3. Порядок выполнения работы

Эксперимент 1. Определение статиче­ского коэффициента передачи тока транзистора.

а) Открыть файл с10_001. Включить схему. Записать результаты измерения тока кол­лектора, тока базы и напряжения коллек­тор-эмиттер в таблицу 1. По полученным результатам подсчитать статический коэффициент пе­редачи транзистора _DC. Результат запи­сать в таблицу 1.

б) Изменить номинал источника ЭДС E_Б до 2,68 В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и на­пряжения коллектор-эмиттер в таблицу 1. По полученным результа­там подсчитать коэффициент _DC. Ответ записать в таблицу 1.

в) Изменить номинал источника ЭДС E_К до 5 В. Запустить схему. Записать результаты измере­ния тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер в таблицу 1. По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи тран­зистора _DC. Результат записать в таблицу 1.

г) Установить номинал E_К = 10 В, а номинал источника изменить ЭДС E_Б до 0 В. Включить схему. Записать ре­зультаты измерения обратного тока коллектора для дан­ных значений тока базы и напряжения кол­лектор-эмиттер.

Таблица 1

EБ, В	EК, В	IБ, мкА	IК, мА	IК0, мА	UКЭ, В	DC
5,7	10
2,68	10
2,68	5
0	10

Эксперимент 2. Получение выходной ха­рактеристики транзистора в схеме с ОЭ.

а) Открыть файл с10_001. В схеме провести измерения то­ка коллектора I_К для каждого значения E_К и E_Б и заполнить таблицу 2. По данным табли­цы построить график зависимости I_К от U_КЭ (= E_К).

б) По выходной характеристике из таблицы 2 найти коэффициент передачи тока _AC при изменении базово­го тока с 10 мкA до 30 мкА, E_К = 10 В.

Таблица 2

EБ, В	IБ, мкА	IК, мА
		При EК= 0,1	При EК= 0,5	При EК= 1	При EК= 5	При EК= 10	При EК= 20
1,66
2,68
3,68
4,68
5,7

Эксперимент 3. Получение входной характеристики транзистора в схеме с ОЭ.

а) Открыть файл с10_001. Установить значение напряжения ис­точника E_К равным 10 В и провести из­мерения тока базы I_Б, напряжения ба­за-эмиттер U_БЭ, тока эмиттера I_Э для различных значений напряжения ис­точника E_Б в соответствии с таблицей 3. Обратить внимание, что кол­лекторный ток примерно равен току в цепи эмиттера.

б) По данным таблицы 3 построить график зависимости тока базы от напряжения база-эмиттер.

в) По входной характеристике из таблицы 3 найти сопротивление r_ВХ при изменении базового тока с 10 мкА до 30 мкА.

Таблица 3

EБ, В	IБ, мкА	UБЭ, мВ	IК, мА
1,66
2,68
3,68
4,68
5,7

Эксперимент 4. Исследова­ние параметров рабочей точ­ки при задании тока базы с помощью одного резистора.

а) Открыть файл с10_005. Включить схему. За­писать результаты измерений для тока базы, тока коллектора, напряжения коллектор-эмиттер и напряжения база-эмиттер.

б) По формулам из раздела "Краткие теоретические сведения" вычислить базовый ток, напряжение кол­лектор-эмиттер. Ток коллектора вычислить, используя значение тока базы и значение _DC = 204. Сравните их с экспериментальными данными.

в) Построить нагрузочную прямую по постоянному то­ку на выходной характеристике транзистора 2N3904 (коэффициент передачи по току 204), полученной в эксперименте 2. Используя значения токов и напряжений, полученные в пункте а), определить рабочую точку (Q) на нагрузочной линии и отметить её положение на графике.

г) Двойным щелчком на изображении транзистора открыть диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Выберите транзистор 2N3904хх (коэффициент передачи по току 100). Нажмите «OK», чтобы вернуться к схеме. Измене­ние коэффициента  позволяет убедиться, что замена транзисторов приводит к изменению тока коллектора. Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер.

д) По новым значениям напряжения коллектор-эмиттер и тока коллектора определить новую рабочую точку (Q₁) на нагрузочной прямой, построенной в п. в) Отметить ее положение на графике.

е) Восстановите прежний транзистор 2N3904 (коэффициент передачи по току 204).

ж) Подсчитать сопротивление R_Б необходимое для перевода транзистора в режим насыщения. Подставить в схему значение сопротивления R_Б, чуть меньше подсчитанного. Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер.

з) Уменьшить значение R_Б на более значительную величину и снова активизировать схему. Ес­ли транзистор находится в режиме насыщения, то изменение тока коллектора очень мало даже при очень большом изменении тока базы.

Эксперимент 5. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью делителя напряжения (NPN-транзистор).

а) Открыть файл с10_006. Включить схему. За­писать результаты измерений для тока базы, тока коллекто­ра, напряжения коллектор-эмиттер и напряже­ния на базе.

б) По формулам из раздела "Краткие теоретические сведения" вычислить зна­чение напряжения в точке U_Б. Вычислить ток эмиттера и рассчитать ток коллектора по рассчитанному значению тока эмиттера и току базы, полученному в п. а) (U_БЭ0  0,7 В), вычислить значение напряжения коллектор-эмиттер по полученным ранее току коллектора и току эмиттера. Сравнить полученные результаты с экспериментальными данными.

