه داشته باشید که ولتاژ دو سر مقاومت متناسب با جریان دیو

در صورت استفاده از هر دو کانال اسیلوسکوپ، به مسئله زمین اسیلوسکوپ و منبع سیگنال توجه داشته

باشید.

هاي تغییر داده و شکل موج ولتاژ و جریان دیود را در حالت 100kHzتا 100Hzفرکانس سیگنال را از

گیرید؟ اي می مختلف مشاهده کنید. از این مشاهدات چه نتیجه

تنظیم 100kHzرا ببندید که در آن فرکانس سیگنال روي 1-4-مدار شکل Rنظور بررسی اثر مقاومت مه ب

سازي و زمان گذار) را در هر حالت بررسی کرده است. شکل سیگنال (یا به عبارت دیگر زمان ذخیره شده

و علت تغییرات را توضیح دهید.

مختلف هاي مقاومت ازاي بررسی پارامترهاي سوئیچینگ دیود به 1-4-شکل

٧

و 100kHzرا که در آن فرکانس سیگنال 1-5-بمنظور بررسی و مقایسه دیودهاي مختلف مدار شکل

هاي مختلف را بررسی کنید. از این آزمایش است را ببندید. تغییر شکل موج براي حالت 1kohmمقاومت

گیرید؟ اي می چه نتیجه

را تحلیل کنید. سازي کرده و نتایج آن شبیه را 1-5-و مدار شکل 1- 4-مدار شکل

بررسی پارامترهاي سوئیچینگ دیود براي دیودهاي مختلف 1-5-شکل

و 50Hzو منبع سیگنال سینوسی با فرکانس 1kohm، مقاومت 1N4001با دیود 1-3-مداري مطابق شکل

ایش فرکانس را در یکسوسازي سیگنال سینوسی بررسی کنید.ترتیب دهید. اثر افز 10Vp-pدامنه

هاي کم (کمتر از یک ولت) بررسی کنید. دامنه سیگنال سینوسی را کاهش داده و یکسوسازي را در دامنه

٨

شد.با هدف از این آزمایش، آشنایی با کاربردهاي مختلف دیود، از جمله یکسوسازي و محدودکنندگی می

گیري کنید. باري اندازه ولت برق شهر، ولتاژ ثانویه را در حالت بی 220با اتصال اولیه ترانسفورماتور به ولتاژ

را بسته و شکل موج ولتاژ دو سر مقاومت بار را مشاهده و تفسیر کنید. (به مقدار ولتاژها 2- 1- مدار شکل

گیري کنید. ولتاژ خروجی را اندازه dcنها با هم توجه داشته باشید.) مقدار در نقاط مختلف مدار و ارتباط آ

موج دیودي بدون خازن صافی یکسوساز نیم 2-1-شکل

موج خروجی را ) را به مدار اضافه کنید و شکل50Vو 220uFخازن صافی ( 2-2-اکنون مطابق شکل

تور هنگام هدایت دیود دقت و آنرا تحلیل کنید.موج ثانویه ترانسفورما بررسی کرده و توضیح دهید. به شکل

موج دیودي با خازن صافی یکسوساز نیم 2-2-شکل

خروجی، ولتاژ dcرا مطابق جدول زیر تغییر داده و به ازاي هر مقدار مقاومت بار، ولتاژ Rمقاومت بار

خروجی و ولتاژ ریپل را dcهاي ولتاژ گیري کنید. منحنی ریپل پیک تا پیک و جریان مصرفی بار را اندازه

خروجی و ولتاژ ریپل جدول را dcبرحسب جریان بار مصرفی رسم کنید. با محاسبه مقادیر تئوري ولتاژ

گیري شده مقایسه کنید و در صورت اختلاف، علت را کامل کنید. مقادیر محاسبه شده را با مقادیر اندازه

بیابید.

٩

)( pprV dcV dcI )( pprV

dcV mV )(R

220 470 1k 2.2k

موج ارائه کنید. زمایش، مدار معادلی براي یکسوساز نیمبا استفاده از نتایج آ

هاي صافی مختلف (مطابق جدول زیر) آزمایش را تکرار کرده و نتایج را و خازن ohm 220با مقاومت بار

و حداکثر ولتاژ قابل تحمل آنها توجه داشته باشید. با محاسبه ها خازندر جدول یادداشت کنید. به پلاریته

کمک نتایج آزمایش به بررسی اثر تغییر ظرفیت خازن صافی روي ه جدول را کامل نمایید. ب مقادیر تئوري

موج ثانویه خروجی و ولتاژ ریپل بپردازید. همچنین اثر تغییر ظرفیت خازن روي شکل dcولتاژ

ترانسفورماتور در هنگام هدایت را بررسی کنید.

)( pprV dcV dcI )( pprV

dcV mV )( FC

100 470 1000

طور دقیق با هم مقایسه ه شده است. دو طرح را بموج ارائه دو طرح مدار یکسوسازي تمام 2-3-در شکل

کنید و یکی را براي انجام آزمایش انتخاب کنید.

١٠

دو طرح مدار براي یکسوساز تمام موج 2-3-شکل

مدار یکسوساز انتخابی را بدون خازن صافی ببندید. شکل موج ولتاژ دو سر مقاومت بار را مشاهده کرده و

) را به مدار اضافه کنید و 50Vو 220uFگیري کنید. اکنون خازن صافی ( دازهولتاژ خروجی را ان DCمقدار

موج خروجی را بررسی کنید. شکل

خروجی، ولتاژ dcرا مطابق جدول زیر تغییر داده و به ازاي هر مقدار مقاومت بار، ولتاژ Rمقاومت بار

خروجی و dcبه مقادیر تئوري ولتاژ گیري کنید. با محاس ریپل پیک تا پیک و جریان مصرفی بار را اندازه

خروجی و ولتاژ ریپل را برحسب جریان بار مصرفی dcهاي ولتاژ ولتاژ ریپل جدول را کامل کنید. منحنی

هاي مربوط به آن موج، منحنی منظور مقایسه نتایج این آزمایش با نتایج آزمایش یکسوساز نیمه رسم کنید. ب

این آزمایش ترسیم کنید. هاي همراه منحنیه آزمایش را نیز ب

)( pprV dcV dcI )( pprV

dcV mV )(R

220 470 1k 2.2k

موج ارائه کنید. با استفاده از نتایج آزمایش، مدار معادلی براي یکسوساز تمام

هاي صافی مختلف (مطابق جدول زیر) آزمایش را تکرار کرده و نتایج را و خازن ohm 220با مقاومت بار

کمک نتایج آزمایش به بررسی ه را کامل نمایید. ب در جدول یادداشت کنید. با محاسبه مقادیر تئوري جدول

١١

خروجی و ولتاژ ریپل بپردازید. نتایج را با نتایج آزمایش dcاثر تغییر ظرفیت خازن صافی روي ولتاژ

موج مقایسه کنید. یکسوساز نیم

)( pprV dcV dcI )( pprV

dcV mV )( FC

100 470 1000

گیري کلی شما از این دو آزمایش چیست؟ نتیجه

را با دقت بررسی کنید. 2-4-طرز کار مدار سه برابر کننده ولتاژ شکل

مدار چند برابر کننده ولتاژ 2-4-شکل

سازي کنید و با مشاهده ولتاژ نقاط مختلف، به بررسی عملکرد مدار را شبیه 2-4-: مدار شکل

بپردازید. با قرار دادن بار یک کیلو اهم در خروجی، شکل موج ولتاژ خروجی را مشاهده کرده و به بررسی

