АнСхТ ЛР3
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра микро- и наноэлектроники
ОТЧЁТ по лабораторной работе № 3
по дисциплине «Аналоговая схемотехника» Тема: Маломощные транзисторные усилители
Студентка гр. 1283 |
____________________ |
Григорьева В.В. |
Преподаватель |
__________________________ |
Писарев И.С. |
Санкт-Петербург
2024
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
МАЛОМОЩНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ЦЕЛЬ: освоение способа установки рабочей точки транзисторного
усилителя, оценка термостабильности рабочей точки, измерение коэффициента усиления по напряжению двух распространённых схем усилительных каскадов на транзисторах в режиме усиления малых сигналов.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Транзисторный усилитель с общим эмиттером и балластным резистором в цепи базы.
IК = URК = UП −UК ,
RК RК
= IК ,
IБ
k |
|
= |
U |
вых |
. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||
|
u |
|
U |
|
|
|
|
|
|
вх |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(1)
(2)
(3)
Таблица 1 – Измерение и расчет параметров усилителя с балластным резистором в цепи
базы
Эксперимент |
|
|
|
Измеряемый или вычисленный параметр |
Результат |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Напряжение питания UП , В |
|
|
12 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Напряжение на коллекторе UК , В |
|
|
6,46 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Исходная рабочая |
Напряжение на RК , В |
|
|
|
|
|
5,54 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток коллектора IК , мА |
|
|
|
|
|
5,54 |
||||||
точка |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Падение напряжения на R1 |
, В |
|
|
2,22 |
|||||||
|
Ток базы IБ , мкА |
|
|
|
|
|
22,2 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
Коэффициент усиления транзистора по току |
|
249,55 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Зависимость |
U К |
|
до нагрева, В |
|
|
|
|
|
6,427 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IК |
до нагрева, мА |
|
|
|
|
|
6,427 |
|||||
напряжения рабочей |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точки от |
U К |
|
после нагрева, В |
|
|
|
|
|
6,288 |
|||
температуры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IК |
после нагрева, мА |
|
|
|
|
|
6,288 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Амплитуда входного сигнала Uвх , В |
|
|
136 |
||||||||
Режим усиления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амплитуда выходного сигнала Uвых , В |
|
2,64 |
||||||||||
входного сигнала |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент усиления схемы ku |
|
|
51,51 |
|||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Приведём расчёт: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
I |
|
= |
URК |
= |
UП − UК |
= |
12 − 6,46 |
= 5,54 мА, |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
К |
|
RК |
|
RК |
|
|
103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
I |
К |
|
5,54 |
10−3 |
|
||||
β = |
|
= |
|
|
|
|
≈ 249,55, |
|||
I |
|
|
22,2 |
−6 |
||||||
|
Б |
10 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ku = |
|
Uвых |
= |
|
136 |
|
≈ 51,51. |
|||
|
|
Uвх |
|
2,6 10−3 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.Исследование транзисторного усилителя с делителем в цепи базы
иэмиттерным резистором
RК = 4,7кОм |
|
|
|
|
|
|
|
RЭ = 100 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
вых |
(4) |
||||
|
|
|
|
||||
эксп |
|
|
|
вх |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
= |
|
К |
(5) |
||
|
|
|
|
||||
теор |
|
|
|
Э |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 2 – Измерение и расчет параметров усилителя с делителем в цепи базы и эмиттерным резистором
Эксперимент |
|
|
|
|
Измеряемый или вычисленный параметр |
Результат |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Напряжение питания |
UП , В |
|
|
|
|
12 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Напряжение на коллекторе UК , В |
|
|
|
6,74 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Исходная рабочая |
Напряжение на базе U Б , В |
|
|
|
|
0,755 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Напряжение на эмиттере |
UЭ , В |
|
|
|
|
0,111 |
||||||||||||||||||
точка |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Падение напряжения на базо-эмиттерном переходе UБ-Э |
0,644 |
||||||||||||||||||||||
|
Ток коллектора |
IК , мА |
|
|
|
|
|
1,434 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Ток эмиттера |
IЭ , мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,11 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
U К |
до нагрева, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,88 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Температурная |
IК |
до нагрева, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,464 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
стабильность схемы |
U К |
после нагрева, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
6,95 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
IК |
после нагрева, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,479 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Амплитуда входного сигнала Uвх, мВ |
|
244 |
|||||||||||||||||||||
|
Амплитуда выходного сигнала |
Uвых , В |
6,64 |
|||||||||||||||||||||
Режим усиления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспериментально полученный коэффициент усиления |
27,213 |
|||||||||||||||||||||||
входного сигнала |
||||||||||||||||||||||||
схемы по напряжению kuэксп |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Теоретически рассчитанный коэффициент усиления схемы |
47 |
||||||||||||||||||||||
|
по напряжению kuтеор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Приведём расчёт: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
12 − 6,74 |
|
|
|||||||||
|
|
= |
|
К |
= |
|
|
П |
|
|
К |
= |
|
|
|
|
= 1,434 мА |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,7 ∙ 103 |
|
||||||||||||
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,111 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
= |
|
Э |
= |
|
Э |
= |
|
= 1,11 мА |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Э |
|
|
Э |
|
|
э |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
|
вых |
= |
|
|
6,64 |
|
≈ 27,213 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
244 ∙ 10−3 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
эксп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
4,7 ∙ 103 |
|
|
|
|
= |
К |
= |
|
≈ 47 |
|
теор |
Э |
100 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ВЫВОД:
При исследовании транзисторного усилителя с общим эмиттером и балластным резистором в цепи базы напряжение на коллекторе меньше подаваемого практически в 2 раза. Получается, что сигнал практически не будет искажён. Коэффициент усиление транзистора по току оказался равным
249,55. От нагрева напряжение на коллекторе уменьшилось. Коэффициент усиления схемы получился равным 51,51.
При исследовании транзисторного усилителя с делителем в цепи базы и эмиттерным резистором напряжение на коллекторе меньше подаваемого практически в 2 раза. Получается, что сигнал также практически не будет искажён. Коэффициент усиление транзистора по току оказался равным 249,55.
От нагрева напряжение на коллекторе увеличилось. Коэффициент усиления схемы по напряжению ku, полученные экспериментально и теоретически,
оказались одного порядка, но не равны: 27,2 и 47 соответственно, что может быть связано с потерями.
4