Дослідження біполярних транзисторів

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРІВ

 

Мета роботи

 

Побудувати статичні характеристики та визначити параметри схем заміщення біполярних транзисторів.

 

Порядок виконання роботи

 

1 Зібрати схему для зняття статичних характеристик транзистора (рисунок 1.10)

 

 

Рисунок 1.10 – Схема для зняття статичних характеристик транзистора.

2 Підтримуючи сталим значення U _KE зняти залежності І _Б = f ₁(U _БE) при

U _KE = 0; 5; 10 В. Результати записати в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1 - Результати досліджень

Величини	Значення величин
U БЕ , В
І Б, мА (U КЕ = 0 В)
І Б, мА (U КЕ = 5 В)
І Б, мА (U КЕ = 10 В)

 

3 Підтримуючи сталим значення І _Б зняти залежності І _К= f ₂(U _КE) при п’яти різних значеннях струму І _Б. Результати записати в таблицю 1.2

Таблиця 1.2 - Результати досліджень

Величини	Значення величин
U КЕ , В
І К, мА (І Б = … мА)
І К, мА (І Б = … мА)
І К, мА (І Б = … мА)
І К, мА (І Б = … мА)
І К, мА (І Б = … мА)

Обробка результатів досліджень

 

1 Побудувати графіки залежностей І _Б = f ₁ (U _БE)та І _К= f ₂(U _КE).

2 Розрахувати h - параметри транзистора, згідно заданого варіанту (таблиця 1.3).

 

Таблиця 1.3 - Результати досліджень

Варіант
Е К, В
R К, кОм		1,5			0,6	0,8	1,2		1,5
U КЕР, В

3. Розрахувати залишкові опори транзистора при його роботі в ключовому режимі.

Зробити висновки про виконану роботу.

 

Контрольні запитання

 

1 Поясніть принцип роботи p-n-p транзистора. В чому полягає його відмінність від транзистора зі структурою n-p-n?

2 Як зміщені емітерний та колекторний переходи при різних режимах роботи біполярного транзистора?

3 Яка фізична суть Т-подібної схеми заміщення транзистора?

4 Як визначаються h - параметри транзистора?

5 Як визначаються параметри Т-подібної схеми заміщення?

6 Як визначаються залишкові опори транзистора при його роботі в ключовому режимі?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

ДОСЛІДЖЕННЯ ОДНОФАЗНИХ ВИПРЯМЛЯЧІВ

 

Мета роботи

 

Вивчити принцип роботи та дослідити характеристики однофазних випрямлячів.

 

Порядок виконання роботи

1 Дослідити однопівперіодний випрямляч.

Відтворити осцилограми напруги U _нвипрямляча без фільтра, а також при наявності різних типів фільтрів. Для вказаних випадків виміряти змінну U _змта постійну U _пост складові напруги U _н. Результати записати в таблицю 2.1.

Для побудови зовнішньої характеристики випрямляча різних типів фільтрів дослідні дані записати в таблицю 2.2.

2 Дослідити один з двопівперіодних випрямлячів за методикою п.1.

 

Таблиця 2.1 - Результати досліджень

Тип фільтра	Без фільтра	С 1	С 2	RС	LС	Транзист.
Однопів періодний випрямляч	U зм, В
U пост, В
р,%
q
Двопів- періодний випрямляч	U зм, В
U пост, В
р,%
q

 

 

Таблиця 2.2 - Результати досліджень

	С - фільтр	І н, мА
U н, В
RС - фільтр	І н, мА
U н, В
L С - фільтр	І н, мА
U н, В
Транзисторний фільтр	І н, мА
U н, В
	С - фільтр	І н, мА
U н, В
RС - фільтр	І н мА
U н, В
L С - фільтр	І н, мА
U н, В
Транзисторний фільтр	І н, мА
U н, В

 

Обробка результатів досліджень

 

1 Зобразити осцилограми напруги U _нвипрямляча без фільтра, а також при наявності різних типів фільтрів.

2 Розрахувати значення коефіцієнтів пульсацій р та згладжування q випрямлячів:

р = U зм / U пост

(2.4)

Результати записати в таблицю 2.1.

3 Побудувати зовнішні характеристики однопівперіодного та двопівперіодного випрямлячів з різними типами фільтрів.

Зробити висновок про виконану роботу.

 

Контрольні запитання

 

1 Яке призначення випрямлячів?

2 Поясніть роботу однопівперіодного випрямляча.

3 Поясніть роботу двопівперіодного випрямляча.

4 Яка фізична суть коефіцієнта пульсації р?

5 Вкажіть переваги і недоліки різних типів згладжувальних фільтрів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

 

Дослідження трифазних випрямлячів

Мета роботи

 

Вивчити принцип роботи та дослідити характеристики трифазних випрямлячів.