بپردازید. دقیق ریپل

ها و ماکزیمم ولتاژ قابل تحمل آنها مدار را ببندید و ولتاژ نقاط مختلف را با دقت به پلاریته خازن

گیري و توجیه کنید. اندازه

خواهیم مقاومت بار یک کیلو اهم به مدار اضافه نماییم. توان مصرفی مقاومت را حساب کنید و مقاومت می

گیري کرده و شکل و ریپل خروجی را اندازه dcرار دهید. مقدار ولتاژ عنوان بار در خروجی قه مناسبی ب

موج، دست آمده در آزمایش یکسوساز نیمه موج ولتاژ ریپل را ترسیم نمایید. با مقایسه این مقدار با مقادیر ب

دست آورید.ه مقدار خازن صافی معادل را ب

١٢

خروجی و ولتاژ ریپل را dcت بدون بار، ولتاژ بار با مقادیر مختلف و در حال هاي مقاومتبا قرار دادن

در هر حالت توجه کنید و پیش از قرار دادن مقاومت، توان ها مقاومتگیري کنید. به توان قابل تحمل اندازه

خروجی و ولتاژ ریپل را برحسب جریان بار مصرفی رسم dcهاي ولتاژ مصرفی آنرا محاسبه کنید. منحنی

دست آورید.ه اي براي ولتاژ ریپل این مدار ب و رابطه dcیج آزمایش، یک مدار معادل کنید. با استفاده از نتا

dcI )( pprV dcV

DP )(R

1k 2.2k 4.7k 10k

کنید؟ براي مدار پنج برابر کننده ولتاژ چه طرحی پیشنهاد می

را ایجاد کند. همه ولتاژهاي 2-5-مداري دیودي طرح کنید که مشخصه خروجی بر حسب ورودي شکل

زید.مرجع لازم را از یک منبع تغذیه مثبت و یک منبع تغذیه منفی و با تقسیم مقاومتی بسا

کنید مشخصه مورد انتظار براي مدار دیودي که طرح می 2-5-شکل

مدار چه نکاتی باید مدنظر قرار گیرند؟ هاي مقاومتدر انتخاب

سازي کرده و مشخصه خروجی بر حسب ورودي را براي آن اید را شبیه مداري که طرح کرده

توان مدار را به حالت آل را بررسی کنید. چگونه می یدهمشاهده و گزارش کنید. علت تفاوت مدار با مدار ا

آل نزدیک نمود؟ ایده

١٣

هاي مختلف، مشخصه را بر روي وسیله سیگنال با دامنهه مدار را ببندید و پس از آزمایش مدار ب

اسیلوسکوپ ایجاد کرده و بررسی نمایید.

کنید. هي را روي شکل مشخصه بررسی و توجیاثر تغییر فرکانس ورود

قرار داده و شکل مشخصه را بررسی کنید. علت را توضیح دهید. ACکوپلینگ اسیلوسکوپ را روي

١٤

هدف از این آزمایش، آشنایی با دیود زنر، بررسی مشخصه الکتریکی و شناسایی دیگر مشخصات الکتریکی

باشد. آن و آشنایی با کاربردهاي مختلف آن می

را یادداشت کنید. IZmaxو PD ،TJ ،VZه اطلاعات دیود زنر مورد استفاده را مطالعه کرده و مقادیر عددي برگ

را با توجه به ولتاژ ماکزیمم منبع و مقادیر داده شده در Rمقدار و توان مقاومت 1-3-براي مدار شکل

جدول زیر را کامل کنید. مشخصه دیود زنر را در ،دار را ببندید و با انجام آزمایشجدول محاسبه کنید. م

تعیین کنید. مقاومت Iz=10mAو Iz=1mAرا به ازاي جهت معکوس رسم کرده و مقاومت دینامیک آن

دینامیک را از برگه اطلاعات خوانده و با مقدار تعیین شده مقایسه کنید.

معکوس دیود زنر در جهت 3-1-شکل

30 20 10 5 2 1 0.5 0.2 0.1 )(mAI

V(volt)

هاي ماکزیمم جریان خروجی را چنان طراحی کنید که حالت Rمقدار و توان مقاومت 3-2-براي مدار شکل

) 220LRاري، شرایطب ) و بیmaxZZZK III .برقرار باشد

سازي درستی طرح را بررسی کنید. در حالت بار کامل و بدون بار شکل موج ولتاژ با انجام شبیه

و ماکزیمم ریپل را تعیین نمایید. DCخروجی را ترسیم کرده و ولتاژ

١٥

رگولاتور ولتاژ زنري 3-2-شکل

و ولتاژ ریپل آن، همچنین ولتاژ دو سر دیود زنر و ولتاژ ریپل را Cدو سر خازن dcتاژ مدار را ببندید. ول

داده شده در جدول هاي مقاومتگیري کرده و با مقادیر تئوري مقایسه کنید. سپس در حالت بدون بار اندازه

ریپل دو سر دیود زنر را و ولتاژ dcعنوان بار در خروجی قرار داده، و براي هر کدام مقدار ولتاژ ه زیر را ب

خروجی و ولتاژ ریپل خروجی برحسب dcهاي ولتاژ گیري کرده و در جدول یادداشت کنید. منحنی اندازه

)(جریان بار ( Ldc IfV و)('Lr IfV در یک صفحه 2-2) را براي نتایج این آزمایش و نتایج آزمایش

کنید.رسم کرده و با هم مقایسه

DCDC

k2.2 k1 470 390 220

IL

DC

V-I

دیود زنر را بر روي صفحه اسیلوسکوپ مشاهده نمایید. V-Iرا ببندید و منحنی مشخصه 3- 3- مدار شکل

را به دقت بررسی کرده و گزارش کنید. مقدار ولتاژ زنر و ولتاژ د آنآمده و نحوه ایجا به دستشکل

گیري کنید. مستقیم دیود را از روي مشخصه اندازه

١٦

نمایش مشخصه دیود زنر بر روي صفحه اسیلوسکوپ 3-3-شکل

محدود کند. شکل موج volt6ل را در حدودبا استفاده از دیود زنر، مداري ببندید که دامنه سیگنا

ولتاژهاي ورودي و خروجی را با هم روي اسیلوسکوپ مشاهده کنید.

مشخصه ولتاژ خروجی برحسب ولتاژ ورودي را بر روي صفحه اسیلوسکوپ ایجاد کرده و سطوح

گیري کنید. محدودکنندگی را از روي شکل اندازه

اي مطابق شکل ایجاد کرده و بررسی کنید. با استفاده از دیود زنر، مشخصه

کنید مشخصه مورد انتظار براي مداري که با استفاده از دیود زنر طرح می 3-4-شکل

١٧

هاي الکتریکی آن و تعیین پارامترهاي اولیه با ترانزیستور، بررسی مشخصه ی هدف از این آزمایش، آشنای

) است. hieو ،hfeمهم ترانزیستور (

ها، ولتاژها و را از نظر محل پایه با استفاده از برگه اطلاعات ترانزیستور مورد استفاده (پیوست ج)، آن

سایر مشخصات الکتریکی مورد بررسی قرار دهید. هاي ماکزیمم قابل تحمل و جریان

توانید بیس ترانزیستور را متر می تشکیل شده است، بوسیله اهم p-nبا توجه به اینکه ترانزیستور از دو پیوند

تشخیص داده و سالم بودن ترانزیستور را بررسی کنید. همیشه قبل از آزمایش با ترانزیستور، سالم بودن آن

ید.را ارزیابی کن

) را مشخص کنید؟ چگونه؟NPN-PNPتوانید نوع ترانزیستور ( متر می آیا با استفاده از اهم

