3.2. Порядок виконання дослідів:
3.2.1. Проконтролювати осцилограму вхідного та вихідного сигналів при заданих значеннях параметрів елементів схеми. Опір резистора RБ встановити рівним 20 кОм. Обидва сигнали повинні мати гармонійну форму. Виміряти амплітудне значення вихідного сигналу.
3.2.2. Виміряти мультиметром значення вхідного струму (струм бази транзистора) та вихідного струму (струм колектора транзистора).
3.2.3. На екрані осцилографа виміряти зсув фаз між вхідним та вихідним сигналами для RБ = 4 кОм, 10 кОм, 20 кОм, 30 кОм, 40 кОм, 50 кОм, 60 кОм, 70 кОм, 80 кОм.
3.2.4. Встановити опір резистора RБ = 20 кОм. Змінюючи частоту генератора в межах від 1 кГц до 100 кГц (через 10 кГц) проконтролювати форму вихідного сигналу та його зсув фази відносно вхідного. Для кожного із заданих значень частоти вхідного сигналу виміряти амплітуду вихідного сигналу.
4.Обробка результатів дослідів
4.1. За даними п. 3.2.1. Розрахувати коефіцієнт підсилення каскаду по напрузі .
4.2. За даними п. 2.2. обчислити коефіцієнт передачі каскаду за струмом
.
4.3. За отриманими значеннями
та
обчислити коефіцієнт передачі каскаду
за потужністю
.
4.4. За даними п. 3.2.3 та 3.2.4 побудувати фазо-частотну та амплітудно-частотну характеристики каскаду.
4.5. Зробити висновки по роботі.
Зміст звіту
Завдання лабораторної роботи.
Принципова схема каскаду.
Результати вимірів.
Осцилограми вхідного та вихідного сигналів для крайніх значень резистора RБ.
Графічні залежності U m вих (f) та φ(f).
Аналіз та висновки за отриманими результатами роботи.
Короткі теоретичні відомості.
Принцип дії та основні властивості каскаду розглянуті в теоретичних положеннях попередньої лабораторної роботи.
Лабораторна робота № 3 присвячена дослідженню властивостей каскаду, тобто визначенню закономірностей зміни фази між вхідним та вихідним сигналами каскаду, а також залежності амплітуди вихідної напруги від її частоти. В досліджуваному діапазоні частот каскаду роботи впливом бар’єрної ємності колекторного переходу транзистора можна знехтувати. Також мінімальний вплив на фазо- та амплітудно-частотні характеристики каскаду має дифузійна ємність емітер-базового переходу.
Головним чинником, що впливає на частотні залежності каскаду є вхідний резистивно-ємнісний ланцюжок (С1- RД), а також співвідношення між ємнісним опором розділового конденсатора С2 та опором навантаження RL.
Тому,
зі зростанням частоти вхідного сигналу
різниця фаз між вхідною та вихідною
напругами каскаду зростає і наближається
до π, як це показано на рис.2а, б. Пояснюється
це тим, що зі зростанням частоти ємнісна
складова опору в базовому колі, а також
опір розділового конденсатора прямують
до нуля. В результаті вхідний та вихідний
опори каскаду набувають чисто резистивного
характеру і транзистор інвертує вихідний
сигнал по відношенню до вхідного, як це
показано на рис. 2б.
Рис. 2. Фазові співвідношення підсилювального каскаду.
З цієї ж причини зростає і амплітуда вихідного сигналу, оскільки зменшується спад напруги, як на вхідному конденсаторі С1 так і на розділовому – С2.
У випадку подальшого зростання частоти (до одиниць мегагерц) стає помітним вплив ємностей транзистора. Кут зсуву φ і амплітуда вихідного сигналу починають зменшуватись. Одночасно спостерігається спотворення напруги на вході транзистора та його виході. Пояснюється це шунтуючим впливом власних ємностей транзистора, як це показано на рис.3. Як наслідок, рівень вхідного сигналу транзистора знижується, що автоматично знижує і амплітуду вихідної напруги.
Рис. 3. Вплив власних ємностей транзистора на характеристики каскаду.
Наявність шунтуючих ємностей Свх та Свих , обумовлених ємнісними властивостями р-n переходів транзистора, погіршує передавальні характеристики підсилювального каскаду. Тому верхня полоса робочих частот обмежена властивостями транзистора, а також ємнісною складовою монтажу реальних пристроїв,
Модулювання електронних схем на ПЕОМ дозволяє корегувати параметри реальних схем, з метою вибору найбільш оптимальних рішень, а також вибирати потрібний тип транзистора для заданого частотного діапазону роботи схеми.