Содержание отчета

- таблицы результатов измерений и вычислений коэффициентов передачи по напряжению для каждой схемы усилителя;

- графики амплитудно-частотных характеристик усилителей.

Контрольные вопросы

1. Чем объясняется зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты усиливаемого сигнала?

2. Чем объясняется различие амплитудно-частотных характеристик для разных схем усилителей?

3. Как влияет подключение R_вх = 10 кОм на вид амплитудно-частотных характеристик и значение коэффициента усиления по напряжению?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Исследование усилителя на полевом транзисторе

Цель работы: определение коэффициентов передачи по переменному току и напряжению, входного и выходного сопротивления усилителя, зависимости коэффициента усиления по напряжению от частоты.

Теоретические сведения

Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей зарядов, протекающим через проводящий канал, и управляемым электрическим полем. Поэтому в полевых транзисторах отсутствуют процессы накопления и рассасывания объемного заряда неосновных носителей, влияющие на быстродействие биполярных транзисторов.

Потоком основных носителей зарядов управляет не ток (как в биполярном), а напряжение на управляющем электроде, который называется затвор. При этом отсутствует статический (постоянный) входной ток и входное сопротивление полевого транзистора получается большим.

Основными параметрами полевого транзистора являются:

- коэффициент усиления по напряжению К_U=U_CИ/U_ЗИ при I_C=const;

- крутизна характеристики s=I_C/U_ЗИ U_CИ=const;

- дифференциальное выходное сопротивление r_вых=U_CИ/I_C при U_ЗИ=const.

С ростом частоты усиливаемого сигнала существенное влияние на коэффициент усиления оказывают входные и выходные емкости полевого транзистора. На высокой частоте возрастает входной переменный ток, определяемый входной емкостью, что вызывает снижение коэффициента усиления. Принято считать, что по частотным свойствам полевой транзистор не имеет существенных преимуществ перед биполярным транзистором.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с принципиальной схемой однокаскадного усилителя, в которой полевой транзистор включен по схеме с общим истоком (ОИ), представленной на рис. 12.

2. Установить в цепи стока транзистора сопротивление R_С=6,2 кОм, переключив SA7 в верхнее положение.

3. Установить рабочую точку усилителя таким образом, чтобы напряжение на стоке было равно –9 В (по вольтметру V3) регулировкой +Е2.

4. Подключить осциллограф к контрольной точке XS5 и подать на вход усилителя от ГЗЧ сигнал с частотой 1000 Гц такой величины, чтобы амплитуда выходного сигнала была 2 В.

5. Измерить с помощью осциллографа напряжения U_вх (контрольное гнездо XS3), U_з (гнездо XS4) и U_вых (гнездо XS5). Установить величину R_с = 18,2 кОм, переключив SA7 в нижнее положение и, не меняя режима усилителя по постоянному току и величины входного синусоидального сигнала, повторно измерить напряжения U_вх, U_з и U_вых. Результаты измерения занести в таблицу 13.

Рис. 12. Схема усилителя на полевом транзисторе с ОИ

Таблица 13

Результаты измерений U_вх, U_з и U_вых и вычислений коэффициентов передачи,

входного и выходного сопротивлений

Усилитель ОИ	Класс усиления А
	Rс=6,2 кОм	Rс=18,2 кОм
Uвх
Uз
Uвых
КU
KI
rвх
rвых

Вычислить коэффициенты передачи усилителя ОИ по напряжению К_U=U_вых/U_з при разных значениях R_с.

Вычислить значения входного и выходного токов усилителя:

I_вх = (U_вх – U_з)/R_вх; I_вых = U_вых /Rс

и определить коэффициенты передачи усилителя по току К_I = I_вых/I_вх при разных значениях R_с.

6. Снять амплитудно-частотную характеристику усилителя, изменяя частоту входного сигнала от 200 Гц до 200 кГц. Для этого измерять с помощью осциллографа напряжения на входе U_вх (контрольное гнездо XS3) и выходе U_вых (контрольное гнездо XS5) усилителя. Результаты измерений занести в таблицу 14.

Таблица 14

Результаты измерений U_вх, U_вых, K_U, K_Uнорм при различных значениях частоты

для усилителя ОИ

Rвх=200 кОм
Частота	Uвх	Uвых	KU	KUнорм
250 Гц
500 Гц
1000 Гц
2 кГц
5 кГц
10 кГц
20 кГц
50 кГц
100 кГц
200 кГц

Рассчитать коэффициент усиления по напряжению на каждой частоте К_U=U_вых/U_вх. Для удобства сравнения с аналогичными характеристиками биполярного транзистора рассчитать нормированное значение коэффициента усиления К_Uнорм = К_U/К_Uмах для каждой частоты (на частоте, при которой К_U максимально, К_Uнорм = 1, на остальных К_Uнорм <1).