را براي 2N3904، مشخصه خروجی ترانزیستور 4-1-سازي مداري شبیه مدار شکل با شبیه

را hoeو ،hfeکمک این مشخصهه توان ب نمایید. چگونه می داده شده در جدول زیر ترسیم IBمقادیر

گیري نمود؟ اندازه

ببندید. E2و E1مدار زیر را با دو منبع تغذیه قابل تنظیم و مستقل

تعیین مشخصه خروجی ترانزیستور دوقطبی پیوندي 4-1-شکل

در جدول زیر ثابت نگه داشته و به ازاي هر مقدار، با تغییر ، جریان بیس را در مقادیر داده شدهE1با تنظیم

E2 و ایجاد مقادیرVCEگیري کرده و در جدول زیر ثبت کنید. ، جریان کلکتور را اندازه

١٨

20 15 10 5 1 0.5 0.2 0.1 0 )(voltVCE

)(0 AIB

)(mA

IC

)(5 AIB

)(10 AIB

)(15 AIB

)(20 AIB

)(30 AIB

)(50 AIB

)(منحنی مشخصه خروجی ( CEC VfI زاي هر مقدار ) را به اIB .رسم کنید

را به هم بزند. ضمن بررسی علت، سعی کنید با E1ممکن است تنظیم E2هاي کم تغییر VCEدر

دست آورید.ه نقطه کار مطلوب را ب ، E1و E2تنظیم پی در پی

ه داشته توج E2جریان در مسیر کلکتور، هنگام افزایش ي علت عدم وجود مقاومت محدود کنندهه ب

افزایش بیش از حد نداشته باشد که ممکن است موجب صدمه دیدن ترانزیستور شود. Icباشید جریان

را در این دو نقطه ، مقدار P2(VCE=6v,IC=4mA)و P1(VCE=6v,IC=2mA)با برقراري نقاط کار

گیري کرده و مقایسه کنید. اندازه

آورید. به دسترا براي نقاط بالا از روي منحنی hfeو وجی، مقادیرهاي خر پس از رسم مشخصه

هاي مختلف را با هم مقایسه کنید، در طول این آمده در بخش به دستتوجه: براي اینکه بتوانید نتایج

ها تنها از یک ترانزیستور استفاده کنید. آزمایش

را روي هر VCE,satمشخصه خروجی مشخص کنید. مقدار ماکزیمم ولتاژ نواحی فعال، اشباع و قطع را روي

منحنی تعیین کنید.

مقدارCE

Coe

V

Ih

را براي نقطه کارP2(VCE=6v,IC=4mA) دست آورید.ه ، از روي منحنی ب

مقدارC

CEsat

I

Vr را براي یک نقطه از منحنیAIB 10 دست آورید.ه ه اشباع بدر ناحی

را براي 2N3904، مشخصه ورودي ترانزیستور 4-1-سازي مداري شبیه مدار شکل با شبیه

گیري را اندازه hie ،کمک این مشخصهه توان ب داده شده در جدول زیر ترسیم نمایید. چگونه می VCEمقادیر

نمود؟

١٩

(مطابق VCEرا به ازاي مقادیر مختلف VBE، مقدار IBهاي و ایجاد جریان E1، با تغییر 4- 1- در مدار شکل

VCEمشخصه ورودي را به ازاي هر مقدار گیري کرده و جدول زیر را کامل کنید. منحنی جدول زیر) اندازه

رسم نمایید.

Open collector 6 2 0 )(voltVCE

)(1 AIB

)(voltVBE

)(2 AIB

)(5 AIB

)(10 AIB

)(15 AIB

)(25 AIB

)(40 AIB

ه ب P4(VCE=6v,IB=15uA)و P3(VCE=6v,IB=5uA)را در نقاط hieه، آمد به دستهاي از روي منحنی

آمده را با مقادیر تئوري مقایسه نمایید. به دستدست آورید. مقادیر

Curve Tracer

صه خروجی ترانزیستور مورد ، مشخCurve Tracerو آشنایی کامل با دستگاه »ت پیوست«پس از مطالعه

دست آمده در ههاي ب هایی مشابه منحنی ، منحنیVCEو IB ،ICآزمایش را مشاهده کنید. با تغییر مقیاس

ایجاد کنید. 4-1-آزمایش

داده شده است 4-1مشخصه خروجی، در نقاط کاري که در آزمایش را از روي منحنی hoeو ،hfeمقدار

دست آورید و با مقادیر قبلی مقایسه کنید.ه ب

hfehief=1 kHz

رابطه 4-2-در مدار شکلi

b

v

vو

b

o

v

vدست آورید. از ه هاي مدار ب و المان ترانزیستوررا برحسب پارامترهاي

دست آورید.ه ب hfeو hieی براي دست آمده، روابطه روابط ب

را P1(VCE=6v,IC=2mA)ورودي، نقطه کار سیگنالو در حالت بدون VCCو Rمدار را بسته و با تغییر

برقرار کنید.

٢٠

f=1kHzدر فرکانس hieو hfeگیري پارامتر اندازه 4-2-شکل

قرار دهید.(چرا؟) hieبرابر را rرا در نقطه کار داده شده حساب کنید و مقاومت hieمقدار تئوري

طوري که در خروجی نیز ه در ورودي برقرار کنید ب kHz 1اکنون سیگنال سینوسی ضعیفی با فرکانس

و با استفاده از روابطی که voو vI ،vbگیري سیگنال سینوسی بدون اعوجاج وجود داشته باشد. با اندازه

د.یتعیین کنرا hfeو hieاید، دست آوردهه قبلاً ب

دست آورید.ه بنیز P2(VCE=6v,IC=4mA)پارامترها را براي نقطه کار این

مقایسه کنید. 4-3و 4- 1هاي دست آمده را با نتایج آزمایشه ب hfeمقدار

دست آمده را با مقدار تئوري مقایسه کنید و در صورت وجود تفاوت، علت را بیان کنید.ه ب hieمقدار

در ورودي برقرار کنید. دامنه سیگنال 1kHzببندید و سیگنال سینوسی با فرکانس 4-3- مداري مطابق شکل

قدر هاي بیس و کلکتور را مشاهده کنید. دامنه سیگنال را آن تدریج افزایش دهید و شکل سیگناله را ب

اشباع را از روي VCEو VBEاشباع، افزایش دهید تا ترانزیستور به حالت اشباع برسد. در حالت شروع

گیري نمایید. شکل موج سیگنال، اندازه

٢١

بررسی مشخصه سوئیچینگ ترانزیستور 4-3-شکل

اشباع را بررسی کرده و توجیه کنید. VCEبا افزایش بیشتر دامنه سیگنال، تغییرات

اشباع را اشباع و IBبه مدار، گیري کرده و با توجه در حالت شروع اشباع، دامنه سیگنال ورودي را اندازه

محاسبه کنید.

