Пискунов 5
.pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный технический университет»
Кафедра” Автоматизация и робототехника”
Лабораторная работа №5
По теме:”Усилительный каскад на биполярном транзисторе.”
Вариант - 1
Выполнил: Студент группы АТП-222 Пискунов А. И. Проверил:
Асс. Кипров Р.Р.
Омск 2024
Теоретическая справка:
Транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, предназначенный для усиления или генерирования электрических сигналов, а также для коммутации электрических цепей, имеющий три или более выводов.
Биполярный транзистор – это активный полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p-n-переходами и тремя выводами. Работа биполярного транзистора обеспечивается носителями зарядов двух типов – электронов и дырок.
Устройство биполярного транзистора показано схематически на рисунке 1. Он представляет собой пластину полупроводникового материала, в которой созданы три чередующиеся области (слои) c различной электропроводностью. Средняя область транзистора называется базой (Б), одна крайняя область – эмиттером (Э), другая – коллектором (К).
Рисунок 1 – Структуры биполярных транзисторов:
а) p-n-p типа, б) n-p-n типа.
Различают три режима работы транзистора:
2
1. Режим насыщения. В этом режиме коллекторный и эмиттерный переходы открыты (смещены в прямом направлении), поэтому через транзистор течет максимальный неуправляемый ток.
2.Режим отсечки. В этом режиме оба перехода закрыты (смещены в обратном направлении), при этом ток практически не течет.
3.Активный (усилительный) режим. В этом режиме эмиттерный переход открыт, а коллекторный – закрыт. Через транзистор течет управляемый ток. Управление током осуществляется напряжением базы Uб.
Транзистор, имеющий входную и выходную цепи, можно рассматривать как четырехполюсник, а так как у транзистора всего три вывода, то один из выводов неизбежно должен быть общим для входной и выходной цепей. В зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной цепей, различают три схемы включения транзистора:
Рисунок 2 – Схемы подключения транзисторов
Задание:
Требуется разработать транзисторный усилитель с общим эмиттером по схеме, приведенной на рисунке 3, транзистор выбирается в соответствии с вариантом по таблице 1.
3
Рисунок 3 – Усилительный каскад с общим эмиттером
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант |
Транзистор |
|
|
1 |
BC546 |
|
|
1) Выполняется построение схемы в соответствии с рисунком 1. Во время выбора необходимого транзистора можно сразу же определить коэффициент : для транзистора BC546 коэффициент равен 287.
Рисунок 2 – Схема подключения транзисторного усилителя
4
Рисунок 3 – Параметры транзистора
2) Расчет по формулам:
5
= |
−кэ |
= |
0.00512−6 |
= 1. 2 кОм |
||||||
|
|
|
||||||||
б = |
|
|
= 18 мкА |
|
||||||
|
β |
|
|
|||||||
б = |
|
к− бэ |
= |
12−0.65 |
= 631 кОм |
|||||
|
|
|
б |
|
18*10−6 |
|||||
3) Подставляем значения сопротивления, выводим графики напряжения на источнике переменного напряжения и нагрузочном резисторе Rн.
Рисунок 4 - графики напряжения на источнике переменного напряжения и нагрузочном резисторе Rн
4) Получаем с графиков значения Uвх = 10 мВ, Uвых = 1,660 В Соответственно:
= |
вых |
= 166 |
вх |
Вывод: в этой лабораторной работе я изучил характеристики биполярных транзисторов и построил модель транзисторного усилителя с общим эмиттером. В итоге всей работы посчитал коэффициент усиления напряжения в результате действия транзисторного усилителя
6