Усилительный каскад с общим коллектором

Схема усилительного каскада с общим коллектором отличается от схемы каскада с общим эмиттером отсутствием цепи автоматического смещения и отсутствием нагрузки в цепи коллектора. Выходной сигнал снимается с эмиттерной цепи транзистора. Такая схема не дает усиления по напряжению и сигнал на выходе по фазе совпадает с входным (схема эмиттерного повторителя). Схема дает усиление по току и по мощности.

Для изучения работы эмиттерного повторителя собирается схема, изображенная на рис. 6. Переключатель В₁₄ переводится в положение «общий коллектор», а тумблер В₁₂ остается включенным на переменное напряжение. Изменяемое с помощью потенциометра R₁₂ входное напряжение, как и в предыдущем случае, измеряется цифровым вольтметром, включаемым между гнездами Г₁, Г₃ (Г₄, Г₅), а для измерения выходного напряжения цифровой вольтметр включается между гнездами Г₁, Г₃ (Г₄, Г₅). Амплитудные характеристики холостого хода могут быть сняты при разомкнутом тумблере В₁₆ при величине эмиттерного сопротивления R₅, R₇, R₁₀, R₇+R₁₀. После графического построения выходных характеристик для каждого случая определяется коэффициент усиления по напряжению. Влияние нагрузки усилителя оценивается после подключения нагрузочных резисторов R₆, R₈ тумблером В₁₆. Во всех случаях конденсатор С₂ должен быть отключен, т.е. тумблер В₇ должен быть разомкнут.

Порядок выполнения работы

1. С помощью тумблеров привести стенд в состояние, соответствующее рис. 5. (В₂, В₄, В₅, В₇, В₉, В₁₁ – замкнуты; В₁, В₃, В₆, В₁₆ – разомкнуты, тумблер В₁₂ в положении переменного тока, В₁₄ в положении «общий эмиттер»).

2. Установить потенциометром R₁₁ значение Е_К = 15 В.

3. Устанавливая различные значения U_ВХ с помощью потенциометра R₁₂ и измеряя их осциллографом или цифровым вольтметром, снять зависимости U_ВЫХ = f(U_ВХ). Измерение U_ВХ производится осциллографом или тем же цифровым вольтметром путем переключения его в гнездо Г₂. Данные занести в таблицу.

Рис. 6. Схема для изучения работы каскада с общим коллектором

UВХ	UВЫХ
		ЕК = 15 В
		RК = 2 кОм

4. Повторить п. 3 для величины коллекторного сопротивления R₄ (В₃ – замкнут, В₄ – разомкнут).

5. Повторить п. 3 для величин коллекторного сопротивления R₃+R₄ (В₃ и В₄ разомкнуты).

6. Повторить п. 3, 4, 5 при сопротивлении смещения R₇ = 1000 Ом(В₉ разомкнут, В₆ , В₁₁ замкнуты).

7. Замкнуть В₃, В₁₆, В₁₀. Повторить п. 3 при сопротивлении нагрузки R₆ = 4,3 кОм.

8. Повторить п. 3 при сопротивлении нагрузки R₈ = 1,0 кОм.

9. Собрать схему, соответствующую рис.6 (замкнуть В₃, В₄, В₉, В_11; разомкнуть В₆, В₇, В₁₆, а тумблер В₁₄ перевести в положение «общий коллектор»).

10. Установить потенциометром R₁₁ значение Е_К = 15 В.

11. Устанавливая потенциометром R₁₂ различные значения U_ВХ, снять зависимость U_ВЫХ = f(U_ВХ). Измерение U_ВЫХ, как и прежде, производится осциллографом или цифровым вольтметром. Данные свести в таблицу.

UВХ	UВЫХ
		ЕК = 15 В
		RЭ = 100 Ом

12. Разомкнуть В₉, замкнуть В₆. Повторить п. 11 при R_Э = 1,0 кОм.

13. Разомкнуть В₁₁. Повторить п. 11 при R_Э = 2,0 кОм.

14. На основании полученных данных построить для каждого случая амплитудные характеристики эмиттерного повторителя, определить коэффициент усиления.

15. Замкнуть В₉, В₁₀, В₁₆. Повторить п. 13 для усилителя, нагруженного на сопротивление R_Н = 4,3 кОм. Полученные данные свести в таблицу.

UВХ	UВЫХ
		ЕК = 15 В
		RЭ = 1,0 кОм
		RН = 4,3 кОм

16. Замкнуть В₈, разомкнуть В₁₀. Повторить п. 15 для усилителя, нагруженного на R_Н = 1,0 кОм.

17. Разомкнуть В₁₀. Повторить п. 15 для усилителя, нагруженного на R_Н = 1,0 + 4,7 = 5,7 кОм.

18. По данным таблиц построить амплитудные характеристики нагруженного усилителя и построить зависимость коэффициента усиления от сопротивления нагрузки.

19. По данным п. 8, используя выходные характеристики транзистора МП42, графически определить ток и напряжение покоя, амплитуды переменного напряжения коллектор-эмиттер и коллекторного тока. Нанести точку покоя на входные характеристики и определить значение постоянного тока базы. Сравнить расчетные и экспериментальные результаты.

Отчет должен содержать:

1. Электрическую схему усилителя с ОЭ.

2. Таблицы экспериментальных данных.

3. Амплитудные характеристики усилителей с ОЭ, ОК.

4. Результаты определения коэффициентов усиления.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные показатели усилительных каскадов.

2. Почему в общем случае коэффициент усиления зависит от частоты сигнала, подаваемого на вход усилителя?

3. Чем обусловлены нелинейные искажения усилителей?

4. Каким образом задается режим работы транзистора усилительного каскада?

5. Чем вызвана необходимость температурной стабилизации усилительного каскада?

6. Объясните назначение элементов усилительного каскада.

7. Как определить входное и выходное сопротивления усилительного каскада?

8. Начертите принципиальные схемы включения биполярных транзисторов в усилительных каскадах с ОБ, ОЭ, ОК?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ГЕНЕРИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ

Цель работы: Исследование работы транзисторного LC-генератора с трансформаторной обратной связью и автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты.

Приборы: Универсальный лабораторный стенд ЭС-11, вольтметр, электронный осциллограф.