Тема: Исследование типовой схемы включения транзисторов с общим коллектором
Цель работы:
Исследование характеристик и параметров усилительных каскадов на биполярных транзисторах в схемах с общим коллектором.
Теоретические сведения
2.1.1 Усилительный каскад на биполярном транзисторе (БТ) с общим коллектором называется эмиттерный повторитель.
Эмиттерный повторитель (ЭП) представляет собой усилитель тока и мощности, выполненный на транзисторе по схеме с общим коллектором (ОК). Схема ЭП представлена на рисунке 2.1.
Сопротивление нагрузки включается в эмиттерную цепь транзистора. ЭП обладает повышенным входным и пониженным выходным сопротивлениями. Его входное и выходное напряжения совпадают по фазе и незначительно отличаются по величине. Отмеченные свойства ЭП позволяют использовать его для согласования высокоомного источника напряжения с низкоомной нагрузкой.
ЭП можно рассматривать как усилительный каскад с общим эмиттером (ОЭ), у которого Rк=0, а резистор в цепи эмиттера не зашунтирован конденсатором Сэ.
В этом случае все выходное напряжение, выделяемое на сопротивлении в цепи эмиттера, последовательно вводится во входную цепь усилителя, где вычитается из напряжения входного сигнала Uвх, снижая его. В схеме действует 100 % последовательная отрицательная обратная связь по току.
Коэффициент усиления по напряжению ЭП определяется по формуле (2.1):
Кu = Uвых/Uвх = (Iэ*Rэ)/(Iб*Rвх) (2.1)
где Ки – коэффициент усиления по напряжению;
Uвых, Uвх – напряжения на выходе и входе ЭП, В;
Iэ, Iб – сила тока на эмиттере и БТ соответственно, А;
Rэ, Rвх –сопротивления нагрузки на эмиттере и входе, Ом.
Коэффициент усиления по току Кi в схеме ЭП без учета сопротивления нагрузки Rн (холостой ход) определяется по формуле (2.2)
Кi = Iэ/Iб = 1+β. (2.2)
где β – коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером
Подготовка к работе
2.2.1 Изучить принцип работы схем усилительных каскадов на БТ с ОЭ и ОК.
2.2.2 Изучить порядок расчета схем усилительных каскадов БТ с ОЭ и ОК.
2.2.3 Нарисовать схему исследуемого усилительного каскада.
2.2.4 Ознакомиться с порядком сборки схем на стенде.
План работы
2.3.1 Собрать генератор синусоидальных колебаний по схеме на рисунке 2.2
|
![Тема: Исследование типовой схемы включения транзисторов с общим коллектором Тема: Исследование типовой схемы включения транзисторов с общим коллектором - student2.ru](/images/yelektronika/k-laboratornym-rabotam-ii-chast-1847380-11.jpg)
2.3.2 Собрать схему ЭП согласно рисунку 2.3
Установить значение сопротивления резистора R23 таким, при котором искажения сигнала на выходе будут наименьшие (по осциллографу).
2.3.3 Установить амплитуду входного сигнала Uвх.m=0,05В постоянной. Изменяя частоту входного сигнала F от 0 до 100кГц (рекомендуемые частоты, Гц: 20 , 50, 200, 500; 1000, 5000, 10000, 15*103, 20*103, 25*103 ,50*103 , 75*103 , 90*103 , 100*103), снять амплитудно-частотную характеристику усилителя,, значения которой занести в . таблицу 2.1.
|
![]() |
2.3.4 На основании полученных значений построить логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) при условии: Uвхm = 0,05В - const ; Ku = Uвых.m/ Uвх.m. в логарифмическом масштабе с использованием функциональной зависимости по формуле (2.3)
Ku = f(lgF) (2.3).
Таблица 2.1 – Результаты измерений и вычислений
F, Гц | 2О | … | 10*105 | |||||
Uвыхm, В | … | |||||||
Ku | … |
2.3.4 Подать на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой f=1кГц. Изменяя амплитуду входного сигнала Uвх.m от 0 до 0,5В, измерить Uвых.m. Результаты занести в таблицу 2.2
Таблица 2.2 – Результаты измерений для построения амплитудной характеристики усилителя Uвых.m =f(Uвх.m)
Uвх.m, мВ | |||||||||
Uвых.m, мВ |
2.3.5 Построить амплитудную характеристику усилителя с использованием функциональной зависимости по формуле (2.4)
Uвых.m =f(Uвх.m) (2.4)
2.3.6 Для каждого значения Uвх.m пронаблюдать осциллограмму выходного напряжения. Определить Uвхm в момент появления существенных нелинейных искажений Uвых и зарисовать осциллограмму.
2.4 Контрольные вопросы
2.4.1. Определить по принципиальной схеме усилительного каскада способ включения транзистора.
2.4.2. Сравните усилители с ОЭ, ОК, ОБ по коэффициентам усиления Ki, Ku, Kp.
2.4.3. В каком усилителе осуществляется усиление по напряжению и по мощности?
2.4.4. В каком усилителе осуществляется усиление по току и по мощности?
2.4.5. Какой усилитель обеспечивает максимальное усиление по мощности и почему?
2.4.6 Сравните усилители с ОЭ, ОБ, ОК по значениям Rвх иRвых. Чем обусловлено их различие?
2.4.7 Сравните частотные свойства каскадов с ОЭ, ОБ, ОК и объясните причины различия.
2.4.8 Объясните назначения отдельных компонентов схем усилителей с ОЭ, ОБ, ОК.
2.4.9 Как зависит Rвх, Rвых, Ku, Ki, Kp усилителя с ОЭ от значений электрических параметров отдельных компонентов схемы? *?
2.4.10 Когда следует применять усилительные каскады, включенные по схеме с ОЭ, ОБ, ОК?
2.4.11 Назовите способы задания режима работы транзистора в усилительных каскадах?
2.4.12 Объясните влияние температуры на режим работы усилительных каскадов.
2.4.13 Какие вы знаете способы температурной стабилизации режима работы усилительных каскадов?
Лабораторная работа №8