2. Подготовительное задание
1. Изучить теоретическую часть работы и законспектировать основные разделы темы “Усилители” с учетом контрольных вопросов лабораторной работы. При конспектировании особое внимание уделить вопросам дополняющим лекционный материал.
2. Нарисовать в отчете схему усилителя на биполярном транзисторе (рис. 3), включенном по схеме с общим эмиттером. В качестве биполярного транзистора выбрать второй из двух транзисторов, использованных для съема ВАХ в лабораторной работе № 3.
Таблица 1
Вариант № |
Rк, Ом |
Rн = Rc, кОм |
R2, кОм задание 3 |
Ек, Ес, В |
Сэ, Си, мкФ |
1 |
240 |
1,0 |
20 |
4,2 (3 эл) |
100,0 |
2 |
270 |
2,0 |
30 |
5,6 (4 эл) |
50,0 |
3 |
350 |
3,0 |
10 |
7,0 (5 эл) |
200,0 |
4 |
200 |
2,4 |
25 |
4,2 (3 эл) |
100,0 |
5 |
300 |
1,5 |
20 |
5,6 (4 эл) |
50,0 |
6 |
360 |
1,0 |
30 |
7,0 (5 эл) |
200,0 |
7 |
150 |
2,0 |
10 |
4,2 (3 эл) |
100,0 |
8 |
240 |
3,0 |
25 |
5,6 (4 эл) |
50,0 |
9 |
300 |
2,4 |
20 |
7,0 (5 эл) |
200,0 |
10 |
300 |
1,5 |
30 |
4,2 (3 эл) |
100,0 |
11 |
240 |
1,0 |
10 |
5,6 (4 эл) |
50,0 |
12 |
430 |
2,0 |
25 |
7,0 (5 эл) |
200,0 |
13 |
240 |
3,0 |
20 |
4,2 (3 эл) |
100,0 |
14 |
240 |
2,4 |
30 |
5,6 (4 эл) |
50,0 |
15 |
300 |
1,5 |
10 |
7,0 (5 эл) |
200,0 |
Используя построенные в лабораторной работе № 3 ВАХ для напряжения Ек и сопротивления Rк, определенных вариантом задания (табл. 1) провести выбор рабочей точки транзистора. Для этого необходимо перерисовать в отчет построенные в лабораторной № 3 работе входную и выходную ВАХ выбранного транзистора. Затем по заданным значениям Ек и Rк на выходной ВАХ построить нагрузочную прямую, на середине этой прямой обозначить рабочую точку “рт”.
По “рт” определить значения uкэ.рт, iк.рт и iб.рт (если “рт” расположится между построенными ВАХ, то значение iб.рт определить ориентировочно по соответствующим значениям соседних с “рт” ВАХ). По значению тока базы в рабочей точке iб.рт по входной ВАХ определить значение напряжения uбэ.рт.
Полученные расчетные значения величин uкэ.рт, iк.рт, uкэ.рт и iб.рт занести в табл. 2.
Таблица 2
Параметры |
uкэ.рт, В |
iк.рт мА |
uбэ.рт, В |
iб.рт, мА |
расчетные |
|
|
|
|
экспериментальные |
|
|
|
|
После выбора рабочей точки “рт” провести расчет усилителя, используя рекомендации раздела “теоретические сведения”. По результатам расчета определить значения сопротивлений R1, R2, Rэ и с учетом заданного значения Rн в соответствии с выражениями (1), (2) рассчитать коэффициенты усиления усилителя Кu, Ki, KP, Ku.ос. Рассчитанные значения Кu, Ki, KP, Ku.ос занести в табл. 3.
Таблица 3
Сопротивления резисторов R1, R2, Rэ выбрать в соответствии со шкалой номинальных значений сопротивлений для I класса точности, и их соответствующие значения занести в отчет и указать на схеме усилителя.
3. Нарисовать в отчете схему усилителя на полевом транзисторе с управляющим р-n переходом и каналом p-типа (рис. 4). В качестве полевого транзистора принять транзистор типа КП103И, для которого параметры считать равными:
S = 2,0 мА/В; Uзи.отс = 2,0 В; Ic.н = 1,2 ма.
Выбрать напряжение питания Еc и сопротивления резисторов Rc и Rн в соответствии с вариантом задания и провести расчет усилителя в соответствии с рекомендациями раздела “теоретические сведения”. При расчете определить сопротивление резистора Rи и в соответствии с выражениями (3), (4) коэффициенты усиления Кu, Ku.ос усилителя. Полученные значения занести в табл. 3.
4. Нарисовать в отчете схему однотактного усилителя мощности на биполярном транзисторе (рис. 6). Принять значения сопротивлений R1, R2 и Rэ равными рассчитанным в п. 2 значениям. Соответствующие значения указать на схеме усилителя.
Используя выражения (6), (7) и принимая коэффициент трансформации трансформатора n = 10, рассчитать значения коэффициентов усиления Кu, Ki, KP, Ku.ос однотактного усилителя мощности, которые занести в табл. 3.
5. Нарисовать в отчете схему масштабного усилителя напряжения на операционном усилителе (рис. 5). Принимая сопротивление резистора R1 равным рассчитанному в п. 2 подготовительного задания значению сопротивления R1, рассчитать в соответствии с выражением (5) коэффициент усиления Кu масштабного усилителя. Полученное значение занести в табл. 3.
6. Нарисовать в отчете схему двухтактного усилителя мощности (рис. 7), построенного на основе масштабного усилителя напряжения. Принимая сопротивление резистора R1 = 10 кОм рассчитать значение коэффициента усиления по напряжению Кu двухтактного усилителя мощности. Полученное значение занести в табл. 3.
На всех представленных в отчете схемах указать типы активных элементов, выбранные сопротивления резисторов и емкости конденсаторов.