Опыт 3. Эмиттерный повторитель

Схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель) обладает высоким входным и низким выходным сопротивлениями, что позволяет её использовать для согласования высокоомного источника входного сигнала и низкоомной нагрузки.

Соберите схему, изображенную на рис. 11, из которой видно, что выполняется соотношение: U_ВХ = U_БЭ + U_ВЫХ. Постройте на рис. 12 экспериментальный график зависимости выходного напряжения от входного. Убедитесь, что выходной сигнал повторяет входной, но уровень его напряжения на 0,6–0,7 В ниже.

Опыт 4. Составной транзистор (схема Дарлингтона)

Составной транзистор широко применяется в дифференциальных каскадах, составляющих основу операционных усилителей. На практике составной транзистор можно получить путем соединения внешних выводов двух дискретных транзисторов. На рис. 13 схема составного транзистора выделена пунктиром. Схема работает как один транзистор, причем его коэффициент усиления по току будет равен приблизительно произведению коэффициентов усиления составляющих его транзисторов. Из-за большого коэффициента усиления базовый ток транзистора VT1 достаточно мал, а следовательно, схема имеет большое входное сопротивление.

П ри составлении схемы Дарлингтона из дискретных транзисторов первым (VT1) должен быть тот, у которого обратный ток коллекторного перехода меньше.

Для улучшения быстродействия часто включают резистор параллельно переходу эмиттер – база транзистора VT2. Сопротивление резистора составляет несколько сотен ом в мощном составном транзисторе и несколько тысяч ом в маломощном составном транзисторе.

В транзисторе Дарлингтона падение напряжения между базой и эмиттером в два раза больше обычного, а напряжение насыщения равно падению напряжения на p-n-переходе (так как потенциал эмиттера транзистора VT1 должен превышать потенциал эмиттера транзистора VT2 на величину падения напряжения на p‑n-переходе).

На макетной панели соберите схему, изображенную на рис. 13. Включите в базовую цепь сопротивление 510 кОм для того, чтобы привести транзистор в насыщение. При этом ток коллектора будет составлять около 7 мА. Измерьте напряжение насыщения схемы Дарлингтона U_{КЭ НАС} и запишите его в табл. 3.

Таблица 3

R, МОм	IК, мА	IБ, мкА	h21Э	UБЭ, В	При 510 кОм UКЭ НАС, В ­_______
4,8
10,1

Подставляя в базовую цепь резисторы 4,7 МОм и 10 МОм, измерьте коэффициент усиления схемы в активном режиме (как и раньше, измерьте I_К, а ток базы вычисляйте через падение напряжения на базовых резисторах). Измерьте напряжение на базе транзистора VT1 (U_БЭ схемы Дарлингтона). Заполните табл. 3.

Опыт 5. Мультивибратор

Автоколебательный мультивибратор представляет собой релаксационный автогенератор напряжения прямоугольной формы. Схема мультивибратора на биполярных транзисторах n-p-n-типа представлена на рис. 14. У симметричного мультивибратора равны сопротивления резисторов в базовых и коллекторных цепях транзисторов R₁ = R₂ = R, R_K1 = R_K2 = R_K и равны емкости конденсаторов С1 = С2 = С. Методика расчёта численных значений резисторов и конденсаторов приводится в учебниках по электронике. Для симметричного мультивибратора можно воспользоваться приближенной формулой для вычисления периода повторения импульсов

T  2RC  ln 2  1,4 RC.

В мультивибраторе транзисторы поочередно входят то в режим насыщения, то в режим отсечки. На рис. 15 приведены зависимости коллекторного тока, напряжений на коллекторе и базе транзистора VT1. Аналогичные зависимости для транзистора VT2 имеют такой же вид, но сдвинуты по фазе на половину периода.

Исследуйте работу симметричного мультивибратора.

1. Соберите на макетной панели схему, изображенную на рис. 16, в которой в качестве индикаторов коллекторных токов используются светодиоды.

2 . Изменяя величину переменного резистора 100 кОм, наблюдайте за изменением частоты вспышек светодиодов. Установите переменный резистор на минимум. Измерьте экспериментально и вычислите теоретически период повторения вспы­шек светодиодов (для R = 20 кОм). Запишите теоретические и экспериментальные результаты в табл. 4.

3. Замените в схеме конденсаторы емкостью 10 мкФ на конденсаторы емкостью 2 нФ.

4. По осциллографу на коллекторах транзисторов измерьте реальный период повторения прямоугольных импульсов и сравните его с расчетным. Занесите теоретические и экспериментальные результаты в табл. 4.

Таблица 4

С, мкФ	ТЭКС, с	ТТЕОР, с	С, нФ	ТЭКС, мкс	ТТЕОР, мкс
10			2

5. Зарисуйте (в масштабе) на рис. 17 реальную осциллограмму колебаний коллекторного тока.

6. Наблюдая осциллограмму напряжения на коллекторе, плавно увеличивайте величину переменного резистора 100 кОм. Убедитесь в том, что при большой величине резистора в базовых цепях напряжение на коллекторах теряет прямоугольную форму, поскольку условие насыщения транзисторов не выполняется.

7. Подключите осциллограф к базе любого транзистора и убедитесь в том, что напряжение на базе меняется в соответствии с теоретическими диаграммами (рис. 15). Зарисуйте (в масштабе) на рис. 18 осциллограмму колебаний напряжения на базе.