Физические основы электроники (90

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Объяснить достоинства и недостатки всех приведенных схем выпрямления.

2.Объяснить работу однополупериодной схемы выпрямления при активной нагрузке.

3.Объяснить работу двухполупериодной схемы выпрямления со средней точкой. В чем преимущество этой схемы по сравнению с предыдущей?

4.Объяснить работу мостовой схемы выпрямления. Каковы преимущества и недостатки этой схемы?

5.какова роль емкостного фильтра в схемах выпрямления?

6.Что называется коэффициентом сглаживания фильтров?

7.Какова роль Г-образного фильтра, и каковы условия его применимости?

8.Объяснить работу П-образного фильтра.

9.Объяснить ход внешних характеристик при наличии:

а) чисто активной нагрузки без фильтра; б) при наличии простого фильтра С-типа; в) при наличии фильтра L-типа;

г) при наличии фильтра Г-типа (L-С-фильтр); д) при наличии фильтра П-типа (С-L-С-фильтр).

10.Чем определяется значение максимального обратного напряжения в различных схемах выпрямления? Чему оно равно?

11.Какие изменения необходимо ввести в схему двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, чтобы получить на нагрузке ту же величину выпрямленного напряжения Ud, что и в схеме однополупериодного выпрямителя?

12.Как зависит коэффициент сглаживания емкостного фильтра от величины сопротивления нагрузки Rн при неизменной величине емкости конденсации фильтра

Сф.

13.Нарисуйте известные вам схемы сглаживающих фильтров, назовите их.

14.Как изменится величина обратного напряжения на вентиле в схеме однополупериодного выпрямителя при включении П-образного C-L-C-фильтра?

15.Чем обусловлено выпрямляющее действие полупроводникового диода?

16.Что называется коэффициентом пульсации выпрямленного напряжения?

17.В каком из трех выпрямителей максимальное обратное напряжение на вентиле (Uобр.max) наибольшее? Почему?

18.Как изменится величина пульсации напряжения на нагрузке Rн, если увеличить емкость фильтра Сф?

19.Каким должно быть оптимальное соотношение емкостного сопротивления С-фильтра и сопротивление нагрузки Rн.

6.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Гусев, Н.П. Электротехника [Текст] / Н.П, Гусев, К.В. Рогожин – М.: Энергоатомиздат, 2010. – 572 с.

2.Блинцов, М.К. Основы промышленной электроники [Текст] / под ред. Блинцова М.К. – М.: Высшая школа, 2008. – 247 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 «Исследование транзисторов и транзисторных однокаскадных усилителей»

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью лабораторной работы является изучение статических характеристик биполярного транзистора и однокаскадного транзисторного усилителя.

2. ОБЪЕКТ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ

Для снятия статически характеристик КТ626Б p-n-p типа используется схема, изображённая на рис. 5, – схема с общим эмиттером. На этой схеме изучаются входные характеристики IБ = f1(UБЭ) при UКЭ = const и выходные характеристики – коллекторные - IК = f2(UКЭ) при IБ = const.

Напряжение Е = 12 В для питания базовой и коллекторной цепи подаётся от общего источника питания стенда в базовую цепь через делители напряжения R1-R2- R3, в коллекторную – с делителя R4. Постоянные напряжения между базойэмиттером UБЭ измеряются электронными вольтметрами с большим внутренним сопротивлением типа В722А, а токи базы IБ и коллектора IК – соответствующими миллиамперметрами мА1 и мА2.

При изучении работы однокаскадного усилителя используется принципиальная схема на рис. 6.

Однокаскадный усилитель собран на транзисторе МП 25А. Он представляет собой усилитель с RC-связью, в котором конденсаторы С1 – на входе усилителя и С2, С3 – на выходе усилителя служат для разделения постоянной и переменной составляющих. В цепь базы включен делитель R1 – R2 для создания начального напряжения смещения UБО.

Рис. 5. Схема для снятия статических характеристик транзистора

- 12 В

Рис. 6. Схема однокаскадного усилителя

Для повышения температурной стабилизации усилительного каскада в цепь эмиттера включен резистор RЭ, шунтированный конденсатором СЭ, устраняющим отрицательную обратную связь, возникающую за счёт падения напряжения на резисторе RЭ от переменной составляющей тока IЭ. Входной сигнал Uвх с выхода генератора ГЗШ или ГЗ112/1 подаётся на вход каскада (К1,К2 – К3,К4). Усиленное выходное напряжение снимается с нагрузочного резистора RН1(RН2). В цепь коллектора включен резистор RК1 (RК2), от величины которого будет зависеть переменная составляющая коллекторного напряжения, а значит и выходное напряжение каскада Uвых и коэффициент усиления. Величины входного Uвх и выходного Uвых напряжений измеряются электронными вольтметрами В722А, а их форма контролируется электронным осциллографом С1118, подключаемым к соответствующим клеммам входа и выхода каскада.

