3. Експериментальна частина

3.1. Опис лабораторного макету.

Принципова схема лабораторного макету приведена на рис.6. В даній лабораторній роботі досліджується декілька варіантів, найбільш розповсюджених на практиці, транзисторних ключових схем на дискретних елементах: схема ТК з зворотною напругою зміщення в колі бази, схема ТК з форсуючим (прискорюючим) конденсатором і схема ненасиченого ТК.

Схема ТК з зворотнім зміщенням отримується при подачі вхідного сигналу в гніздо “Х2” і відключенні тумблером S2 конденсатора С1 (рис. 6). У вихідному стані транзистор закритий напругою зовнішнього джерела зворотного зміщення Е_б= -1В.

Схема ТК з форсуючим конденсатором отримується при включені тумблером S2 прискорюючого конденсатора С1 (рис. 6). Ефект включення прискорюючої ємності проявляється в зменшені тривалості фронту t_ф в К_пр раз,

Схема ненасиченого ТК утворюється при подачі керуючого імпульсу в гніздо “Х1” і підключення діоду VD1 (тумблером S1) (рис. 6).

Напруга живлення на схему подається вмиканням тумблера S5.

Всі вимірювання в роботі проводяться за допомогою двохпроменевого осцилографа. Вихідний імпульс можна знімати осцилографом в гнізді “Х4”

Рис. 6. Панель лабораторного макету

Для дослідження схем ТК використовується генератор випробувальних сигналів лабораторного стенду (“Вих. 2”, рис. 7).

Тривалість прямокутного імпульсу додатної полярності, який подається на вхід ТК, встановлюється рівною t_і=50 - 100 мкс, період Т  0,5 мс.

Рис.7. Панель генератора випробувальних сигналів

3.2. Порядок виконання роботи

3.2.1. Для схеми ТК із зворотнім зміщенням зняти залежність тривалості включення і виключення від коефіцієнту насичення S. Зазначенні залежності зняти для ТК на високочастотному транзисторі КТ315 і низькочастотному – МП37. (Зміна транзистора здійснюється тумблером S4, рис. 6).

а) підготувати до роботи двоканальний осцилограф і тумблером S5 ввімкнути живлення макета. Тумблер S2 поставити у верхнє положення, Подати вхідний імпульс з випробувального генератора;

б) при виконанні завдання по п. 3.2.1 необхідно спочатку встановити перемикач S3 на макеті в положення 1 (при цьому R_к=R6=330 Ом) і підібрати таку амплітуду вхідного імпульсу, щоб транзистор знаходився в слабкому насичені (S1). Це відповідає режиму, при якому вихідний імпульс не змінюється по амплітуді із зміною рівня вхідного сигналу. На виході ТК (гніздо Х4) виміряти тривалість всіх стадій перехідного процесу: t_ф, t_н, t_зр. Перемикаючи S3 послідовно в положення 2 і 3, прослідкувати за зміною вказаних часових інтервалів. При цьому у випадку незмінної амплітуди вхідного імпульсу можна вважати, що коефіцієнт насичення S змінюється пропорційно зміні колекторного опору (R7 = 680 Ом; R8 = 2кОм) Вимірювання активних тривалостей фронту (t_ф) і зрізу (t_зр) проводиться на рівнях 0,1U_m і 0,9U_m, де U_m – амплітуда напруги вихідного імпульсу;

в) для вимірювання тривалості виходу транзистора із насичення (t_н) необхідно здійснити зовнішню синхронізацію осцилографа від’ємним фронтом того ж імпульсу, який подається на вхід схеми ТК. Так як для S = 1 тривалість t_н  0, то за початок відліку потрібно прийняти момент часу, в який починається формування зрізу імпульсу вихідної напруги. При цьому з вимірювань необхідно виключити часовий інтервал, який зумовлений затримкою сигналу підсилювачем вертикального підсилення осциллографа;

г) результати вимірювань занести в табл.1

Таблиця 1

Параметри вихідного імпульсу	Транзистор МП 37				Транзистор КТ 315
	S≈1		S≈2	S≈6	S≈1	S≈2	S≈6
tф, мкс
tн, мкс
tзр, мкс
tвкл≈tф
tвикл≈tн+tзр

д) привести осцилограми вхідного і вихідного імпульсів напруги для режиму S  1.

3.2.2. Для схеми ТК з прискорюючим конденсатором зняти залежності аналогічні п.3.2.1. Експериментально визначити коефіцієнт прискорення схеми К_{пр екс}= t_ф1/ t_ф2 , де t_ф1 і t_ф2 - тривалості фронту вихідного імпульсу без форсуючого конденсатора С1 (рис. 6) і з ним відповідно.

а) розрахувати коефіцієнт прискорення схеми К_пр, вважаючи незмінною амплітуду вхідного імпульсу Е_у=const в схемі ТК без прискорюючої ємності і при її наявності, тобто К_{пр роз} = (R₂+R₄) / R₂ (див. рис. 6).

3.2.3. Дослідити схему ненасиченого ТК. Виміряти амплітуду U_mвих і тривалість t_вкл і t_викл імпульсу вихідної напруги.

а) при дослідженні схеми ненасиченого ТК необхідно встановити перемикач S3 в положення 3 (R_к = R8 = 2 кОм) і при відключеному діоді VD (рис. 6) подати керуючий імпульс в гніздо “Х1” лабораторного макету. Встановити таку амплітуду вхідного імпульсу, щоб транзистор знаходився в глибокому насичені (S >> 1) і провести вимірювання, вказані в п.3.2.3. Потім підключити діод VD і повторити вимірювання.

4. ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт з лабораторної роботи повивен містити:

1. Мету роботи.

2. Принципову електричну схему макету.

3. Осцилограми вхідного і вихідного імпульсів для S  1;

4. Результати вимірювань і розрахунку по п. 3.2.2 з порівнянням значень К_{пр роз} і К_{пр екс};

5. Графіки t_вкл=f(S) і t_викл=φ(S) по даних пп. 3.2.1 і 3.2.2;

6. Таблицю результатів вимірювань по п. 3.2.3;

7. Короткий аналіз і висновки по результатах досліджень.