جاي سیگنال سینوسی، یک سیگنال مربعی با دامنه زیاد در ورودي برقرار کنید (ترانزیستور در ه اکنون ب

طور همزمان با سیگنال ورودي ه هاي بیس و کلکتور را هر بار ب حالت قطع و اشباع کار کند). شکل سیگنال

) را از روي شکل موج …هاي سوئیچینگ (زمان صعود، زمان نزول، زمان ذخیره و شاهده کنید. زمانم

توانید فرکانس سیگنال را بالاتر ببرید) گیري می گیري کنید. (براي راحتی اندازه اندازه

کنید.بر روي شکل موج خروجی مشاهده و تحلیل را آنتدریج افزایش دهید و اثر ه فرکانس سیگنال را ب

BVEB

تدریج افزایش دهید و شکل سیگنال بیس را مشاهده کنید. دامنه را ه ، دامنه سیگنال را ب4-3-در مدار شکل

بیس به حالت شکست معکوس برسد. از روي شکل موج مقدار ولتاژ - قدر افزایش دهید تا پیوند امیتر آن

گیري کنید. دازهشکست را ان

٢٢

با مشخصات داده شده و در self-biasامیتر مشترك ي کننده هدف از این آزمایش، طراحی یک تقویت

گیري آوردن ماکزیمم نوسان خروجی)، مونتاژ مدار طرح شده و اندازه به دستترین نقطه کار (مناسب

به کننده براي گیري شده با مقادیر مطلوب و تنظیم نهایی تقویت مقایسه نتایج اندازه کننده، مشخصات تقویت

باشد. آوردن مشخصات مطلوب می دست

امیتر مشترك ي کننده تقویت 5-1-شکل

، فرکانس Riمقاومت ورودي Avاي داشته باشیم که داراي گین ولتاژ کننده خواهیم تقویت عنوان مثال میه ب

) را در خروجی max. swingبوده و بتوانیم بیشترین نوسان ( Soو ضریب پایداري حرارتی fLقطع پایین

توانیم مراحل زیر را دنبال کنیم. داشته باشیم. براي طراحی می

Rbاز hieتوانیم فرض کنیم . در مرحله اول میRI=R1||R2||hie=Rb||hieمقاومت ورودي مدار برابر است با -

و در نتیجهتر است خیلی کوچکc

Tiei

I

VhR

با مشخص بودن نوع ترانزیستور و . ،متوسط آن

بهتر است در تخمین اولیه، RI=Rb||hie<hieآوریم. از آنجا که دست میه یعنی جریان نقطه کار را ب Icمقدار

hie تر از را کمی بزرگRi .خواسته شده انتخاب کنیم

ترانزیستور مورد استفاده را در نقطه کار hfeو ، مقدارcurve tracer، با استفاده از دستگاه Icن با داشت -

حساب را بار دیگر با مقدار دقیق Icکنیم. گیري می حدود چند ولت اندازه VCEآمده و به دست Icبا

کنیم. می

٢٣

برابر است با گین ولتاژ مدار -ie

cfe

vh

RhA توانیم مقدار ، که از این رابطه میRc توجه تعیین کنیمرا .

ترین نزدیک گردند تعیین میهاي بعد ها که در قسمت و دیگر مقاومت Rcداشته باشید که براي انتخاب

و در محاسبات بعدي از همین مقدار استاندارد کنیم دست آمده را انتخاب میه مقاومت استاندارد به مقدار ب

کنیم. استفاده می

توان می Rcو Icباشد. با داشتن acبراي داشتن بیشترین نوسان در خروجی، نقطه کار باید وسط خط بار -

علت غیرخطی بودن مشخصه ورودي ترانزیستور در نزدیکی ه دست آورد. به نقطه کار را ب VCEمقدار

خروجی، بهتر است نقطه کار کاملا هاي بالاي سیگنال هاي کم) و اعوجاج در قسمت ریانناحیه قطع (ج

نبوده و کمی به ناحیه اشباع نزدیکتر باشد. acوسط خط بار

- VCC توانیم حدود سه برابر را میVCE صورت یک عدد صحیح ه انتخاب کنیم و بهتر است مقدار آن را ب

ترین آید که نزدیک دست میه ب Re، مقدار VCC=(Rc+Re)Ic+VCEطه ، از رابVCCگرد کنیم. با انتخاب

کنیم. مقاومت استاندارد را براي آن انتخاب می

از رابطه -be

eO

RR

RS

آوریم. با نوشتن رابطه ولتاژ بیس، معادله دست میه را ب Rb=R1||R2مقدار 1

تعیین را R2و R1توان مقادیر دو معادله می آید که با داشتن این دست میه ب R2و R1دیگري بر حسب

از مقدار خواسته شده SOباید توجه داشته باشیم که R2و R1. در انتخاب مقادیر استاندارد براي نمود

کوچکتر نشود و ولتاژ بیس با مقدار محاسبه شده اولیه تفاوت زیادي نداشته باشد.

کنیم و اگر با مقدار خواسته شده تفاوت زیادي میرا حساب Ri، مقاومت ورودي R2و R1با داشتن -

کنیم. مراحل بالا را تکرار می hieداشته باشد، با انتخاب مقدار مناسب براي

قطب مربوط به خازن امیتر را قطب مسلط در نظر گرفته و از آنجا با داشتن فرکانس قطع پایین، مقدار -

هاي بیس و کلکتور به اندازه ده اي مربوط به خازنه کنیم. سپس با انتخاب قطب را حساب می Ceخازن

کنیم که فرض می Ccآوریم. در محاسبه دست میه را ب Ccو Cbبرابر کوچکتر از قطب مسلط، مقدار

RL=RC.

٢٤

با مشخصات زیر طرح کنید. self-biasبا توجه به مطالب فوق، یک تقویت کننده امیتر مشترك

:120 بهره ولتاژvA

:مقاومت ورودي kRi 2

:فرکانس قطع پایینHzfL 50

:12ضریب پایداري حرارتیoS.

ت گیري نمایید. درصور سازي کنید و پارامترهاي مورد طراحی را اندازه : مدار طرح شده را شبیه

وجود اختلاف، علت را بیابید و درصورت نیاز طرح را اصلاح کنید.

گیري کنید. در صورت تفاوت نقطه کار مدار با مقادیر محاسبه شده، علت مدار را بسته و نقطه کار را اندازه

هاي مدار، نقطه کار مدار را به نقطه کار مطلوب اختلاف را بررسی کرده و سپس با تغییر مناسب المان

کننده مانند گین ولتاژ، مقاومت دیک کنید. توجه داشته باشید که این تغییر، مشخصات دیگر تقویتنز

را تغییر ندهد. …خروجی و

پس از تنظیم نقطه کار، سیگنال سینوسی ضعیفی با فرکانس یک کیلو هرتز در ورودي برقرار کنید و با

دست آورده و با مقدار تئوري مقایسه کنید. در ه گیري دامنه سیگنال خروجی، گین ولتاژ مدار را ب اندازه

آورید. به دستصورت وجود اختلاف، علت را بررسی کرده و سپس با تغییر مناسب، گین ولتاژ مطلوب را

دامنه سیگنال ورودي را افزایش داده و شکل سیگنال خروجی را از نظر قطع و اشباع بررسی کنید. ماکزیمم

آورده و با مقدار تئوري مقایسه کنید. به دستخروجی را سیگنال سینوسی بدون اعوجاج

گیري کرده و با مقدار خواسته شده مقایسه کنید. در صورت وجود کننده را اندازه فرکانس قطع پایین تقویت

اختلاف زیاد، تغییر لازم را براي دستیابی به فرکانس قطع مطلوب را ایجاد کنید.

ي کرده و با مقدار تئوري مقایسه کنید.گیر مقاومت ورودي مدار را اندازه

مقدار تئوري مقاومت خروجی مدار را حساب کنید. سیگنال سینوسی با فرکانس یک کیلوهرتز و با دامنه

ه ب Roگیري کنید. اکنون مقاومتی برابر خیلی کم در ورودي برقرار کنید و دامنه سیگنال خروجی را اندازه

گیري کنید. ین خروجی و زمین) و مقدار دامنه سیگنال خروجی را اندازهعنوان بار در خروجی قرار دهید (ب

به را Roدست آورید. مقدار ه را ب Roتوانید از این آزمایش با در نظر گرفتن مدار معادل تونن خروجی می

دهیم. قرار می Roو توضیح دهید که چرا مقاومت بار در خروجی را برابر این شیوه تعیین کنید

٢٥

هاي کلکتور مشترك و بیس مشترك است. پیش از کننده هدف از این آزمایش، بررسی مشخصات تقویت

Ic=2mAو VCE=5voltدر نقطه کار Curve Tracerوسیله ه ترانزیستور مورد نظر را ب hfeو آزمایش،

تعیین کنید.