Источник питания Ек = 12 В тот же, что и в схеме на рис. 5 первой части работы (схема рис. 5 для снятия статических характеристик транзистора).

Примечание. При подключении источника питания транзисторных схем строго соблюдать полярность питания.

3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Снять входную характеристику IБ = f1(UБЭ) при UКЭ = const. Напряжение на коллекторе UКЭ устанавливается потенциометром R4: UКЭ = (0÷10) В (по указанию преподавателя).

Напряжение базы UБЭ изменяется потенциометром R2 от 0 до 0,8 В.

Полученные величины тока базы IБ, измеряемые миллиамперметром мА1, записать в таблицу 4 отчета.

миллиамперметром мА2, записать в таблицу 5.

Таблица 4

Входная характеристика транзистора

Результаты измерения

f = 50 кГц

Uвх, мВ

Uвых, В

8. Снять амплитудно-частотную характеристику (зависимость коэффициента усиления К = Uвых / Uвх от частоты входного сигнала) К = F2(f) в диапазоне изменения частоты f от 2×103 Гц до 500×103 Гц.

Для этого:

а) подать на вход усилителя напряжение Uвх ≤ 10 мВ (по указанию преподавателя) с частотой f = 2×103 Гц;

б) переключатель S2 поставить в положение 1 или 2 (по указанию преподавателя). Переключатель S3 – в положение 1 или 2 (по указанию преподавателя);

в) переключатель S1 – в положение 1 (сопротивление в цепи коллектора RК1 = 4,3 кОм);

г) изменяя частоту входного сигнала от 2×103 до 500×103 Гц, поддерживая постоянным входное напряжение Uвх (контролировать вольтметром В722А), величину которого установить по указанию преподавателя (RК1 = 4,3 кОм, Uвх = const), снять амплитудно-частотную характеристику усилительного каскада.

Результаты записать в таблицу 7.

Таблица 7

Результаты измерения при изменении частоты сигнала

RК1 = 4,3 кОм, Uвх = const

f, Гц

Uвых, В

К = Uвых / Uвх

K/Кср

д) поставить переключатель S1 в положение 2 (сопротивление в цепи коллектора RК2 = 2,2 кОм).

Повторить измерения по пункту 8 («а» и «г») (RК2 = 2,2 кОм, Uвх = const). Результаты записать в таблицу 8.

Таблица 8

Результаты измерения при изменении частоты сигнала

RК2 = 2,2 кОм, Uвх = const

f, Гц

Uвых, В

К = Uвых / Uвх

K/Кср

4.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

1.По экспериментальным данным (таблицы 4 и 5) построить входные IК = F2(UКЭ) транзистора КТ62ББ, включенного по схеме с ОЭ. Определить по ним: коэффициент передачи по току |β| = |IК / IБ|; входное сопротивление транзистора

равное Rвых = UКЭ/IК UIБ =const .

ним коэффициент усиления каскада (для прямолинейной части характеристики).

4. По данным таблицы 7 построить амплитудно-частотные характеристики

СР С2 и СР С3 . Характеристики строят в логарифмическом масштабе.

5.По амплитудно-частотным характеристикам определить полосу

6. На основании результатов эксперимента и расчётов (п. 2-5) сделать выводы: а) об изменении коэффициента усиления (или К/Кср ) в зависимости от изменения величины входного сигнала; связать изменения величины К с

искажением формы выходного сигнала (см. осциллограммы);

б) об изменении коэффициента усиления (или К/Кср ) в зависимости от частоты входного сигнала в области низших и высших частот данного диапаз она,

уяснить причины этого; в) об изменении полосы пропускания каскада при изменении емкости связи

СР разделительного конденсатора (СР С2 и СР С3 ) и изменении величины резистора R К . Объяснить причины этого изменения.

7. Дать критическую оценку всей проделанной работе.

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Дать определение и объяснение амплитудной и амплитудно-частотной характеристик усилительного каскада.

2.Что такое транзистор и для чего он используется?

3.Чем отличается транзистор типа p-n-p от транзисторов типа n-p- n?

4.Какие схемы включения транзисторов используются в промышленной электронике? Чем они отличаются?

5.Какие характеристики являются входными и выходными для каждой

схемы?