в) Построить нагрузочную прямую по постоянному то­ку на выходной характеристике транзистора 2N3904 (коэффициент передачи по току 204) из эксперимента 2. Используя значения токов и напряжений, полученных в пункте а), определить рабочую точку (Q) и отметить её положение на графике.

г) Двойным щелчком на изображении транзистора открыть диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Выберите транзистор 2N3904хх (коэффициент передачи по току 100). Нажмите «OK», чтобы вернуться к схеме. Измене­ние коэффициента  позволяет убедиться, что замена транзисторов приводит к изменению тока коллектора. Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер.

д) По новым значениям напряжения база-эмиттер и тока коллектора определить положение рабочей точки (Q₁) на нагрузочной прямой, построенной в пункте в) и отметить её положение на гра­фике.

е) Восстановите прежний транзистор 2N3904 (коэффициент передачи по току 204).

ж) Провести изменения параметров цепи базы, необходимые для перевода транзистора в ре­жим насыщения. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора, напряжения на базе и напряжения коллектор-эмиттер.

Эксперимент 6. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с по­мощью резистора в цепи база-коллектор.

а) Открыть файл с10_009. Включить схему. Записать ре­зультаты измерений для тока базы, тока коллектора, тока эмиттера и напряжения коллектор-эмиттер.

б) По формулам из раздела " Краткие теоретические сведения " вычислить ток коллектора (_DC =204, U_БЭ0  0,7 В). По полученному току коллектора вычислить значение напряжения коллектор-эмиттер.

в) Построить нагрузочную прямую на выходной характеристике транзистора 2N3904 (коэффициент передачи по току 204) из эксперимента 2. По результатам, полученным в предыдущем пункте, определить рабочую точку (Q) и отметить её положение на графике.

г) Двойным щелчком на изображении транзистора открыть диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Выберите транзистор 2N3904хх (коэффициент передачи по току 100). Нажмите «OK», чтобы вернуться к схеме. Измене­ние коэффициента  позволяет убедиться, что замена транзисторов приводит к изменению тока коллектора. Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер.

д) По новым значениям напря­жения коллектор-эмиттер и тока коллектора определить положение рабочей точки (Q₁) на нагру­зочной прямой, построенной в пункте в), и отметить её положение на графике.

Эксперимент 7. Исследование каскада с общим эмиттером в области малого сигнала.

а) Открыть файл с10_010. Установочные параметры приборов должны соответствовать рис.11.

б) Включить схему. Для установившегося режима запи­сать результаты измерений амплитуд входного (U_ВХ1) и выходного напряжений (U_ВЫХ1), разности фаз входно­го и выходного синусоидальных сигналов (разность фаз можно определить при помощи Боде-плоттера). По результатам измерений амплитуд входного и выходного синусоидальных напряжений, вычислить коэффициент усиления усилителя по напряжению (K_U1).

в) Для схемы на рисунке определить постоянную составляющую тока эмиттера. По его значению вычислить диффе­ренциальное сопротивление r_Э эмиттерного перехода. Используя найденное значение, вычислить коэффициент усиления каскада по напряжению (необходимо учесть, что на переменном токе сопротивление резистора R_Э шунтировано емкостью конденсатора С₃).

г) Подключить резистор R_D между точкой U_ВХ и конденсатором C₁, разомкнув ключ [для этого нажмите пробел]. Включить схему. Измерить амплитуды входного (U_ВХ2) и выходного (U_ВЫХ2) напряже­ния. По результатам измерений вычислить новое значение коэффициента усиления по напряжению (K_U2).

д) По значению коэффициента усиления тока  = 204 и величине дифференциального эмиттерного сопротивления r_Э (из п. в) текущего эксперимента) вычислить входное сопротивление транзистора r_i. Вычислить значение входного сопротивления усилителя по переменному току r_ВХ, используя значения сопротивле­ний R₁, R₂ и r_i.

е) Замкнуть резистор R_D между узлом U_ВХ и конденсатором C₁, замкнув ключ [для этого нажмите пробел]. Установить номинал резистора R_L 2 кОм. За­тем включить схему и измерить амплитуды входного (U_ВХ3) и выходного (U_ВЫХ3) синусоидального напряже­ния. Используя результаты измерений, вычислить новое значение коэффициента усиления по напряжению (K_U3).

ж) Используя результаты измерения амплитуды выходного синусоидального напряжения полученные в пункте б) и пункте е), значение сопротивления нагрузки в пункте е), вычислить выход­ное сопротивление усилителя.

з). Установить номинал резистора R_L 200 кОм. Переставить щуп канала В осциллографа в узел U_C и включить схему. Измерить постоянную составляющую выходного сигнала и за­писать результат измерения.

и) Вернуть щуп канала «В» осциллографа в узел U_OUT. На осциллографе установить масштаб для входа 10 мВ/дел. Убрать шунтирующий конденсатор C₃ и включить схему. Измерить амплитуды входного (U_ВХ4) и выходного (U_ВЫХ4) синусоидального напряжения. По результатам измере­ний вычислить значение коэффициента усиления каскада с ОЭ с сопротивлением в цепи эмиттера по напряжению (K_U4).

к) По величине сопротивления r_Э и значению сопротивления R_Э вычислить значение ко­эффициента усиления усилителя с ОЭ с сопротивлением в цепи эмиттера по напряжению.