
- •Лабораторная работа №1. Исследование усилительного каскада на биполярном транзисторе
- •1. Подготовка к выполнению работы:
- •2. Задание на выполнение лабораторной работы.
- •3. Содержание отчета:
- •4. Варианты заданий:
- •5. Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №2. Исследование интегральных схем транзистор-транзисторной логики
- •1. Подготовка к лабораторной работе.
- •2. Задание на выполнение лабораторной работы.
- •3. Обработка результатов эксперимента.
- •2. Задание на выполнение лабораторной работы
- •3. Содержание отчета.
- •4. Варианты заданий:
- •5. Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №4. Исследование аналоговых устройств на основе операционных усилителей
- •1. Подготовка к лабораторной работе.
- •2. Задание на выполнение лабораторной работы
- •3. Содержание отчета.
- •4. Варианты заданий:
- •5.Контрольные вопросы
Лабораторная работа №1. Исследование усилительного каскада на биполярном транзисторе
Цель работы: Измерение параметров простейшего усилительного каскада на биполярном транзисторе при включении с общим эмиттером.
1. Подготовка к выполнению работы:
В работе исследуется простейший усилительный каскад на биполярном транзисторе при включении с общим эмиттером рис. 1.1.
Рис. 1.1
Транзистор работает в активном режиме. Резисторы RБ и Rк задают режим работы по постоянному току. При этом с помощью Rб регулируется величина постоянной составляющей тока базы
(1.1)
а следовательно и тока коллектора
(1.2)
Резистор
предотвращает замыкание переменной
составляющей тока коллектора через
источник питания. Желательно иметь
.
Одновременно величина
влияет на постоянную составляющую
напряжения на коллекторе, т.к.
(1.3)
При известных ЕК
и рабочая точка транзистора по постоянному
току может быть задана не двумя, а одним
параметром,
или
или
.
Для измерений удобнее использовать .
Для того, чтобы источник сигнала
и
нагрузка не влияли на режим работы
транзистора по постоянному току, включены
разделительные
конденсаторы
и
имеющие
б рабочем диапазоне частот малые
сопротивления.
Для расчета основных параметров усилительного каскада могут быть использованы формулы:
(1.4)
где
;
.
При наличие резистора Rэ в цепи эмиттера, создающего отрицательную обратную связь,
; (1.5)
2. Задание на выполнение лабораторной работы.
Задание режима работы транзистора по постоянному току.
Собрать схему в Multisim 10 рис.1.2 (это часть схемы усилительного каскада рис.1.1, определяющего рабочую точку транзистора).
Рис. 1.2.
Установить:
E2=10В
RК=3,3к
RБ=10-56к
Подключить вольтметры для измерения постоянных напряжений
2.1.2. Изменяя величину E1, выбрать рабочую точку транзистора так, чтобы
транзистора так, чтобы UКЭ (0) = E2 /2 = 5В (*).
(*) В реальных схемах выбирают Е1
= Е2 и подбирают величину
.
Измерить напряжение
,
рассчитать постоянные составляющие
токов
базы
(1.6)
и коллектора
(1.7)
и статический коэффициент передачи
тока базы
(1.8)
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 1.1
2.1.3. Повторить измерения и расчеты по
п. 2.1.2 для двух других рабочих точек
и
Таблица 1.1
|
2.5 |
5 |
7.5 |
Формула |
|
|
|
|
|
,В |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.6 |
|
|
|
|
1.7 |
|
|
|
|
1.8 |
2.2. Измерение основных параметров усилительного каскада
2.2.1. Собрать в Multisim 10 схему рис. 1.3 (дополнить схему, собранную в предыдущем пункте).
2.2.2. Установить рабочую точку
(см.
п. 2.1.2).
2.2.3. Перевести вольтметры в режим
измерения переменных напряжений.
Подключить ко входу и выходу схемы
осциллограф. Подать от генератора
сигналов синусоидальное напряжение с
частотой f=1000Гц и
амплитудой
такой величины, чтобы получить на выходе
переменное напряжение с амплитудой
.
Рис. 1.3.
Параметры элементов схемы (рис.1.3.) следующие. Сб = СК = 10,0 мкФ, RН = 1 кОм, Rб = 10 кОм, RК = 3,3кОм.
С помощью осциллографа убедиться в
отсутствии искажений сигнала. Убедиться,
что усилительный каскад инвертирует
фазу выходного напряжения относительно
входного. Измерить амплитуды переменных
напряжений на
, на выходе
и (переключив вольтметр) на выходе
генератора
.
Результаты измерений занести в таблицу 1.2.
2.2.4. Рассчитать амплитуды переменных составляющих входного
, (1.9)
и выходного токов
(1.10)
а также переменной составляющей тока коллектора
(1.11)
Рассчитать измеренные значения коэффициентов усиления по напряжению
(1.12)
по току
(1.13)
входного сопротивления
(1.14)
и дифференциального коэффициента передачи тока базы
(1.15)
Результаты занести в таблицу 1.2.
2.2.5. Использовав измеренное значение
для дифференциального коэффициента
передачи тока базы h21Э,
рассчитать и занести в таблицу
1.2 теоретические значения коэффициента
усиления по напряжению (1.2) и входного
сопротивления (1.1.) (Принять
Ом).
2.2.6. Повторить измерения и расчеты по
пунктам 2.2.2-2.2.5 для двух других рабочих
точек
и
.
2.2.7. Построить график зависимостей (по трем точкам)
и
Построить теоретические и экспериментально измеренные зависимости
Значения
,
соответствующие напряжениям
,
взять из таблицы 1.1
2.3. Анализ влияния внешней нагрузки на работу усилительного каскада.
Таблица 1.2.
С/кэ(0), Б |
0,25 Е2 |
0,5 Е2 |
0,75 Е2 |
Формула |
|
|
|
|
|
Uвх.т |
|
|
|
|
U вых.т |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.9 |
|
|
|
|
1.10 |
|
|
|
|
1.11 |
|
|
|
|
1.13 |
|
|
|
|
1.15 |
RBX, кОм |
|
|
|
измер. 1.14 |
|
|
|
|
расч 1.4 |
|
|
|
|
измер 1.12 |
|
|
|
|
расч 1.2 |
Пользуясь результатами измерений по
п.2.2.2-2.2.4 и формулами 1.2 и 1.4 рассчитать
значения коэффициентов усиления по
напряжению
при
кОм. Построить график зависимости
.