- •1. Исследование принципов построения и свойств резистивных усилительных каскадов при их работе в режиме малого сигнала.
- •Часть 1. Исследование принципов обеспечения требуемого начального значения тока iк0.
- •Часть 2. Измерение низкочастотных y – параметров транзистора и их зависимости от положения исходной рабочей точки.
- •Часть 3. Исследование свойств усилительного каскада при различных способах включения транзистора в его схему.
- •Часть 4. Исследование свойств каскадов оэ, ок, об при их работе в условиях отсутствия заземлённости общего провода.
Часть 3. Исследование свойств усилительного каскада при различных способах включения транзистора в его схему.
Общие сведения.
Из трёх используемых на практике способов включения транзистора в схему усилительного каскада наибольшее распространение получила схема ОЭ (рис.4,а), поскольку при ней в каскаде наилучшее сочетание таких основных параметров каскада как его усиление по мощности KP, току KI и напряжению K, значений входной gВХ и выходной проводимостей gВЫХ. Поэтому при построении усилительных трактов в первую очередь ориентируются на использование схемы ОЭ, считая её основной схемой включения. В каскаде ОК (рис.4,б) коэффициент передачи схемы по напряжению близок к единице, в результате чего выходной сигнал UВЫХ по значению и фазе повторяет входной UВХ, поэтому каскад ОК называют повторителем напряжения. Достоинством повторителя типа ОК является то, что он обладает малой входной и большой выходной проводимостями.
В схеме ОБ (рис.4,в) выходной ток IВЫХ приблизительно равен входному IВХ, поэтому каскад можно рассматривать как повторитель тока с коэффициентом передачи по току KI = 1. Схема ОБ обладает большой входной проводимостью, отсутствием усиления по току, пониженным, по сравнению со схемой ОЭ, усилением по мощности. По сравнению с каскадами ОЭ, в каскадах ОБ в малой степени проявляется действие паразитных обратных связей через паразитные ёмкости, поэтому схемное построение ОБ часто применяют в усилительных трактах, работающих на повышенных частотах.
Основные параметры каскадов ОЭ, ОК и ОБ могут быть выражены через Y-параметры соответствующих схем включения транзистора с помощью следующих соотношений:
K = Y21 ∕ (Y22 + YН) ; KI = K YВЫХ ∕ YВХ ; KP = K KI ;
YВЫХ = Y22 + Y12 Y21 ∕ (Y11 + YС) ; YВХ = Y11 + Y12 K , (13)
где YС – выходная проводимость источника сигнала.
Порядок выполнения третьей части работы.
Измерения выполняются на частоте 1кГц.
1. Исследуйте свойства каскада ОЭ при RН = 900 Ом (S1 – 1, S2 – 1 и 2, S4 – 5, S5 – 1, S7 - 1), IЭ0 = 5мА (S3 – 3) и входном сигнале ≈10мВ. Измерение и вычисление основных параметров К, gВХ, gВЫХ выполните в соответствии с формулами:
К = UВЫХ ∕ UВХ ; gВХ = (UГ – Uа) ∕ R1 Uа ; gВЫХ = [R18(UВЫХ ∕ U`ВЫХ -1)]-1,
где R1 = 240 Ом (S2 – 2), UВХ = UБ или Uа, UВЫХ = UК или Uб; UВЫХ ∕ U`ВЫХ – относительное уменьшение напряжения UВЫХ, возникающее при подключении дополнительной нагрузки R18 (S7 – 2). Измерение gВЫХ проводите при RС ≈ 0 (S2 – 1) и RС ≈ 240 Ом (S2 – 2).
2. Исследуйте свойства каскада ОК при RН = 510 Ом (S4 – 3, S5 – 6 или 8, S7 - 1), IЭ0 = 5мА (S3 – 3) и входном сигнале ≈50-100мВ. Измерение и вычисление основных параметров К, gВХ, gВЫХ выполните в соответствии с формулами:
К = UВЫХ ∕ UВХ ; gВХ = (UГ – Uа) ∕ R1 Uа ; gВЫХ = [R17 (UВЫХ ∕ U`ВЫХ -1)]-1,
где R1 = 240 Ом (S2 – 2), UВХ = UБ или Uа, UВЫХ = UЭ или Uв; UВЫХ ∕ U`ВЫХ – относительное уменьшение напряжения UВЫХ, возникающее при подключении дополнительной нагрузки R17 (S7 – 3).
Измерение gВХ проводите при двух вариантах построения каскада ОК (S5 – 6 и S5 – 8). При сравнительном анализе результатов измерений gВХ следует иметь в виду, что в схеме с S5 – 6 практически исключено влияние на значение входной проводимости низкоомного делителя в цепи базы за счёт подключения с помощью конденсатора С6 выхода этого делителя не к входу схемы, а к её выходу.
Измерение gВЫХ проводите при RС ≈ 0 (S2 – 1) и RС ≈ 18кОм (S2 – 3) при этом S5 – 6.
3. Исследуйте свойства каскада ОБ при RН = 900 Ом (S1 – 1, S2 – 5, S4 – 5, S5 – 5, S7 - 1), IЭ0 = 5мА (S3 – 3) и входном сигнале ≈10мВ. Измерение и вычисление основных параметров К, gВХ, gВЫХ выполните в соответствии с формулами:
К = UВЫХ ∕ UВХ ; gВХ = (UГ – Uв) ∕ R16 Uв ; gВЫХ = [R18(UВЫХ ∕ U`ВЫХ -1)]-1,
где UВХ = UЭ или Uв, UВЫХ = UК или Uб; UВЫХ ∕ U`ВЫХ – относительное уменьшение напряжения UВЫХ, возникающее при подключении дополнительной нагрузки R18 (S7 – 2).
4. С помощью (13) и (5) и полученных в п.1…3 (порядок выполнения второй части работы) данных о параметрах транзистора при S3 – 3 вычислите значения параметров K, KI, KP, gВХ и gВЫХ. При расчётах полагайте, что
g12 = 0.