ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ



НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Цель работы

Изучить свойства усилительного каскада при включении транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Определить основные показатели каскада.

Содержание работы

1.1. Наладка режима работы усилительного каскада на БТ с помощью электронного осциллографа.

1.2. Исследование амплитудной и нагрузочной характеристик усилительного каскада с общим эмиттером (ОЭ), с общим коллектором (ОК). Определение показателей Rвх, Uвх, KI.

Общая часть

Способ управления энергией, при котором путем затраты небольшого ее количества можно управлять энергией, во много раз большей, называется усилением. При этом необходимо, чтобы процесс управления являлся непрерывным, плавным и однозначным. Простейший усилитель – это усилительный каскад на одном транзисторе. Свойства такого каскада описываются целым рядом параметров и характеристик, которые зависят от схемы включения транзистора. Амплитудная характеристика – зависимость амплитудного значения выходного напряжения от амплитуды синусоидального входного сигнала: Uвых = f (Uвх).

Нагрузочная характеристика – зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки Rн или тока Iн при определенном значении входного сигнала: Uвых = f (Iн). Входное сопротивление Rвх = для усилителя напряжения должно быть как можно больше. Коэффициент усиления по напряжению KU = должен иметь определенное заданное значение. Коэффициент усиления по току KI = характеризует нагрузочную способность усилительного каскада.

В схеме усилительного каскада с ОЭ (рис. 2.1) входной и выходной токи проходят через эмиттер.

U4 = Uвых
R8
R6
U2 = +12 В

 

VT 1
C3
R5

R11
R1
R3

R9
R7

 

С2 20,0
Uвых
ΔU
U3

Общ.

 

 

Рис. 2.1. Схема для исследования усилительного каскада ОЭ

 

Режим работы транзистора по постоянному току определяется выражением

Uк = Uн Iн· Rн , (2.1)

а показатели каскада можно рассчитать по формулам:

, (2.2)

(2.3)

 

(2.4)

 

· (2.5)

 

R11
R9
C3
C2
R6
R5
C1
R1
R3
U2 = 12 В
Для схемы ОК (рис. 2.2) общим электродом для входной и выходной цепи является коллектор.

Uвх
U3
Рис. 2.2. Схема для исследования усилительного каскада ОК

 

Режим работы и показатели каскада определяются выражениями:

Uэ = IкRэ + IбRэ » IкRэ, (2.6)

 

(2.7)

 

, ( 2.8)

, (2.9)

где – эквивалентное сопротивление в цепи эмиттера.

Порядок проведения работы

3.1. Собрать на стенде и исследовать схему усилительного каскада ОЭ (рис. 2.1).

3.1.1. Произвести наладку режима работы транзистора, установив его рабочую точку. Для этого на вход усилителя подать от внутреннего генератора синусоидальное напряжение U3 частотой 1000 Гц (переключатель частоты в положении 6). Подключить осциллограф к выходу каскада и, увеличивая входной сигнал регулятором напряжения U3, получить ограничение формы выходного сигнала Uвых = U4. Установить такое сопротивление переменного резистора R5 в цепи смещения транзистора, при котором обеспечивается симметричное ограничение выходного сигнала.

3.1.2. Снять и построить амплитудную характеристику усилительного каскада ОЭ Uвых = f (Uвх) при частоте входного сигнала 1000 Гц для режима холостого хода (Rн = ∞) и заданного сопротивления нагрузки

Rн = R11 = 1 кОм (табл. 2.1).

Таблица 2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резуль-таты изме-рения   Uвх, мВ Режим измерения
Iвх, мкА                 Rн = ∞
Uвых, В                
Iвх, мкА                 Rн = 1кОм
Uвых, В                
Резуль-таты расчета Показатели Режим измерения
Условные обозначения Экспериментальные значения Теоретические значения
Rвх, кОм     Rн = ∞
KU    
KU     Rн = 1кОм
KI    
                         

 

Переменные напряжения на входе Uвх и на выходе Uвых = U4 измерять внешним вольтметром относительно общего провода. Значения Uвх необходимо выбирать таким образом, чтобы 5 – 6 точек соответствовали линейной части характеристики, а 2 – 3 точки – области нелинейных искажений (в виде ограниченной амплитуды напряжения Uвых).

Одновременно измерять значения входного тока Iвх методом падения напряжения DU на резисторе R1 = 1 кОм, используя формулу

Iвх = (мкА), где DU–мВ.

Измерить и зарегистрировать постоянное напряжение Uк в рабочей точке транзистора.

3.1.3. По опытным данным рассчитать и занести в табл. 2.1 показатели усилительного каскада: Rвх = , KU = , KI = = .

 

3.1.4. Вычислить теоретическое значение показателей каскада: Rвх, KU, KI, используя выражения (2.2) – (2.4) при h11 = 1,5 кОм, b = 50.

3.2. Собрать на стенде и исследовать схему усилительного каскада ОК (рис. 2.2).

3.2.1. Снять и построить амплитудную характеристику каскада ОК для режима с нагрузкой Rн = 1 кОм по аналогии с п. 3.1.2. Результаты занести в табл. 2.2. Измерить постоянное рабочее напряжение Uэ на эмиттере транзистора.

Таблица 2.2

 

Результаты измерения Uвх, мВ             Режим
Iвх, мкА             Rн = =1кОм
Uвых, мВ            
Результаты расчета Показатели Эксперим. Теоретические
Rвх, кОм    
KU    
KI    
         

3.2.2. Рассчитать экспериментальные значения показателей усилительного каскада ОК по аналогии с п. 3.1.3.

3.2.3. Вычислить теоретическое значение показателей каскада: Rвх, KU, KI, используя выражения (2.7) – (2.9).

Содержание отчета

1. Амплитудные характеристики усилительных каскадов ОЭ и ОК – 2 шт.

2. Таблицы экспериментальных и расчетных данных – 2 шт.

3. Расчеты показателей усилительных каскадов: Rвх, KU, KI.

4. Экспериментальные схемы усилительных каскадов с ОЭ и ОК.

5. Контрольные вопросы

1. Чем отличаются схемы усилительных каскадов ОЭ и ОК?

2. Объяснить назначение всех элементов схемы.

3. Определить по опытным данным постоянный ток коллектора в рабочей точке транзистора для схемы ОЭ и ОК.

4. От чего зависит и как отличается Rвх в схемах ОЭ и ОК?

5. От чего зависят коэффициенты усиления KU и KI?

6. Как отличаются амплитудные характеристики схем ОЭ и ОК?

7. От чего зависят нелинейные искажения в каскаде?

8. Оценить сходимость теоретических и опытных значений коэффициента KU для схемы ОЭ и ОК.

9. Как производится экспериментальная настройка режима работы усилительного каскада ОЭ?

10. Принцип эмиттерной стабилизации рабочего тока коллектора в усилительном каскаде.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3



Последнее изменение этой страницы: 2016-12-11; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.249.17 (0.01 с.)