Название: Электронные цепи и микросхемотехника - Методические указания (Т. П. Петроченко)

Жанр: Технические

Просмотров: 1194


Лабораторная  работа № 2 исследование  однокаскадных  усилителей на биполярных  транзисторах

1. Цель работы

Целью работы является изучение свойств трех основных схем включения транзистора: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ), с общим коллектором (ОК). Исследование частотных и амплитудных характеристик усилителей, определение основных параметров усилителей (коэффициент усиления по напряжению, полоса пропускания, граничные частоты, диапазон входных и выходных сигналов).

2. Описание исследуемых схем

Схема каскада с ОБ показана на рис. 1. Входной сигнал на усилитель подается через емкость С1 в цепь эмиттера транзистора. В этой же цепи находятся источник смещения Еэ и резистор Rэ, с помощью которых задается ток покоя транзистора. Выходное напряжение снимается с резистора Rк в коллекторной цепи и поступает через конденсатор C2 на нагрузку Rн. Усилитель по схеме с ОЭ показан на рис. 2. Здесь необходимое смещение задается с помощью делителя R1–R2, включенного в цепь базы транзистора. Резистор Rэ включен для стабилизации рабочей точки транзистора, положение которой зависит от температурных изменений характеристик транзистора (Iко, b, Uвэ). Для устранения возникающей при этом отрицательной обратной связи в полосе пропускания резистор Rэ шунтируется емкостью Сэ. Назначение элементов коллекторной цепи такое же, как и в схеме, приведенной на рис. 1.

Включение транзистора в схеме с ОК показано на рис. 3. Здесь нагрузка включается в цепь эмиттера, в результате возникает стопроцентная обратная связь по напряжению. Это приводит к увеличению входного и уменьшению выходного сопротивлений и уменьшению коэффициента усиления до Кu < 1. Элементы цепи смещения такие же, как и в схеме с общим эмиттером, способствуют стабилизации рабочей точки транзистора.

Рис. 1     Рис. 2

 

 

Рис. 3

3. Расчетное задание

Для каждой из трех схем выполнить расчет:

– по постоянному току в режиме покоя (определить положение рабочей точки);

– основных характеристик усилителя (Ku, граничные частоты, диапазоны входных и выходных напряжений).

Таблица исходных данных для расчета

Схема включения

Обозначение элемента

R1

R2

С1

С2

Сэ

Ек(Еэ)

кОм

мкФ

В

ОБ

0,05

 

 

6,8

15

12

10,0

0,25

 

15

ОЭ

0,5

33

6,8

6,8

2,2

12

1,0

0,25

10,0

15

ОК

1

51

51

 

2,2

5,1

0,25

1,0

 

15

4. Программа эксперимента

1. Собрать схему, показанную на рис. 1, согласно данным, приведенным в таблице.

2. Измерить режим работы транзистора по постоянному току.

3. Оценив область средних частот, снять амплитудную характеристику усилителя и определить максимальные входные и выходные сигналы.

4. Снять частотную характеристику усилителя. Определить коэффициенты усиления по току и напряжению в области средних частот.

5. Собрать схему, показанную на рис. 2, согласно данным, приведенным в таблице. Повторить эксперименты, описанные в пп. 2–4.

6. Собрать схему, показанную на рис. 3, согласно данным, приведенным в таблице. Повторить эксперименты, описанные в пп. 2–4.

5. Контрольные вопросы

Нарисовать и объяснить эквивалентную схему транзистора.

Как составить эквивалентную схему усилительного каскада?

От каких параметров транзистора и элементов схемы усилителя зависят входное и выходное сопротивления, коэффициенты усиления по току и напряжению?

Что такое полоса пропускания и граничные частоты?

Как рассчитать верхнюю и нижнюю частоты полосы пропускания усилителя?

От чего зависят частотные свойства транзистора?

Привести наиболее важные температурные зависимости параметров транзистора?

Какие есть приемы температурной стабилизации усилителя?

Почему в схеме с ОК динамический диапазон входных сигналов больше, чем в схемах с ОЭ и ОБ?

10. В чем причина возникновения нелинейных искажений в усилителе?

11. Как выбирается положение рабочей точки транзистора в усилителе?

12. Дайте сравнительную характеристику трех способов включения транзистора.

13. Как найти связь между h-параметрами транзистора, приводимыми в справочниках, и параметрами элементов Т-образной (физической) схемы замещения транзистора?

Литература

Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия, 1973. (п. 6.1–6.3, 7.1–7.4, 9.2, 10.1–10.2).

Микросхемотехника: Учеб. пособие. Ч. 2. / Е.А. Подъяков, С.А. Харитонов, В.В. Орлик, С.В. Брованов – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003.