лабы / 4ЛР схемач

Бригада №7

Лабораторная работа 4.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДЕЛИ РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ

Цель работы

Изучить свойства усилительного каскада с общим коллектором (ОК) в режиме малого сигнала. Выполнить анализ в частотной и временной областях. Исследовать свойства каскада при изменении сопротивлений источника сигнала, нагрузки и элементов схемы. Определить входное и выходное сопротивления каскада.

3.1. Расчет режима работы каскада на постоянном токе

Рис. 1. Схема каскада по постоянному току.

Все расчеты на постоянном токе (в части 3.1) легко повторить. Характерно, что в схеме с ОК, как правило, отсутствует резистор R_К.

Перенесём расчёты из ЛР 1:

Построение нагрузочной линии по постоянному току.

10

5

4

А

8,33

Рис. 2. Нагрузочная линия по постоянному току в исследуемом усилителе

3.2. Исследование свойств каскада с ОК по сигналу на переменном токе

Принципиальная схема каскада с ОК представлена на рис. 3. Переменная составляющая сигнала поступает на базу транзистора через разделительный конденсатор С_Р1, а передается в нагрузку R_2Н через разделительный конденсатор С_Р2 из эмиттера. Сопротивление источника питания Е₀ переменному току практически равно нулю, поэтому коллектор оказывается соединенным с общим проводом.

Рис. 3. Принципиальная схема каскада ОК.

3.2.1. Расчет элементов модели транзистора для переменного тока.

Модель транзистора не зависит от схемы его включения. Выбираем здесь также П-образную схему замещения (аналогичную схеме Джиаколетто). Расчеты ее элементов берем из ЛР 1.

Таблица 1.

е1

R1И

Ср1

Rб

rб'б

rб'э

Сб'э

СК

h21

RЭ

СЭ

RК

Ср2

R2Н

мВ

кОм

мкФ

кОм

Ом

Ом

пФ

пФ

-

Ом

мкФ

кОм

мкФ

кОм

5

0,1

10,0

3,1

60

610,9

5

118

200

1000,0

1

10,0

2

3.2.2. Составление эквивалентной схемы каскада с ОК.

Эквивалентную схему каскада с ОК получаем, заменив в принципиальной схеме на рис. 3 транзистор V1 его эквивалентной моделью. Тогда эквивалентная схема каскада ОК примет вид, представленный на рис. 4.

Рис. 4. Эквивалентная схема каскада ОК

3.2.3. Расчет функций АЧХ и ПЧ с помощью Fastmean

Предварительный расчёт K_{ОК скв}:

• Определим параметры по АЧХ:

Рис. 5. Определение

Рис. 6. Определение нижней граничной частоты

Рис. 7. Определение верхней граничной частоты

• Параметры по ПХ:

Рис. 8.1. Определение времени нарастания .

Рис. 8.2. Определение времени нарастания .

Рис. 9.1. Определение процента спада вершины

Рис. 9.2. Определение процента спада вершины

Таблица 2.

			*	**	Примечание
дБ	Гц	МГц	%	нс	* tИ = 1,25 мс, ** tИ = 25 мкс
	36.507	28.239

Предварительные расчёты совпадают с измерениями, сделанными с помощью симулятора Fastmean.

3.2.5. Измерение входного и выходного сопротивлений каскада с ОК.

Для измерения входного сопротивления используем схему на рисунке 4.

Определяем среднюю частоту:

Рис. 10. Определение входного сопротивления.

Для измерения R_вых напряжение источника сигнала подаем на выход усилителя, предварительно отключив сопротивление нагрузки и заземлив освободившийся конец R1И. Также необходим вспомогательный резистор R (в пределах 1 Ом –10 кОм).

Рис. 11. Схема измерения выходного сопротивления.

Рис. 12. Определение выходного сопротивления.

Вывод: Изучены свойства усилительного каскада с общим коллектором (ОК) в режиме малого сигнала. Выполнен анализ в частотной и временной областях. Определено входное и выходное сопротивления каскада.