 

Порядок виконання роботи

 

1 Зібратисхемудлядослідженнятрифазноговипрямляча (рисунок 3.3).

2 Розімкнути однополюсний вимикач SВ, повністю ввести навантажувальний реостат R _н і після перевірки правильності з’єднань замкнути триполюсний автоматичний вимикач QF. Записати покази приладів в таблицю 3.2 (дослід №1).

3 Ввімкнути однополюсним вимикачем SВ навантажувальний реостат і регулюючи опір R _н , встановлювати струм І ₀ до 25, 50, 75, 100 і 125% від номінального струму випрямляча. Покази приладів записати в таблицю 3.2 (дослід № 2÷6).

 

Таблиця 3.2 - Результати досліджень

 

№ досліду	На-пруга U, В	Струм І, А	Активна потужність, Вт	Напруга U 0, В	Струм І 0, А
І А	І С	Р АВ	Р СВ

 

 

 

Рисунок 3.3 – Схема установки для дослідження трифазного випрямляча (схема Ларіонова)

 

Лабораторна робота №4

Мета роботи

 

Вивчити принцип роботи і дослідити характеристики пара­метричних та компенсаційних стабілізаторів постійної напруги.

 

Порядок виконання роботи

 

1 Дослідити параметричний стабілізатор напруги (рисунок 4.2). Встановивши за допомогою R _н значення струму навантаження І _вих ≈ І _{вих.макс} / 2 і, змінюючи вхідну напругу U _вх , спостерігати зміну вихідної напруги U _вих = f ₁(U _вх). Результати записати в таблицю 4.1.

Встановити на вході напругу U _вх ≈ U _{вх. макс} і, змінюючи опір навантаження R _н, зняти вихідну характеристику стабілізатора U _вих = f ₂ (І _вих). Результати записати в таблицю 4.2.

2 Дослідити компенсаційний стабілізатор з неперервним регулюванням (рисунок 4.5). Зняти характеристики U _вих = f ₃ (U _вх). та U _вих = f ₄ (І _вих) згідно з пунктом 1. Результати записати в таблицю 4.1 та 4.2.

3 Дослідити компенсаційний імпульсний стабілізатор (рисунок 4.6). Зняти характеристики U _вих = f ₅ (U _вх) та U _вих = f ₆ (І _вих) згідно з пунктом 1. Результати записати в таблицю 4.1 та 4.2. Зарисувати з екрану осцилографа на кальку або міліметровий папір криву напруги на колекторі транзистора VT ₁ при різних значеннях вхідної напруги U _вх та вихідного струму І _вих.

 

Таблиця 4.1 - Результати досліджень

U вх, В
U вих, В	Параметрич-ний І вих =, мА
Компенса-ційний неперервної дії І вих =, мА
Компенса-ційний імпульсний І вих =, мА

 

Таблиця 4.2 - Результати досліджень

І вих, мА
U вих, В	Параметрич-ний U вх =, В
Компенса-ційний неперервної дії U вх =, В
Компенса-ційний імпульсний U вх =, В

Лабораторна робота № 5

Мета роботи

 

Дослідити однокаскадний підсилювач електричних сигналів(попереднього підсилювального каскаду) низької частоти з спільним емітером (СЕ).

 

Порядок виконання роботи

 

 

U вих

 

Рисунок 5.7 – Принципова схема підсилювача НЧ

 

1 Зняти АЧХ каскаду з СЕ в режимі холостого ходу (С _Е = 10 мкФ).

Для цього вхідний сигнал (від генератора ГЗ-118) подати на вхід XS1, перемикачі встановити в такі положення: SA1 – в “4”, SA2 – в “1”. Результати записати в таблицю 5.1. Вимірювання вхідної та вихідної напруг здійснюється цифровими вольтметрами (осцилограф, який під’єднується до виходу підсилювача, призначений для контролю відсутності спотворень вихідного сигналу).

 

Таблиця 5.1 - Результати досліджень

f,кГц	0,1	0,2	0,5	1,0	2,0	5,0
U вх,мB
U вих,мB
K U XX

2 Зняти амплітудну характеристику каскаду з СЕ. Результати записати в таблицю 5.2.

f =_____ кГц, R _н = _____ кОм, С _Е = 10 мкФ

Таблиця 5.2 - Результати досліджень

U вх, мB
U вих, мB

3 Дослідити вплив опору навантаження на параметри підсилювача. Результати записати в таблицю 5.3.

 

f =_____ кГц, С _Е = 10 мкФ

Таблиця 5.3 - Результати досліджень

R н, кОм	∞		1,2		0,68		0,36		0,1
U вх, мB
U вих, мB
KU

4 Дослідити вплив ємності СЕ на параметри підсилювального каскаду. Результати записати в таблицю 5.4.

f = _____ кГц, R _н = _____ кОм,

Таблиця 5.4 - Результати досліджень

C E, мкФ	–
U вх,мB
U вих, мB
KU

Мета роботи

 

Дослідити неінвертуючий масштабний, вибірний підсилювачі та LC- генератор на основі операційних підсилювачів.

