Эксперимент 1. Исследование каскада с общим эмиттером в режиме малого сигнала

а) Измерение амплитуд напряжений, фазовых сдвигов сигналов, граничной частоты и вычисление коэффициента усиления каскада

Создать схему, изображенную на рис. 8.3. Установочные параметры приборов должны соответствовать изображению, представленному на рисунке.

Включить схему. Для установившегося режима (завершены пере- ходные процессы после включения схемы) в раздел «Содержание от- чета» записать результаты измерений амплитуд входного и выходного напряжений.

Определить по фазочастотной характеристике (ФЧХ) сдвиг фаз между входным и выходным синусоидальными сигналами усилителя на частоте 1 кГц, для чего необходимо использовать Боде-плоттера в режиме «Phase» – получение ФЧХ.

 

Рисунок 8.3 – Схема для исследования каскада с общим эмиттером

в режиме малого сигнала

 

Определить по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) ниж- нюю граничную частоту усилителя. Для этого необходимо использо- вать Боде-плоттер в режиме «Magnitude» – получение АЧХ. По резуль- татам измерений амплитуд входного и выходного синусоидальных напряжений, вычислить коэффициент усиления каскада по напряже- нию. В разделе «Содержание отчета» привести принципиальную

схему исследуемого каскада, его АЧХ, ФЧХ и записать результат рас- чета коэффициента усиления.

б) Расчет тока эмиттера и параметров каскада

Используя значения параметров компонентов исследуемой схемы, приведенной на рис. 8.3, вычислить ток I_Э эмиттера (U_БЭО» 0,7 В). По его значению вычислить дифференциальное сопротивление r_Э эмит- терного перехода. Используя найденное значение, вычислить коэффи- циент усиления каскада по напряжению. Расчетные соотношения и полученные результаты записать в раздел «Содержание отчета».

в) Определение коэффициента усиления при подключении дополнительного резистора на вход каскада

Подключить резистор R_D между точкой U_IN и конденсатором С ₁, разомкнув ключ S ₁, который управляется клавишей [ Space ] клавиатуры компьютера. Включить схему. Измерить амплитуды входного u_ВХ и вы- ходного u_ВЫХ напряжения. Вычислить новое значение коэффициента усиления по напряжению по результатам измерений. Результаты изме- рений и расчета записать в раздел «Содержание отчета».

г) Определение входного сопротивления каскада по переменному току

Переместить щуп канала «А» осциллографа в узел U_b. Снова вклю- чить схему и измерить амплитуду u_Б входного синусоидального напря- жения в точке   U_b. По результатам измерения напряжения u_Б и u_ВЫХ вычислить коэффициент усиления по напряжению усилитель- ного каскада. По результатам измерения амплитуд напряжения u_ВХ, u_Б, используя параметры элементов схемы усилителя, вычислить входной ток i_ВХ. По значениям u_ВХ и i_ВХ вычислить входное сопротивление r_ВХ усилителя по переменному току. Результаты измерений и использован- ные расчетные соотношения записать в раздел «Содержание отчета».

д) Расчет входного сопротивления каскада по переменному току

По значению коэффициента передачи тока b, полученному в раз- деле «Эксперимент 1» лабораторной работы № 6, и величине диффе- ренциального сопротивления r_Э эмиттерного перехода вычислить вход- ное сопротивление транзистора r_i. Вычислить значение входного со- противления усилительного каскада r_ВХ, используя значения сопротив- лений R ₁, R ₂ и r_i. Расчетные формулы и полученные результаты запи- сать в раздел «Содержание отчета».

е) Определение коэффициента усиления каскада при уменьшении сопротивления нагрузки

Закоротить резистор R_D, установленный между узлом U_IN и конден- сатором С ₁, замкнув ключ S ₁, управляемый клавишей [ Space ]. Переме- стить щуп канала «А» осциллографа в узел U_IN. Установить номинал резистора R_L равным 2 кОм. Затем включить схему и измерить ампли- туды входного и выходного синусоидального напряжения. Используя результаты измерений, вычислить новое значение коэффициента уси- ления по напряжению. Результаты записать в раздел «Содержание от- чета».

ж) Расчет выходного сопротивления каскада

Используя результаты измерений амплитуды выходного синусои- дального напряжения, полученные в пункте а) и пункте е), значение сопротивления нагрузки, выставленное в пункте е), вычислить выход- ное сопротивление усилителя. Использованные расчетные формулы и полученные результаты записать в раздел «Содержание отчета».

з) Измерение постоянной составляющей выходного сигнала каскада

Установить номинал резистора R_L, являющегося нагрузкой усили- тельного каскада, равным 200 кОм. Переставить щуп канала «В» ос- циллографа в узел U_C и включить схему. Измерить постоянную состав- ляющую выходного  напряжения и записать результат  измерения в раздел «Содержание отчета».

и) Определение коэффициента усиления каскада с резистором в цепи эмиттера в отсутствии шунтирующего конденсатора

Вернуть щуп канала «В» осциллографа в узел U_OUT. На осцилло- графе установить масштаб напряжений входа канала «А» равным

10 мВ/дел. Разорвать соединение шунтирующего конденсатора С ₃ с точкой U_e и включить схему. Измерить амплитуды входного и выход- ного синусоидального напряжения. После проведения всех измерений восстановить соединение конденсатора С ₃ с эмиттером транзистора в точке U_e. По результатам измерений вычислить значение коэффици- ента усиления каскада с ОЭ с сопротивлением в цепи эмиттера по напряжению. Записать результаты в раздел «Содержание отчета».

к) Вычисление коэффициента усиления каскада с резистором в цепи эмиттера в отсутствии шунтирующего конденсатора

По величине дифференциального сопротивления эмиттера r_Э, ис- пользованного при выполнении в пункте б) и значению сопротивления R_Э, вычислить значение коэффициента усиления каскада с ОЭ с сопротивлением в цепи эмиттера по напряжению. Использованные

расчетные соотношения и полученные результаты записать в раздел

«Содержание отчета».