را چنان طرح کنید که ترانزیستور در R2و Re ،R1 هاي مقاومت So=12، با انتخاب 6-1-در مدار شکل

را براي فرکانس قطع پایین Ceو Cbهاي تنظیم شود. خازن Ic=2mAو VCE=5voltحوالی نقطه کار

fL=50Hz تعیین کنید.(در محاسبهCe کننده به ض کنید مقاومت باري برابر مقاومت خروجی تقویتفر

خروجی متصل است.)

کلکتور مشترك ي کننده تقویت 6-1-کلش

گیري نمایید. درصورت سازي کنید و پارامترهاي مورد طراحی را اندازه مدار طرح شده را شبیه

ح کنید.وجود اختلاف، علت را بیابید و درصورت نیاز طرح را اصلا

مدار را بسته و گین ولتاژ، مقاومت خروجی، مقاومت ورودي و ماکزیمم نوسان خروجی مدار را در حالت

گیري کرده و با مقادیر تئوري مقایسه کنید. باري اندازه بی

مقاومت باري برابر مقاومت خروجی مدار، در خروجی قرار داده و در این حالت گین ولتاژ، فرکانس قطع

گیري کرده و با مقادیر تئوري مقایسه کنید. کزیمم نوسان خروجی و مقاومت ورودي مدار را اندازهپایین، ما

٢٦

طراحی کنید. fL=50Hzو So=10) و داشتن Ic=2mAو VCE=5voltرا براي نقطه کار ( 6-2-مدار شکل

)RE اسبه خازن توانید برابر یک کیلو اهم انتخاب کنید و درمح را میCc مقاومت بار را برابرRc فرض

کنید.)

تقویت کننده بیس مشترك 6-2-شکل

گیري نمایید. درصورت سازي کنید و پارامترهاي مورد طراحی را اندازه مدار طرح شده را شبیه

وجود اختلاف، علت را بیابید و درصورت نیاز طرح را اصلاح کنید.

تاژ، مقاومت خروجی، مقاومت ورودي و ماکزیمم نوسان خروجی را در حالت مدار را بسته و گین ول

گیري کرده و با مقادیر تئوري مقایسه کنید. باري اندازه بی

در خروجی، گین ولتاژ، ماکزیمم نوسان خروجی و فرکانس قطع پایین RL=RCبا قرار دادن مقاومت بار

ایسه کنید.گیري کرده و با مقادیر تئوري مق مدار را اندازه

٢٧

FET

هاي الکتریکی و پارامترهاي آن و طراحی دست آوردن مشخصهه ، بJFETهدف از این آزمایش، آشنایی با

باشد. کننده سورس مشترك می یک تقویت

طالعه کنید. با دقت مه است. مشخصات الکتریکی آنرا از برگه اطلاعات ب 2N3819ترانزیستور مورد استفاده

گیري را مشخص کرد؟ با اندازه متر گیت آن توان بوسیله اهم ، چگونه میJFETدرنظر گرفتن ساختمان

هاي درین وسورس را مشخص کنید؟ توانید پایه هاي مختلف و بررسی آنها، آیا می مقاومت اهمی بین پایه

VGSرا براي 2n3819، مشخصه خروجی ترانزیستور 7-1-سازي مداري شبیه مدار شکل بیهبا ش

گیري نمود؟ را اندازه gmو rdکمک این مشخصه ه توان ب داده شده در جدول زیر ترسیم نمایید. چگونه می

ببندید. E2و E1مدار زیر را با دو منبع تغذیه مستقل

ستور اثر میدانتعیین مشخصه خروجی ترانزی 7-1-شکل

را در مقادیر داده شده در جدول زیر ثابت نگه داشته و به ازاي هر مقدار، با تغییر VGS، ولتاژ E1با تنظیم

E2 و ایجاد مقادیرVDSگیري کرده و در جدول زیر ثبت کنید. ، جریان درین را اندازه

16 10 8 6 4 3 2 1 0.5 0.2 0.1 0 )(voltVDS

)(0 vVGS

)(mAID

5.0GSV

1GSV

5.1GSV

2GSV

5.2GSV

3GSV

٢٨

)(منحنی مشخصه خروجی ( DSDS VfI را به ازاي هر مقدار (VGS .رسم کنید

به هیچ وجه مقدار مثبت به خود نگیرد چون ممکن است موجب صدمه دیدن VGSدقت کنید که

JFET .شود

ز مشخصه خروجی، پارامترهايبا استفاده ااکنون GS

DSm

V

Ig

و

DS

DSd

I

Vr

را در نقاط کار

P1(VDS=5v,IDS=1.5mA) وP2(VDS=10v,IDS=2.5mA) گیري کنید. همچنین مقدار اندازهVGS را در این

دست آورید.ه نقاط ب

را براي 2N3819ی ترانزیستور انتقالمشخصه ، 7-1-سازي مداري شبیه مدار شکل با شبیه

VDS=5 volt کمک این مشخصه مقادیر ه ترسیم نمایید. بIDSS وVP ه توان ب را تعیین نمایید. چگونه می

گیري نمود؟ را اندازه gm ،کمک این مشخصه

IDSمقدار مطابق جدول زیر، VGSولت ثابت نگه داشته و با تغییر 5را در VDSمقدار 7-1-در مدار شکل

را از روي منحنی VPو IDSSرا رسم کنید. مقادیر VGSبرحسب IDSگیري نمایید. منحنی تغییرات را اندازه

آورید. به دست

گیري کرده و آمده اندازه به دستاز روي مشخصه انتقالی IDS=2.5mAو IDS=1.5mAرا به ازاي gmمقدار

یسه کنید.گیري شده در قسمت پیش مقا با مقادیر اندازه

با کامل نمودن جدول زیر، درستی روابط 2

1

P

GSDSSDS

V

VII ،

P

GS

P

DSSm

V

V

V

Ig 1

2و

P

DSSm

V

Ig

20 .را تحقیق کنید

VGSVGSgmgm

IDS

IDS=1.5mA

IDS=2.5mA

gm0= gm0= IDS= IDSS= .

٢٩

٣

JFETCurve Tracer

- 1دست آمده در آزمایشه ایجاد کرده و با مشخصه ب Curve Tracer ي وسیلهه را ب FETمشخصه خروجی

نید.مقایسه ک 7

دست آورده و با نتایج ه از روي مشخصه خروجی ب 7-1را در نقاط کار داده شده در آزمایش gmپارامتر

مقایسه کنید. 7-1آزمایش

gmf=1 kHz

د. تنظیم کنی 2.5mAو 1.5mAترتیب روي ه را ب IDS، جریان VGGبسته و با تغییر 7-2-مداري مطابق شکل

گیري ولتاژ ورودي و ولتاژ و اندازه kHz 1، با اعمال سیگنال سینوسی با فرکانس IDSبراي هر مقدار

را به دست آورید. مقادیر به دست آمده را با نتایج gmخروجی، با توجه به رابطه گین ولتاژ مدار، مقدار

پیشین مقایسه کنید. هايتقسم

f=1kHzفرکانس در gmگیري پارامتر اندازه 7-2-شکل

با مشخصات زیر طرح کنید. 7- 3- اي مطابق شکل تقویت کننده

:10 بهره ولتاژvA

:مقاومت ورودي MRi 1

:فرکانس قطع پایینHzfL 100

٣٠

به دستکه بیشترین نوسان در خروجی و ورودي اي انتخاب کنید گونهه نقطه کار مدار را ب

آید.

f=1kHzدر فرکانس gmگیري پارامتر اندازه 7-2-شکل

گیري نمایید. درصورت سازي کنید و پارامترهاي مورد طراحی را اندازه مدار طرح شده را شبیه

وجود اختلاف، علت را بیابید و درصورت نیاز طرح را اصلاح کنید.

