Защита ЛР «Усилитель на биполярном транзисторе с ОЭ»
Вариант 1
1. Каково соотношение между токами эмиттера, коллектора и базы транзистора?
2. Как изменится полоса пропускания усилителя с ОЭ при уменьшении величины емкости разделительного конденсатора Cc?
Вариант 2
1.
Как экспериментальным путем определить
амплитудную характеристику усилительного
каскада с ОЭ?
Амплитудная характеристика усилителя – зависимость выходного напряжения от входного при заданной частоте.
В эксперименте амплитудная характеристика при заданной частоте строится по измеренным значениям входного и выходного напряжения в режиме холостого хода.
2. Как изменится коэффициент усиления при уменьшении: а) Rб; б) Ек; в) Rн?
Запишем формулу для определения коэффициента усиления:
Кu = Uвых/Uвх = (h21*R`к)/h11.
а) сопротивление цепи базы Rб определяет входное напряжение Uвх
Uвх = Ек - Iб* Rб,
отсюда видим, что при уменьшении Rб входное напряжение возрастает, и, таким образом, коэффициент усиления уменьшается;
б) при регулировании напряжения источника питания Ек наклон прямой амплитудной характеристики не меняется, следовательно, не меняется коэффициент усиления, что следует из уравнений
Uвх = Ек - Iб* Rб,
Uвых = Ек – Iк* Rк;
в) сопротивление коллектора с нагрузкой Rн определяется как
R`к =( Rк* Rн)/ (Rк+ Rн),
при уменьшении Rн произведение в числителе уменьшается быстрее, чем сумма, следовательно, R`к уменьшается, и Кu, соответственно, падает.
Вариант 3
1. Как экспериментальным путем определить полосу пропускания усилителя с ОЭ?
При определении полосы пропускания, напряжение на генераторе ГЗ-36А поддерживают неизменным по величине U=l0 мВ.
Вначале измеряется выходное напряжение усилителя U'вых0 при частоте f0 =1 кГц. После этого плавно уменьшается (для определения нижней границы полосы пропускания fн) или плавно увеличивается (для определения верхней границы полосы пропускания fв)частота входного сигнала до тех пор, пока выходное напряжение не уменьшится до величины равной 0,707 U'вых0.
2.
Что произойдет с усилителем с ОЭ: а) при
коротком замыкании; б) при обрыве
коллекторной цепи?
а) При коротком замыкании на выходе (холостой ход на входе) ток коллектора равен нулю, выходное напряжение будет максимальным, следовательно, мощность на нагрузке в цепи коллектора будет максимальной;
б) обрыв коллекторной цепи усилителя равносилен увеличению коллекторного сопротивления до бесконечности; он перестанет быть усилителем; коллекторный ток и напряжение коллектор-эмиттер в этом случае станут равными нулю, повысится напряжение база-эмиттер и возрастёт ток базы.
Вариант 4
1.
Рассмотрите причины, которые могут
привести к возникновению нелинейных
искажений в схеме усилителя с ОЭ.
При уровне входного сигнала близкого к нулю полезный сигнал не отличается от помех, а в случае больших входных напряжений выходной сигнал будет иметь нелинейные искажения.
2. Почему коэффициент усиления Кu усилителя с ОЭ зависит от частоты входного напряжения в области низких частот?
В
области низких частот на коэффициент
усиления влияют конденсаторов связи
С1
на входе и С2
на выходе. Транзистор усиливает ток
базы в h21
раз iк
= h21*iб.
Ток базы зависит от параметров элементов
на входе. При средних частотах сопротивление
конденсатора можно не учитывать (оно
пренебрежимо мало по отношению к h11)
Iб
= Uвх/(h11-j*xC1).
На низких частотах емкость конденсатора
обязательно нужно учитывать, потому
что ток будет определяться еще и его
сопротивлением, поскольку маленькая
частота дает большое выходное сопротивление
Iб
= Uвх/(h11-j*xC1);
xC1
= 1/(2*pi*fн*C1).
Вариант 5
1. Что такое динамический диапазон амплитудной характеристики усилителя с ОЭ?
Динамический диапазон определяется как отношение максимального входного сигнала (при котором нет нелинейных искажений) к минимальному (при котором нет нелинейных искажений).
2. Как изменится коэффициент усиления Кu усилителя с ОЭ при уменьшении сопротивления нагрузочного резистора Rн.
Сопротивление коллектора с нагрузкой Rн определяется как
R`к =( Rк* Rн)/ (Rк+ Rн),
при уменьшении Rн произведение в числителе уменьшается быстрее, чем сумма, следовательно, R`к уменьшается, и Кu, соответственно, падает.
Вариант 6
1. Поясните назначение элементов усилителя с ОЭ.
Эммитер является общим электродом для входной и выходной цепей. С помощью резистора Rк создается выходное напряжение. Резистор Rб в цепи базы обеспечивает работу транзистора в режиме покоя (в отсутствии входного сигнала). Конденсатор С1 служит для включения источника переменной входной ЭДС с внутренним сопротивлением Rвт в цепь базы. В отсутствии этого конденсатора источник сигнала нагревался бы (см. учебник стр. 124). Конденсатор связи на выходе С2 обеспечивает выделение из коллекторного напряжения переменной составляющей, которая может подаваться на нагрузочное устройство с сопротивлением Rн.
2. Как экспериментально определить полосу пропускания усилителя с ОЭ?
При определении полосы пропускания, напряжение на генераторе ГЗ-36А поддерживают неизменным по величине U=l0 мВ.
Вначале измеряется выходное напряжение усилителя U'вых0 при частоте f0 =1 кГц. После этого плавно уменьшается (для определения нижней границы полосы пропускания fн) или плавно увеличивается (для определения верхней границы полосы пропускания fв)частота входного сигнала до тех пор, пока выходное напряжение не уменьшится до величины равной 0,707 U'вых0.
Вариант 7
1. Как повлияет на работу усилителя с ОЭ обрыв цепи коллектора (Rк = оо)?
Он перестанет быть усилителем; коллекторный ток и напряжение коллектор-эмиттер в этом случае станут равными нулю, повысится напряжение база-эмиттер и возрастёт ток базы.
2. Как изменится амплитудная характеристика усилителя с ОЭ при подключении к нему нагрузки Rн?
Коэффициент усиления пропорционален Rн. Следовательно, при подключении нагрузки коэффициент усиления возрастет. Угол наклона амплитудной характеристики станет круче.
Вариант 8
1. Поясните схему замещения усилителя с ОЭ по постоянной составляющей.
2. Как изменится коэффициент усиления по напряжению Кu усилителя с ОЭ при увеличении сопротивления нагрузки Rн в 2 раза?
Сопротивление коллектора с нагрузкой Rн определяется как
R`к =( Rк* Rн)/ (Rк+ Rн). Далее вывод.
Вариант 9
1. Начертите схему замещения усилительного каскада с ОЭ по переменной составляющей. С ее помощью запишите выражение для коэффициента усиления по напряжению Кu.
2. Чем объясняется искажение формы выходного напряжения при больших входных напряжениях Uвх?
При больших входных напряжениях на выходной характеристике мы попадаем в нелинейную область, где ток базы перестает носить синусоидальный характер (образуется участок прямой линии). На переходной характеристике мы также попадаем в нелинейную область. Далее верхняя часть синусоиды тока коллектора «срезается» – форма искажается. Форма выходного напряжения также искажается. Амплитуда выходного сигнала не может превышать половины Ек.