 

Порядок виконання роботи

 

1 Дослідити неінвертуючий масштабний підсилювач.

Зібрати схему підсилювача згідно з рисунком 6.6. До входу підיєднати звуковий генератор (ЗГ), а до виходу – електронний осцилограф (ЕО).

 

 

Рисунок 6.5 – Схема генератора синусоїдних коливань

 

Вхідну напругу встановити 30 мВ з частотою сигналу 1000 Гц. Коефіцієнт підсилення К визначити як відношення амплітуд вихідної та вхідної напруг, які вимірюються з допомогою осцилографа та електронного вольтметра. Дослідження провести при різних значеннях опору R ₂ на виході ОП.

 

 

Рисунок 6.6 – Схема масштабного підсилювача

 

Отримані результати записати в таблицю 6.1 і порівняти з теоретичними значеннями коефіцієнта підсилення К _Т, які вираховуються за формулою (6.2).

 

Таблиця 6.1 - Результати досліджень

f _вх = 1000 Гц U _вх = 30 мВ

R 2, кОм
U вих, мВ
К
К Т

 

2 Дослідити вибірний підсилювач.

Зібрати схему вибірного підсилювача згідно з рисунком 6.7. В коло зворотного зв’язку ввімкнути паралельний LC – контур. До входу схеми підיєднати звуковий генератор (ЗГ) і подати напругу 30 мВ, а до виходу підיєднати осцилограф (ЕО). Плавно збільшуючи частоту генератора від 1кГц, отримати максимальну величину вихідного сигналу, що буде відповідати налаштуванню підсилювача на резонансну частоту f _0.

Визначити коефіцієнт підсилення підсилювача на резонансній частоті. Далі, змінюючи плавно частоту генератора вище і нижче від резонансної частоти, визначити граничні частоти смуги пропускання підсилювача f ₁ і f ₂ (рисунок 6.4, б), на яких амплітуда вихідного сигналу складає 1/ ≈ 0,707 від амплітуди при резонансній частоті f ₀.

 

 

Рисунок 6.7 – Схема вибірного підсилювача

 

Визначити добротність підсилювача (коливного контуру):

 

Q = = .

(6.3)

Результати дослідів і розрахунків записати в таблицю 6.2

 

Таблиця 6.2 - Результати досліджень

f, кГц	U вих, мВ	Q
f 0
f 1
f 2

 

3 Дослідити LC – генератор.

Зібрати схему для дослідження LC – генератора (рисунок 6.8).

В схемі є два види зворотних зв’язків – додатний (з резистора R ₂ і коливного контуру на неінвертуючий вхід) і від’ємний (з резистора R ₃ на інвертуючий вхід). Після підיєднання схеми до джерела живлення в ній встановляться коливання, які можна спостерігати на екрані осцилографа.

Використовуючи калібровку розгортки осцилографа за тривалістю, визначити період і частоту коливань генератора.

Спостерігати зміни форми генерованих коливань при вимиканні кола від’ємного зворотного зв’язку. Зобразити осцилограми генерованих коливань.

 

 

 

Рисунок 6.8 – Схема дослідження LC – генератора

 

 

Обробка результатів досліджень

 

1 Для неінвертуючого масштабного підсилювача при частоті 1000 Гц вирахувати значення його коефіцієнта підсилення при різних значеннях опору резистора R ₂ і порівняти отримані результати з теоретичними.

2 Для вибірного підсилювача за отриманими даними вирахувати смугу пропускання, резонансу частоту і добротність коливного контуру.

3 Для генератора синусоїдних коливань визначити частоту генерації. привести форму вихідної напруги при ввімкненому та вимкненому колі зворотного зв’язку.

Контрольні запитання

 

1.Який підсилювач називається операційним?

2.Як зображають ОП на принципових схемах?

3.Приведіть схему інвертуючого масштабного операційного підсилювача.

4.Як визначається коефіцієнт підсилення інвертуючого ОП?

5.Приведіть схему неінвертуючого масштабного ОП?

6.Як визначається коефіцієнт підсилення неінвертуючого ОП?

7.Приведіть амплітудно-частотну характеристику вибірного підсилювача.

8.Як визначається добротність контуру вибірного підсилювача?

9.При яких умовах можна отримати на основі ОП генератор синусоїдних коливань?

10.Як визначають резонансну частоту коливного контуру?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНИХ ТРАНЗИСТОРІВ

 

Мета роботи

 

Побудувати статичні характеристики та визначити параметри схем заміщення біполярних транзисторів.