TI-S2

Practicum Comparator - MOSFET

Tip: Datasheet opdrachten het laatst

Het is een goed idee om te proberen tijdens de les de praktijk-gerelateerde opdrachten klaar te hebben, en daarna pas te beginnen aan de datasheet gerelateerde opdrachten (die kunnen makkelijker na de les worden afgemaakt).

Benodigd

• Een breadboard
• Een multimeter
• Een LM324 (chip met 4x opamp)
• Een 10k potmeter (potentiometer of regelbare weerstand)
• Een 2 weerstanden van 1k
• Een weerstand van 2,2k
• Breadboard wires of draad+striptang
• Een PMOS-FET NDP6020P
• Een weerstand van 10k
• Een weerstand van 100 Ω

Comparator

Benodigd

• Een breadboard
• Een multimeter
• Een LM324 (chip met 4x opamp)
• Een 10k potmeter (potentiometer of regelbare weerstand)
• Een 2 weerstanden van 1k
• Een weerstand van 2,2k
• Breadboard wires of draad+striptang

Opdracht

1. Bouw de volgende schakeling, met Vsup=5V, R1=1k, R2=1k, R3=2,2k, P1=10k en een van de opamps op een LM324 (zoek de pinnen op in zijn datasheet).

1. Potentiometer P1 is nu geschakeld als instelbare weerstandsdeler. Je kunt het zien als een spanningsdeler bestaande uit twee weerstanden waarvan de som 10k is.
   Je kunt met P1 knooppuntsspanning V3 dus instellen tussen 0 en Vsup.
   Teken nu een grafiek met op de horizontale as V3 en op de verticale as V4. Zorg dat de waarde van V3 bij het “omslagpunt” nauwkeurig is verwerkt. Verklaar de grafiek

2. Stel nu dat je de ingangen andersom aansluit:
   

   Hoe gedraagt de schakeling zich dan? Verklaar!**

   Zoek op in de datasheet van de opamp:**

3. Wat is zijn typische versterkingsfactor? (de versterking van de verschil-spanning tussen zijn ingangen naar de knooppuntsspanning op zijn uitgang)

4. **Wat is zijn maximale input offset spanning? Wat heeft dat tot gevolg in bovenstaande schakeling? **

5. Wat is zijn maximale input instel stroom?
   Wat heeft dat tot gevolg in bovenstaande schakeling?

6. Wat is zijn maximale input offset stroom?
   Wat heeft dat tot gevolg in bovenstaande schakeling?

7. Wat is de minimaal gegarandeerde stroom die zijn uitgang kan “sinken” (die er in kan stromen)?

8. Wat is de minimaal gegarandeerde stroom die zijn uitgang kan “sourcen” (die er uit kan stromen)?

9. Stel dat we de led+R1 zouden vervangen door een 5V motor die 1A stroom nodig heeft, zou die motor dan met deze schakeling aan een uitgezet kunnen worden? Waarom wel/niet?

10. Wat is de kleinste voedingsspanning waarvoor de opamp nog goed werkt?

11. Wat is de maximale voedingsspanning?

12. Wat is zijn maximale stroomverbruik (als je niets aan de uitgangen hangt)?

13. Wat is de maximale uitsturing (uitgangsspanning) naar beneden (bij 5V voedingsspanning en een 10k weerstand als belasting naar de positieve voedingsspaning)?

14. Wat is de maximale uitsturing (uitgangsspanning) naar boven (bij 5V voedingsspanning en een 2k weerstand als belasting naar ground)?

PMOS transistor

Benodigd

• Een breadboard
• Een multimeter
• Een PMOS-FET NDP6020P
• Een 10k potmeter (potentiometer of regelbare weerstand)
• Een weerstand van 10k
• Een weerstand van 100 Ω
• Breadboard wires of draad+striptang

Opdracht

1. Bouw de onderstaande schakeling, met Vsup=5V, P1=10k, R2=10k en R1=100 Ω.
   Zoek in de datasheet van de PMOS zijn pinnen op. Zijn source is met de voedingsspanning verbonden, zijn drain met belastingsweerstand R1 en zijn gate met (stroom-) meetweerstand R2.

   

2. Met P1 kun je V1 regelen. D.m.v. een spanningsmeting over R2 en de wet van Ohm kun je de stroom bepalen die in de gate van de PMOS transistor loopt.
   Varieer V1 langzaam van 0V tot 5V, terwijl je de spanning VR2 over R2 meet.
   Wat is de hoogste spanning VR2 die je hebt gemeten?

3. Wat is de hoogste stroom die in de gate van de PMOS transistor loopt?

4. Maak nu een grafiek met V1 op de horizontale as (van 0V tot 5V, in stappen van 0,25V) en I1 langs de verticale as (I1 bepaal je door de spanning over R1 te meten en de wet van Ohm te gebruiken).

   Zoek in de datasheet van de PMOS op:

5. Wat de maximale drain-stroom is die hij kan leveren.

6. Wat de maximale source-drain spanning is waarbij hij nog kan werken.

7. Wat de maximaal toegestane source-gate spanning is.

8. Bij de eerste schakeling in de comparator opdracht zagen we dat de comparator niet al te veel stroom kan “sourcen”.
   Stel nu dat we met de comparator (in plaats van een led+R1) een 5V motor willen aanschakelen (die 1A stroom verbruikt als hij aan staat).
   Bedenk een aanpassing van die schakeling waardoor dat mogelijk wordt (hint: gebruik de PMOS). Leg uit hoe het werkt.

9. Je kunt ook sterke stromen schakelen met een NMOS transistor.**
   In wat voor situaties zijn NMOS transistors handiger?
   In wat voor situaties zijn PMOS transistors handiger?

This site is open source. Improve this page.