Контрольные вопросы и задания

1. Почему концентрация примеси в эмиттере значительно больше, чем в базе?

2. Каковы особенности активного режима работы транзистора?

3. Как транзистор переводят в режим насыщения?

4. Как добиваются режима отсечки?

5. Какие электрические параметры характеризуют рабочую точку транзистора?

6.  Что показывает внешний вид входных и выходных характеристик?

7. Какими свойствами обладают схемы включения с ОБ, ОЭ, ОК?

8. Почему ток коллектора при постоянном токе эмиттера (для включения ОБ) не зависит от напряжения между коллектором и базой?

9. Как работает транзистор типа p-n-p? Поясните на схеме включения.

10. Как работает транзистор типа n-p-n? Поясните на схеме включения.

11. Расскажите о семействах статических характеристик транзистора.

12. Изобразите семейство выходных характеристик транзистора при включении с общим эмиттером. Объясните их вид.

13. Изобразите схемы включения биполярных транзисторов типов p-n-p и n-p-n в режимах отсечки, насыщения и активном.

14. Укажите области активного режима, отсечки и насыщения на статических характеристиках транзистора с общим эмиттером.

15. Как определяются h-параметры по статическим характеристикам транзистора?

16. Почему параметр h_21э значительно больше единицы?

17. Расскажите об известных разновидностях транзисторов по конструктивно-технологическому признаку.

18. Каким параметром оценивается эффективность эмиттера?

Лабораторная работа №4 «Исследование усилительного каскада на биполярном транзисторе»

Целью работы является изучение принципа действия усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе; снятие амплитудных характеристик исследуемых усилителей с ОЭ и ОК; экспериментальное определение основных параметров усилителя.

I. Задание по выполнению лабораторной работы

1. Ознакомиться с лабораторным оборудованием.

2. Снять и построить амплитудную характеристику однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

3. Снять и построить амплитудную характеристику однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором (ОК).

Внимание!!!

Подавать напряжение на любую из собранных схем можно только после ее проверки преподавателем.

II. Методические указания к лабораторной работе

К пункту 1

Описание лабораторного оборудования

Стенд состоит из модулей «Питание», «Наборное поле с функциональным генератором и источниками постоянного напряжения», «Мультиметры» и мини-модулей.

1.1. Модуль «Питание» предназначен для питания модулей «Наборное поле» и «Мультиметры», а также внешнего дополнительного прибора – двухканального осциллографа (подключается к розетке).

Для подачи напряжения питания модуля следует включить двухполюсный автоматический выключатель и устройство защитного отключения.

Наличие питания индицируется лампой «Сеть».

1.2. Модуль «Мультиметры» состоит из двух мультиметров. Для включения модуля следует перевести тумблер «Вкл.» в верхнее положение.

Необходимый диапазон измерений и род тока и напряжения устанавливаются вращением поворотного переключателя мультиметра.

1.3. Модуль «Наборное поле» имеет гнезда для сборки исследуемых схем. Для включения модуля следует перевести тумблер «Вкл.» в верхнее положение (расположен в левом нижнем углу модуля).

«Наборное поле» содержит гнезда, соединенные между собой в соответствии с нанесенными на переднюю панель модуля мнемосхемами. Предназначено для установки мини-модулей и сборки исследуемых схем.

Рекомендуемая установка мини-модуля типа «Транзистор» показана на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Способ установки мини-модуля на наборном поле

Внимание!!! На рис. 4.1 тонкими линиями показана мнемосхема, нанесенная на переднюю панель модуля в виде квадратов. В узлах квадратов находятся гнезда, электрически соединенные между собой. Поэтому элементы типа диод, резистор, конденсатор устанавливаются в два гнезда, не соединенных линиями.

1.4. В лабораторной работе используются источники постоянного напряжения, мультиметры, наборное поле и мини-модули:

• транзистор КТ503;

• постоянные резисторы сопротивлением 47 Ом; 330 Ом; 33 кОм; 22 кОм; 10 кОм;

• конденсаторы емкостью 0,47 мкФ и 1 мкФ (2 шт.).

Поле «Источники постоянного напряжения 15 В» имеет два источника постоянного напряжения 15 В, изолированных от сети и друг от друга, с защитой от перегрузки свыше 200 мА и короткого замыкания.

В случае срабатывания защиты (напряжение на выводных гнездах отсутствует) следует выключить, а затем не менее чем через 10 с повторно включить модуль «Наборное поле».

