Исследование полевых транзисторов

 

Цель работы - изучить конструкцию и принцип действия полевого транзистора (ПТ), экспериментально определить семейства характеристик транзистора и параметры линейной модели ПТ.

Универсальный лабораторный макет (см. рис. 3.1) позволяет при помощи тумблеров собрать схему для исследования ПТ.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Собрать схему для исследования полевого транзистора.

2. Выполнить необходимые измерения для построения выходных характеристик полевого транзистора с общим стоком при U_ЗИ =0; 0,1;0,3; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5В.

3. Выполнить необходимые измерения для построения семейства входных характеристик при U_СИ = 5; 10 В.

 

Рис. 3.1 - Лабораторный макет для исследования схем

на полевых транзисторах

 

Содержание отчета

 

1. Цоколевка и паспортные данные испытуемого ПТ, приведенные в справочной литературе [13, 14].

2. Данные измерений и построенные по ним входные и выходные характеристики транзистора.

3. Линейная электрическая модель ПТ и его параметры, рассчитанные в заданной преподавателем точке покоя.

 

Контрольные вопросы

 

1.В чем состоит отличие БПТ от полевого?

2.Существующие разновидности полевых транзисторов и их особенности.

Литература [2, 141-152; 3, 235-251; 5, 79-88].

 

 

Лабораторная работа № 4

Исследование усилителей на транзисторах

 

Цель работы - изучить принцип работы усилителей на биполярных и полевых транзисторах, методику расчета различных схем усилителей, получить навыки экспериментального определения характеристик и параметров усилителя. Универсальные лабораторные макеты (см. рис. 2.1 и 3.1) позволяют с помощью переключателей собрать требуемую схему усилителя (с общими эмиттером, коллектором, базой, истоком и стоком).

 

Теоретическая часть

 

Электронные усилители – устройства, предназначенные для усиления, подаваемых на их вход сигналов. По роду усиливаемых сигналов они подразделяются на усилители гармонических и усилители импульсных сигналов.

По характеру изменения усиливаемого сигнала во времени они подразделяются на усилители медленно изменяющихся сигналов, которые называются усилителями постоянного тока и усилители переменного тока. Последние подразделяются на усилители низкой частоты, высокой частоты, широкополосные и избирательные.

По назначению они подразделяются на усилители напряжения, тока и мощности. Усилители напряжения обеспечивают на нагрузочном сопротивлении R_н заданную величину выходного напряжения U_вых.

В таком режиме усилитель работает, когда его входное сопротивление R_вх намного больше сопротивления источника входного сигнала R_и (R_вх>>R_и), а сопротивление нагрузки R_н намного больше выходного сопротивления усилителя R_вых (R_н>>R_вых). Это обеспечивает относительно большое изменение напряжения на нагрузке U_н(U_вых) при небольших изменениях токов входной I_вх и выходной I_н(I_вых) цепи.

Основные параметры усилителей: коэффициент усиления по напряжению К_U (); коэффициент усиления по току К_I (); коэффициент усиления по мощности К_р (К_р=Р_ВЫХ/Р_ВХ); входное сопротивление R_ВХ (); выходные сопротивления R_ВЫХ; коэффициент частотных искажений , на нижних частотах () и на верхних (), где соответственно коэффициенты усиления по напряжению на средних, низких и высоких частотах.

К основным характеристикам усилителей относятся передаточная (амплитудная) и амплитудно-частотная характеристика.

В зависимости от используемых в усилителях активных элементов они подразделяются на ламповые, полупроводниковые – на биполярных и полевых транзисторах.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Используя лабораторные макеты, собрать с помощью переключателей исследуемую схему усилителя (ОЭ, ОК, ОБ, ОИ, ОС).

2. Установить Е_К = 10 В и измерить режим работы транзистора по постоянному току.

3. Подключить на вход усилителя звуковой генератор, а на выход -осциллограф.

4. Установить частоту входного сигнала 1000 Гц и экспериментально определить величину входного сигнала, при котором выходной сигнал усилителя еще синусоидальный.

5. На этой частоте выполнить необходимые измерения для определения коэффициентов по току и напряжению, входного и выходного сопротивлений усилителей при различных сопротивлениях нагрузки.

6. Изменяя частоту входного сигнала в пределах 20 Гц-200 кГц, выполнить необходимые измерения для построения амплитудно-частотной характеристики усилителя.

 

Содержание отчета

 

1. Входные и выходные характеристики используемых транзисторов (из отчета предыдущей работы).

2. Расчет параметров транзисторов в рабочей точке.

3. Принципиальные схемы усилителей, их электрические модели и рассчитанные по ним параметры усилителей К_U, К_I, P_ВХ, Р_ВЫХ.

4. Таблица с основными параметрами усилителя, полученными по результатам эксперимента.

5. Частотные характеристики усилителей.

 

Контрольные вопросы

 

1. Каково назначение усилителей напряжения?

2. Каков порядок расчета элементов усилителя?

3. Нелинейные и частотные искажения усилителя.

4. Сделайте сравнительную оценку усилителей с ОЭ, ОК, ОБ, ОИ, ОС.

Литература [2, 258-279; 4; 5, 102-116, 241-248].

 

Лабораторная работа № 5