و با اعمال سیگنال سینوسی با فرکانس Csرا ببندید و پس از بررسی نقطه کار، ابتدا بدون خازن مدار

f=1kHzگیري کرده و با مقدار تئوري مقایسه کنید. ، گین ولتاژ را اندازه

گیري کرده و با مقدار تئوري مقایسه کنید. به مدار، گین ولتاژ را بار دیگر اندازه Csبا افزودن خازن

گیري کرده و با مقدار تئوري مقایسه کنید. انس قطع پایین مدار را اندازهفرک

و قطع بررسی کنید. تریوددامنه سیگنال ورودي را افزایش داده و خروج از حالت سینوسی را در نواحی

گیري کرده و با مقادیر تئوري مقایسه کنید. باري اندازه مقاومت خروجی و مقاومت ورودي را در حالت بی

٣١

آل کننده ولتاژ با گین زیاد و با مشخصات نزدیک به حالت ایده هدف از این آزمایش، طراحی یک تقویت

شرطی که در آزمایشگاه ه هاي مختلف (ب باشد. در این آزمایش در مورد روش طراحی و استفاده از المان می

دارد و بنابراین نحوه طراحی و منطقی بودن طرح از اهمیت و ارزش موجود باشند) آزادي عمل کامل وجود

بالایی برخوردار است.

یک تقویت کننده ولتاژ با مشخصات زیر طراحی کنید:

:500بهره ولتاژvA

:ماکزیمم نوسان خروجی در حالت بدون بارppV 5

:مقاومت ورودي MRi 1

:مقاومت خروجی1oR

فرکانس قطع پایین در حالت1LR :HzfL 200

.انتخاب ضریب پایداري حرارتی کافی براي ترانزیستورها

گیري ر را بررسی کرده و پارامترهاي بالا را اندازهسازي مدار طراحی شده، عملکرد مدا با شبیه

کنید.

گیري کنید. در صورت وجود مدار را ببندید و مشخصات بالا را اندازه ،آزمایشگاه مدرسپس از مشورت با

اختلاف با مقادیر مطلوب، علت را بررسی کرده و تغییرات لازم را براي رسیدن به مقادیر مطلوب اعمال

.کنید

٣٢

هاي ها آشنا باشیم. کارخانه گذاري این المان هادي لازم است که با نحوه نام هاي نیمه بمنظور استفاده از المان

کنند که در ادامه ها استفاده می آمریکایی، ژاپنی و اروپایی هر کدام از روش خاص خود براي نامگذاري المان

پردازیم. ا میبه بررسی آنه

قرار Nباشد که پس از آن حرف گذاري رقم اول بیانگر تعداد پیوندهاي دیودي میدر این روش نام

گردد. گیرد. پس از این علائم شماره المان ذکر می می

1N براي دیود

2N براي ترانزیستور

3N برايFET و ترانزیستورهاي خاص

باشد. می MOSFETیک 3N140ترانزیستور و 2N3904دیود، 1N4001عنوان نمونه ه ب

گیرد. قرار می Sباشد که پس از آن حرف گذاري رقم اول بیانگر تعداد پیوندهاي دیودي میدر این روش نام

ود.ر کار میه گذاري با معانی زیر بحرف دوم در این روش نام

A ترانزیستورPNP فرکانس بالا

B ترانزیستورPNP فرکانس پایین

C ترانزیستورNPN فرکانس بالا

D ترانزیستورNPN فرکانس پایین

کنند که مفهوم آنها در هادي استفاده می هاي نیمه هاي اروپایی از دو حرف براي توصیف المان کارخانه

هاي زیر ارائه شده است. جدول

٣٣

A هادي بکار رفته ژرمانیوم است. نیمه

B هادي بکار رفته سیلیسیوم است. نیمه

C آرسناید است. هادي بکار رفته گالیم نیمه

D آنتیموئید است. هادي بکار رفته اندیم نیمه

R ص مثل حساس به نور بودن و یا هال ژنراتور است.هادي براي مصارف خا نیمه

A دیود (به استثناي دیود تونلی، دیود زنر، واراکتور و…(

B ) دیود با ظرفیت خازنی متغیرvaractor(

C قدرت، فرکانس پایین ( کم ترانزیستورAF , LF(

D ترانزیستور قدرت، فرکانس پایین

E دیود تونلی

F قدرت، فرکانس بالا ( انزیستور کمترHF,RF(

M,K,H هال ژنراتور براي مصارف مختلف

L بالا، فرکانس بالا ترانزیستور توان

P هاي نوري) هادي حساس به اشعه (مثل المان نیمه

Q هادي ایجاد کننده اشعه (مثل دیودهاي نورافشان نیمهLED(

R ر)هاي کنترل شونده (مثل تریستو یکسوکننده

S ترانزیستور سوئیچ

X دیود براي چندبرابر کردن فرکانس

Y دیود قدرت

Z دیود زنر

T (قدرت) تریستور

U ترانزیستور سوئیچ

هاي زیر را ببینید. توان دو حرف اول را حدس زد. نمونه بنابراین براي کاربرد موردنظر می

2SA530 ترانزیستورPNP ،HF

BP101 فتوترانزیستور

2SB54 ترانزیستور ژرمانیومPNP ،LF

AF239 ترانزیستور ژرمانیومHF

BA137 دیود سیلیسیوم

AE100 دیود تونلی

٣٤

عنوان یک کد ه رنگ بکنند. هر هاي رنگی روي آنها مشخص می کمک حلقهه ب ها را معمولا مقدار مقاومت

و داراي شماره خاصی است.

هاي ترین رنگ به لبه مقاومت شروع کنید و اعداد مربوط به حلقهبراي خواندن مقدار مقاومت از نزدیک

جلوي دوم را کنار هم بگذارید. عدد مربوط به رنگ سوم بیانگر تعداد صفرهایی است که باید رنگی اول و

باشد .حلقه رنگی چهارم تعیین آمده مقدار مقاومت بر حسب اهم می به دستدو رقم قبل قرار گیرد. عدد

گویند. ) میtoleranceباشد که به آن تلورانس ( کننده درصد حداکثر خطاي مقاومت می

سیاه 0 100*

اي قهوه 1 1 101*

قرمز 2 2 102* %2

نارنجی 3 3 103*

زرد 4 4 104*

سبز 5 5 105*

آبی 6 6 106*

بنفش 7 7

خاکستري 8 8

سفید 9 9

طلایی 10-1* %5

اي نقره 10-2* %10

5%820 خاکستري قرمز اي قهوه طلایی

10%1 k اي قهوه سیاه قرمز اي نقره

2%2.2 قرمز قرمز طلایی قرمز

٣٥

ست که حتماً دو رنگ اول آنها طوري ا شوند و ساخته می E12چهار رنگ با استاندارد هاي مقاومتمعمولاً

دهد. یکی از اعداد زیر را نشان می

E12: 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82

نیز ارائه شده است. E24و E192 ،E96 ،E48در ادامه جدول مقاومت استانداردهاي

داراي چهار حلقه رنگی هاي مقاومتی مشابه روش محاسبه داراي پنج حلقه رنگ هاي مقاومتنحوه محاسبه