Поле «Функциональный генератор» представляет собой генератор сигналов специальной формы – синусоидальной, прямоугольной и др. с частотой от 10 Гц до 100 кГц и амплитудой 12 В на ток 150 мА. Генератор имеет защиту от короткого замыкания. Подача выбранного сигнала производится на гнезда «Выход» функционального поля «Функциональный генератор». Изменение частоты производится с помощью двух органов управления:

• кнопкой «Диапазон» могут выбираться 4 поддиапазона частот – 10–100 Гц, 100 Гц–1 кГц, 1–10 кГц, 10–100 кГц. Однократное нажатие кнопки «Диапазон» повышает на один порядок диапазон изменяемых частот. При достижении четвертого поддиапазона последующее нажатие кнопки «Диапазон» возвращает счетчик в исходное положение (10–100 Гц). Выбранный поддиапазон индицируется светодиодом;

• потенциометром «Частота» может производиться плавное регулирование частоты внутри выбранного диапазона частот с помощью кнопки «Диапазон».

Изменение амплитуды производится с помощью потенциометра «Амплитуда».

Выбор формы сигнала производится с помощью кнопки «Форма». Выбранная форма сигнала индицируется светодиодом.

В момент включения блока возможна подсветка нескольких светодиодов индикации выбранной частоты или формы сигнала либо ее отсутствие (индикации), что не является неисправностью. При возникновении данной ситуации следует однократно нажать на кнопку «Форма» либо «Диапазон».

Вариант размещения мини-модулей представлен на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Вариант размещения мини-модулей

К пункту 2

2.1. Исследуйте усилитель переменного тока на биполярном транзисторе типа КТ503 с ОЭ, схема которого представлена на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Схема усилителя с ОЭ для снятия амплитудной характеристики

На наборном поле с помощью мини-модулей и соединительных проводов соберите усилитель по схеме с общим эмиттером (см. рис. 4.3) и представьте для проверки преподавателю. Входной сигнал переменного напряжения подайте с функционального генератора частотой 1 кГц через конденсатор С1, а выходное напряжение снимите через конденсатор С3.

Подключите вольтметры обоих мультиметров. Для этого используйте гнезда «СОМ» и «V».

Поворотные переключатели вольтметров переведите в положение V_~.

Установите диапазон измерений: PV1_~ 20 В и PV2_~ 20 В.

2.2. Снимите амплитудную характеристику усилителя U_вых = f(U_вх). Для этого настройте функциональный генератор:

- нажатием кнопки «Диапазон» выберите поддиапазон частоты 100 Гц–1 кГц;

- вращением ручки потенциометра «Частота» установите внутри выбранного поддиапазона частоту 1 кГц;

- нажатием кнопки «Форма» выберите синусоидальную форму сигнала;

- с помощью потенциометра «Амплитуда» изменяйте величину напряжения входного сигнала от 0 до 2 В (согласно данным табл. 4.1) и с помощью вольтметра PV2 измеряйте выходное напряжение U_вых.

Показания вольтметров запишите в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Результаты измерений для построения амплитудной характеристики U_вых = f(U_вх)

Uвх, B	0	0,25	0,5	0,75	1	1,5	2
Uвых, В

2.3. Включите и настройте осциллограф. Подключите осциллограф на выход усилителя и проконтролируйте форму выходного сигнала на отсутствие искажений при U_вх~ = 2 В.

Перерисуйте осциллограммы входного и выходного напряжений, укажите масштабы по осям.

2.4. Вычислите коэффициент усиления по напряжению, используя следующее соотношение:

K_U = U_вых/U_вх.

При этом используйте любые значения U_вых и соответствующие ему значения U_вх из табл. 4.1.

К пункту 3

3.1. Исследуйте усилитель переменного тока на биполярном транзисторе типа КТ503 с ОК, схема которого представлена на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Схема усилителя с ОК

На наборном поле с помощью мини-модулей и соединительных проводов соберите усилитель по схеме с общим коллектором (см. рис. 4.4) и представьте для проверки преподавателю. Входной сигнал переменного напряжения подайте с функционального генератора через конденсатор С1, а выходное напряжение снимите через конденсатор С2.

Подключите вольтметры обоих мультиметров. Для этого используйте гнезда «СОМ» и «V».

Поворотные переключатели вольтметров переведите в положение V_~.

Установите диапазон измерений: PV1_~ 20 В и PV2_~ 20 В.

3.2. Снимите амплитудную характеристику усилителя U_вых = f(U_вх).

Повторите все действия в соответствии с п. п. 2.2–2.4.

Показания вольтметров запишите в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Результаты измерений для построения амплитудной характеристики U_вых = f(U_вх)

Uвх, B	0	0,5	1	1,5	2
Uвых, A