Лабы / Lb5
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики
Отделение электроэнергетики и электротехники
Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 по дисциплине:
Электроника 1.1
Выполнил: |
|
|
студенты гр. 5А06 |
Сергеев Алексей Сергеевич |
15.11.2022 |
|
||
|
Арефьев Александр Владимирович |
|
Проверил: |
|
|
К.т.н. |
Тимошкин В.В. |
|
Томск – 2022
Цель работы: изучение основных свойств усилительных каскадов на биполярных транзисторах, определение их входных и выходных сопротивлений.
Теоретическая часть:
В зависимости от соединения двух источников напряжений, смещающих эмиттерный и коллекторный переходы транзистора, различают три способа включения (рис. 1):
с общей базой (ОБ);
общим эмиттером (ОЭ);
общим коллектором (ОК).
В каждой из этих схем один из выводов транзистора является общей точкой, а два других входом и выходом. При этом на эмиттерным переход подается напряжение смещения в прямом направлении, а на коллекторный – в обратном. Напряжение смещение задаётся резисторами R1 и R2. В цепи эмиттера и (или) коллектора включают сопротивления для ограничения тока и придают усилителю определенные свойства. На входе усилительного каскада (часто и на входе) включают разделительный конденсатор Свх для предотвращения протекания постоянного тока через источник переменного сигнала.
Рис. 1 – Схемы включения биполярного транзистора: а) с ОЭ; б) с ОК; в) с ОБ
Практическая часть:
Рис. 2 – Монтажная схема соединения УК с ОЭ
Рис. 3 – Монтажная схема соединения УК с ОК
Все значения трёх опытов записаны в таблице 1:
Табл. 1
|
Схема с ОЭ |
Схема с ОК |
Uвх, В |
0,17 |
6.5 |
Uвых, В |
3,63 |
5.3 |
UR г, В |
0,13 |
5.34 |
UR н, В* |
3,6 |
5.31 |
Uвых1, В |
(Rн=1кОм) 2,62 |
(Rн=0,47кОм) 5.42 |
Uвых2, В |
(Rдоб=1кОм) 2,3 |
(Rдоб=4,7кОм) 2.86 |
Iвх, мА |
2.62 |
11.5 |
Iвых, мА |
2.3 |
0.6 |
kU |
21.35 |
0.8 |
kI |
0.87 |
19 |
kp |
18.57 |
15.4 |
Rвых, кОм |
1.73 |
5.5 |
Rвх, кОм |
0.38 |
0.01 |
Расчёт Iвх и Iвых : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для ОЭ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
вых1 |
|
|
= |
2,62 |
= 2,62 мА |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вх |
|
|
|
|
н |
1000 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
= |
вых2 |
= |
2,3 |
= 2,3 мА |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
вых |
|
|
|
доб |
1000 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
Для ОК: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
вых1 |
|
= |
5.42 |
= 11.5 мА |
|||||||||
|
|
||||||||||||||
вх |
|
|
|
|
н |
470 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
вых2 |
= |
|
2.86 |
|
|
= 0.6 мА |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вых |
|
|
|
|
доб |
|
|
|
4700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Расчёт коэффициентов усиления по току: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для ОЭ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
вых |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,87 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,62 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для ОК: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
вых |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 19 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчёт коэффициентов усиления по напряжению: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для ОЭ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
вых |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 21,35 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,17 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для ОК: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
вых |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
= 0.8 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.5 |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Расчёт коэффициентов по мощности: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для ОЭ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
∙ = 0,87 ∙ 21,35 = 18,57 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для ОК: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ∙ = 0.8 ∙ 19 = 15.4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчёт сопротивлений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Для ОЭ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,63 |
|
|
|
|
|||||||||
|
= ( |
|
|
вых |
|
− 1) = 1000 ( |
|
|
|
|
|
|
|
− |
1) = 0,385 кОм |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2,62 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вх |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
вых1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
вых = |
|
|
|
доб |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
= 1,73 кОм |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,63 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
( |
|
вых |
|
− 1) |
|
|
|
( |
|
|
2,3 |
|
|
|
− 1) |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вых2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Для ОК: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
= |
( |
|
|
|
вых |
|
− |
1) = 470 ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
1) = 0.01 кОм |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
5.42 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вх |
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вых1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
вых = |
|
|
|
доб |
= |
|
|
|
|
|
|
4700 |
|
|
|
|
|
= 5.5 кОм |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
( |
вых |
|
− 1) |
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
− 1) |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.86 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вых2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Рис. 4 Схема для ОЭ
Рис. 5 Схема для ОК
Вывод:
В ходе лабораторной работы изучены основные свойства усилительных каскадов на биполярных транзисторах, определены их входные и выходные сопротивления. Экспериментально доказали, что усилительный каскад с общим эмиттером усиливает по напряжению, а усилительный каскад с общим коллектором усиливает по току.