است با این تفاوت که در اینجا سه حلقه رنگی اول تعیین کننده سه رقم، حلقه چهارم بیانگر تعداد

باشد. صفرهاي جلوي این ارقام و حلقه آخر تلورانس می

سیاه 0 0 100*

اي قهوه 1 1 1 101* %1

قرمز 2 2 2 102* %2

نارنجی 3 3 3 103*

زرد 4 4 4 104*

سبز 5 5 5 105*

آبی 6 6 6 106*

بنفش 7 7 7

خاکستري 8 8 8

سفید 9 9 9

%5 *10-1 طلایی

%10 *10-2 اي نقره

1%564 k سبز آبی زرد نارنجی اي قهوه

2%5.82 خاکستري قرمز سبز طلایی قرمز

10%7.4 M زرد بنفش سیاه زرد اي نقره

٣٦

SMD

نویسند و محاسبه با ها را کنار هم می جاي استفاده از نوارهاي رنگی، عدد رنگه ب SMD هاي مقاومتدر

دهنده مقاومت که نشان » اي قهوه - سیاه -اي قهوه «هاي جاي چاپ رنگه شود. مثلاً ب همان روش انجام می

100ohm 4.7نویسند و را می 101باشد، عدد میkohm کنند. مشخص می 472را با

ها بر حسب قطر آنها در انتخاب مقاومت توان مصرفی آن است؛ از این دیدگاه مقاومت نکته دیگر

ه تر ببا قطرهاي بزرگ هاي مقاومتوات و 125/0با قطر بسیار کوچک هاي مقاومتاند. بندي شده درجه

ان ها و توهایی از این مقاومت باشند. نمونه می …وات و 5/0وات، 25/0ترتیب داراي توان مصرفی

ارائه شده است. 1-مصرفی متناظر آنها در شکل ج

ها براساس توان مصرفی بندي مقاومت شکل ظاهري چند نوع مقاومت. تقسیم 1- ج-شکل

باشد. آنها می

٣٧

٣٨

لق، سرامیک، طالکتریک نظیر کاغذ، دي يهشوند که توسط یک ماد ها ازدو صفحه رسانا تشکیل می خازن

ها را بر حسب نوع عایق اند. خازن میکا، شیشه، تفلون، کاغذ آغشته به پارافین و یا حتی هوا از هم جدا شده

پردازیم. کنند که در ادامه به بررسی آنها می بندي می شان تقسیمکار رفته بین صفحاته ب

شوند. دهی آن ایجاد می ساندویچ کردن یک دیسک سرامیکی بین دو صفحه و پوشش هاي سرامیکی با خازن

باشد. ها بر اساس جنس پوشش آنها نمی گذاري این نوع از خازنکنند، نام برخلاف آنچه بسیاري فکر می

کیلوولت 6 ولتاژشان تاي هومحدود میکروفاراد 2/2 تا بیش از یک پیکوفارادظرفیت آنها از يهمحدود

باشد. می

بنابراین در هنگام قراردادن آنها در مدار باید سرمنفی به زمین ؛باشند هاي الکترولیت داراي پلاریته می خازن

معکوس در مدار قرار گیرد لایه اکسید به صورتتر وصل شود. چنانچه خازن الکترولیت ولتاژ پایین یا

شود و پس از آن محلول الکترولیت تجزیه شده و در و خازن تبدیل به یک هادي میآلومینیوم از بین رفته

باشند، آلومینیوم هاي الکترولیت در دو نوع موجود می شود. خازن اثر گاز ایجاد شده، خازن منفجر می

از فویل گیرند.) در نوع آلومینیوم، دولایه وتانتالیوم. (نوع تانتالیوم در قسمت بعد مورد بررسی قرار می

شوند. حین تولید این آلومینیوم توسط یک تکه کاغذ یا گارس اشباع شده از الکترولیت از هم جدا می

شود. این نوع الکتریک است، تشکیل می ها، درسطح داخلی صفحۀ مثبت اکسید آلومینیوم، که یک دي خازن

ولی در ؛)میکروفاراد 2000000(تا باشند هاي بالاتري میها در مقایسه با نوع قبل داراي ظرفیت از خازن

جریان نشتی بالاتري دارند. ) وولت 350از رکمتشکنند ( تري می ولتاژ بسیار پایین

هاي الکترولیتی هستند که صفحات آنها از فویل تانتالیم ساخته شده است. اکسید هاي تانتالیم خازن خازن

الکتریک بالاتري داخلی صفحه مثبت حین تولید) داراي ثابت دي تانتالیم (رسوب ایجاد شده در سطح

٣٩

هاي الکترولیت آلومینیوم، داراي ها، در مقایسه با خازن باشد. این نوع خازن نسبت به اکسید آلومینیوم می

بندي کوچکتري فراهم کنند؛ جریان محدودة ولتاژ و ظرفیت مشابهی هستند اما قادرند آن ظرفیت را در بسته

ی آنها بسیار کمتر و عمر آنها طولانی است؛ بسیار دقیق هستند و در عوض داراي قیمت بالاتري نشت

باشند. می

شوند و سپس با ها با روي هم قرار دادن صفحات فویل فلزي با یک لایه میکا تولید می این نوع از خازن

ي هو محدود میکروفاراد 1/0تا پیکوفاراد 1ها از شوند. محدودة ظرفیت آن اي نظیر باکلیت پوشیده می ماده

باشد. می ولت 2500تا 100 شان ولتاژ

باشد. ها ظرفیت قابل تنظیم می در این نوع خازن

ترتیب از چپ به راست، خازن الکترولیتی ه شکل ظاهري چند نوع خازن. ب 2- ج-شکل

ولیتی تانتالیوم و خازن سرامیکی.آلومینیوم، خازن الکتر

شود که در این صورت ابهامی بر روي بدنه خازن قید می وارد مقدار ظرفیت و واحد آن عینادر بعضی م

را ببینید.) در اغلب 2-ج-براي خواندن مقدار ظرفیت وجود ندارد. (خازن الکترولیتی آلومینیوم در شکل

تر شود. در این صورت چنانچه عدد مزبور از یک کوچک فیت بر روي بدنه خازن قید نمیموارد واحد ظر

تر از یک باشد ظرفیت برحسب پیکوفاراد است. در باشد ظرفیت برحسب میکروفاراد و چنانچه عدد بزرگ

سرامیکی عدسی بالاي صد هاي خازنتر از واحد است بخصوص در مورد حالتی که عدد ظرفیت بزرگ

شود که رقم اول و دوم، دو رقم یک عدد سه رقمی مشخص می به صورتاراد، معمولا عدد ظرفیت پیکوف

٤٠

22000به معنی 223باشد؛ مثلا در این روش عدد اول ظرفیت و رقم سوم تعداد صفرهاي جلوي آنها می

نانوفاراد است. 22پیکوفاراد یا

نمود که ممکن است این قواعد از طرف بعضی شود، اما باید توجه قواعد فوق در اکثر موارد رعایت می

بدون ذکر واحد قید شود و 47سازندگان رعایت نشود؛ مثلاً ممکن است بر روي بدنه یک خازن عدد

پیکوفاراد. 47نانوفاراد باشد نه 47مقصود سازنده

ي ارقام و ها برا شود. معانی رنگ هاي رنگی مشخص می مقدار ظرفیت خازن گاهی توسط نوارها و یا نقطه

ها رنگهایی که تلورانس، ضرایب همانند معانی رنگها در مورد مقاومت است اما از آنجا که در مورد خازن

