2. Расчётная часть

1. Нанесите на семействе выходных статических характеристик транзистора (см. лаб. работу № 1) точку Д (0, Е = 9 В) и заданную рабочую точку Р (I_кр, U_кэр) и постройте нагрузочную прямую ГД (см. рис. 8а). Определив точку пересечения этой прямой с осью ординат Г (0, I_к.max), рассчитайте сопротивление нагрузки R _к по формуле: R_к = E / I _{к. max}.

2^. Используя семейства входных и выходных характеристик транзистора, графическим методом рассчитайте в указанной рабочей точке транзистора (см. лаб. работу № 1) коэффициент усиления каскада по напряжению и входное сопротивление каскада .

3^. Определите коэффициент усиления каскада по напряжению по формуле: К ^т  U_вых / U_вх = U _кэ / U_бэ = ( / R_вх) ^. R_, где 1 / R_ = = 1 / R_к + 1 / R_кэ. Собственные параметры транзистора , R_бэ и R_кэ в заданной рабочей точке должны быть рассчитаны на ЭВМ.

4. По формулам R_б  Е / I _бр и С₁>1/2· fн · R_вх определите значения R_б и С₁. Значение граничной частоты возьмите f_н = 20 Гц.

3. Экспериментальная часть

Лабораторная работа № 2

П р и б о р ы и о б о р у д о в а н и е: плата с транзистором, мультиметр, милливольтметр, генератор НЧ, осциллограф, блок питания БП-15 (БП-30).

Вопросы при допуске к работе

1. Нарисуйте основные схемы включения биполярного транзистора, объясните их название и назначение.

2. Объясните сущность графического или аналитического метода расчёта усилительного каскада (на примере схемы ОЭ или ОК).

3.Укажите назначение резистора R_к в схеме ОЭ (или R_э в схеме ОК). На основе зависимости коэффициента усиления (передачи) усилительного каскада по напряжению от R_к (R_э ) объясните, в каких пределах следует выбирать значение номиналов этих сопротивлений ? Как в данной работе проводится расчёт сопротивления R_к (R_э)?

4. В какой части нагрузочной прямой должна находиться рабочая точка транзистора усилительного каскада?

5.Укажите назначение резистора R_б в схемах ОЭ (рис. 8б) и ОК (рис.9). Как рассчитать значение R_б в этих схемах?

6. Объясните назначение и способ расчёта ёмкости С₁ в усилительном каскаде.

7. Как можно экспериментально регулировать и проверять положение рабочей точки транзистора в данной работе?

8. Объясните, как нужно изменить сопротивление R_б в схеме ОЭ (рис. 8б), если напряжение U_кэ меньше (больше) заданного значения U_кэр.

9. Выведите формулы (2.5) и (2.9) для расчета коэффициента по напряжению в схемах ОЭ и ОК.

10. Выведите формулы (2.11) для экспериментального определения К^э и .

11.Что такое отрицательная (положительная) обратная связь?

Порядок выполнения работы

1. Подберите детали, соответствующие рассчитанным значениям. Номиналы выбранных сопротивлений R_к и R_б проконтролируйте измерениями по мультиметру. Спаяйте усилительный каскад по схеме ОЭ (рис. 8б).

2. Проверьте экспериментально положение рабочей точки транзистора, измерив мультиметром напряжения Е = 9 В и U_кэр. Значение U_кэр должно быть в диапазоне: U_кэр = (4,5  0,5) В, в случае несоответствия измените значение сопротивления R_б в нужную сторону.

3. Определите экспериментально коэффициент усиления по напряжению и входное сопротивление усилительного каскада R_вх. Для этого последовательно с емкостью С₁ включите калибровочное сопротивление R = 1 к (на рис. 8б показано пунктиром). Подайте на вход усилителя от генератора НЧ сигнал с параметрами U_бэ = 10 мВ, f = 1кГц. Измерив вольтметром напряжения U_вх, U_бэ и U_вых, определите коэффициент усиления и входное сопротивление каскада по формулам:

К^э = U_вых / U_бэ , = (R · U_бэ) / (U_вх – U_бэ). (2.11)

С учётом значения R_вх скорректируйте рассчитанный ранее коэффициент К^Т (см. п. 3 в расчетной части).

4. Подключая осциллограф ко входу и выходу каскада (рис. 8б), определите амплитуды входного (U_вх) и выходного (U_вых) сигналов, коэффициент усиления по напряжению, зарисуйте их осциллограммы.

5. Пронаблюдайте искажения выходного сигнала. Для этого увеличивайте напряжение генератора НЧ на входе усилителя до величины U_{вх mах}, при котором начинает происходить ограничение амплитуды выходного сигнала «сверху» или «снизу» (в зависимости от положения рабочей точки). Запишите значение U_{вх mах} и зарисуйте осциллограмму искажённого выходного сигнала.

Таблица 4