کنند بسته به جنس خازن ممکن است معانی ولتاژ قابل تحمل و ضرایب حرارتی خازن را مشخص می

ت به آن مراجعه شود. مختلفی داشته باشند براي هرنوع خازن جدول بخصوصی وجود دارد که لازم اس

شود. ه مییسرامیکی است در ادامه ارا هاي خازناي از این جداول که مربوط به نمونه

0 PPM %20 *100 0 سیاه

اي قهوه 1 1 101* %1 100 33-

قرمز 2 2 102* %2 250 75-

نارنجی 3 3 103* %2.5 150-

-220 400

زرد 4 4 104*

سبز 5 5 105* %5 330-

-470 630 آبی 6 6

بنفش 7 7 750-

خاکستري 8 8 10-2* 30

سفید 9 9 10-1* %10 100

104 221 0.47 0.01 47 100 10u 1n عدد روي خازن

100nF 220pF 470nF 10nF 47pF 100pF 10uF 1nF ظرفیت خازن

٤١

Curve Tracer

ترانزیستور پایه ( هادي دو پایه و سه تعیین پارامترهاي مشخصه قطعات نیمهبراي Curve Tracerدستگاه

BJT ترانزیستور ،FET ،دیود زنر، دیود ،LED مشخصه بر روي رود. پنج منحنی کار میه و تریستور) ب

شود و مقادیر دیجیتال آنها براي محاسبه و نمایش ده پارامتر مختلف مورد نمایش داده می CRTصفحه

، VB/VG ،IB/IG ،IC/IDکه پنج مورد از آنها پارامترهاي استاتیک ( گیرد. این پارامترها، استفاده قرار می

VC/VD و ) و پنج مورد دیگر پارامترهاي دینامیک (h11 ،h21 ،h22 ،y21 وy22 به صورت باشند ) می

توان اي مربوطه را مینوع قطعه و تمام پارامترهاند. متنی قابل مشاهده LCDعددي بر روي یک نمایشگر

جریان و ولتاژ حداکثر مقدار براي ده و تغییرات لازم را اعمال کرد. نمویک صفحه کلید انتخاب توسط

کند. نظیم است. یک محدود کننده توان نیز از صدمه دیدن قطعه مورد آزمایش جلوگیري میکلکتور قابل ت

اي دیگر درحافظه دستگاه را براي مقایسه با قطعه هاي قطعه مورد آزمایش یکی از پارامترتوان همچنین می

مقایسه همزمان وجود دارد تا هاي کنار هم دو سوکت قابل انتخاب با ترمینال دستگاه، ذخیره نمود. در این

به سادگی قابل انجام باشد.دو قطعه

٤٢

1- POWER )دستگاه . تغذیهفشاري) : کلید دکمه

2- INTENS. )ها ) : تنظیم شدت روشنایی منحنییچ تنظیمپ

3- FOCUS )ها ) : تنظیم ضخامت منحنیپیچ تنظیم

گیري شده و نتایج اندازه هاي انتخاب شده نمایش پارامتر: دو سطري LCDنمایشگر -4

گیري ها براي اندازه : انتخاب پارامتر فشاري هايکلید -5

MEMORY )و فعال کردن عمل مقایسه گیري شده دازهفشاري) : ذخیره مقادیر ان دکمه

6- CURSOR )از یک منحنی به منحنی دیگر نما مکانفشاري) : جابجا کردن دکمه

نما براي مکان انتخاب شده فانکشن) : نشان دهنده LEDنمایشگرهاي( -7

تنظیم پیچ انتخاب شده باشد فانکشن اعمالی . اگر هاي و جریان هاولتاژ تنظیم: پیچ تنظیم -8

کند. نما را کنترل می موقعیت مکان

9- FUNCTION )نما فانکشن براي مکان فشاري) : انتخاب دکمه

٤٣

10- INT. LCD نمایشگر) : تنظیم کانتراست چ تنظیم(پی LCD

11- Y-POS عمودي صفحه نمایشموقعیت ) : تنظیم تنظیم (پیچ

12- X-POS افقی صفحه نمایش موقعیت ) : تنظیم تنظیم (پیچ

13- TR ها نسبت به افق منحنی) : تنظیم زاویه تنظیم (پیچ

14- DUT )اتصال/قطع اتصال قطعه مورد تست . تست، /پایانآغازفشاري) : دکمه

15- BIP/FET )فشاري) : انتخاب نوع ترانزیستور/دیود (دو قطبی یا اثر میدان) دکمه

16- PNP/NPN )فشاري) : انتخاب نوع ترانزیستور ( دکمهNPN یاPNP(

17- E/S; C/D; B/G )قطعه آداپتورهاي مکانیکی و الکتریکی براي ) : اتصالپریز

مقدار انتخاب شده براي ماکزیمم جریاندهنده : نشان )LEDآمپر (نمایشگرهاي میلی 2, 20, 200 -18

19- Imax. )فشاري) : انتخاب ماکزیمم جریان اعمالی دکمه

مقدار انتخاب شده براي ماکزیمم ولتاژدهنده : نشان )LEDي ولت (نمایشگرها 2 , 10, 40 -20

21- Vmax. )فشاري) : انتخاب ماکزیمم ولتاژ اعمالی دکمه

مقدار انتخاب شده براي ماکزیمم تواندهنده : نشان )LEDوات (نمایشگرهاي 4و 4/0، 04/0 -22

23- Pmax. )فشاري) : انتخاب ماکزیمم توان اعمالی دکمه

BJT

طور مناسب به سوکت مربوطه متصل خواهید مورد بررسی قرار دهید را به ترانزیستوري که می -1

نمایید.

باشد. BIP) در وضعیت BIP/FET )15دقت کنید که کلید -2

) انتخاب کنید.16( NPN/PNP) را به کمک کلید PNPیا NPNنوع ترانزیستور ( -3

.Pmax) و حداکثر توان 21( .Vmax) ، حداکثر ولتاژ Imax. )19سب براي حداکثر جریان محدوده منا -4

) را انتخاب نمایید.23(

٤٤

آید. به نمایش درمی CRT) را فشار دهید. پنج منحنی بر روي صفحه نمایش DUT )14کلید -5

هاي موقعیت عمودي منحنی -6 CEC VfI ) توسط جریان بیسIBگردد. براي تنظیم این ین می) تعی

) 8قرار دارد پیچ تنظیم ( MINیا MAX) در وضعیت Function )7پارامتر، وقتی که دکمه فشاري

انتخاب شده باشد MAXاي افزایش/کاهش یابد. وقتی را بچرخانید تا جریان بیس به صورت پله

شده باشد جریان بیس انتخاب MINجریان بیس براي منحنی بالایی تنظیم خواهد شد و وقتی

گردد. سه منحنی دیگر بین این دو منحنی، با فاصله یکسان از یکدیگر براي منحنی پایینی تنظیم می

نما را از یک منحنی به توان مکان ) میCURSOR )6گیرند و با استفاده از دکمه فشاري قرار می

کنید جریان بیس برابر شن میمنحنی دیگر جابجا نمود. توجه داشته باشید که وقتی دستگاه را رو

گردد. حداقل مقدار خودش تنظیم می

در FUNCTIONکه دکمه فشاري نما بر روي منحنی، درحالی براي تنظیم موقعیت افقی مکان 7

برابر مقدار مورد نظر تنظیم گردد. VCE) را بچرخانید تا 8قرار دارد پیچ تنظیم ( وضعیت

توانید پارامتر مورد نظر را انتخاب نمایید تا بر روي ) می5( هاي فشاري با استفاده از دکمه -8

) نشان داده شود.LCD )4نمایشگر

٤٥