Электроника lab_06
.pdf
Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. Бонч-Бруевича
СПбГУТ
Факультет ИКСС
Кафедра Электроники
ОТЧЁТ
по лабораторной работе №6
Тема: исследование усилительного каскада на биполярном транзисторе.
Дисциплина: Электроника.
Выполнил: Дзоблаев Эрик, ИКТУ-41.
Проверил: Борисов Сергей Викторович.
Санкт-Петербург
2025 г.
Лабораторная работа №6
“Исследование усилительного каскада на биполярном транзисторе”.
Цель работы:
1.Освоить методику экспериментального исследования транзисторных схем на постоянном и переменном токах.
2.Исследовать основные параметры усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ.
3.Рассчитать основные параметры усилительного каскада и сравнить их с экспериментальными значениями.
1. Исследование усилительного каскада на постоянном токе.
Uкэ(0) |
В |
|
|
2,5 |
|
|
5 |
7,5 |
|
Uбэ(0) |
мВ |
|
|
0,62 |
|
|
0,6 |
0,58 |
|
Iб(0) |
мкА |
|
|
33 |
|
|
25 |
12 |
|
Iк(0) |
мА |
|
|
2,3 |
|
|
1,65 |
0,7 |
|
β |
- |
|
|
70 |
|
|
66 |
58 |
|
0 |
мВт |
|
|
5,75 |
|
|
8 |
5,25 |
|
Таблица 6.1. – Исследование усилительного каскада на постоянном токе |
|||||||||
|
|
|
|
|
2,3 10−3 |
|
|
||
|
= |
к |
= |
|
= 76,6 |
|
|
||
|
|
30 10−6 |
|
|
|||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1 – График зависимости коэффициента B от напряжения Uкэ(0)
Рисунок 2 – График зависимости коэффициента P(0) от напряжения Uкэ(0)
2.Исследование усилительного каскада на переменном токе.
Рисунок 3 – Осциллограмма входного и выходного сигналов.
Рисунок 4 - Ограничение снизу
Рисунок 5 – Ограничение сверху
Рисунок 6 - Ограничение сверху и снизу
3. Измерение основных параметров усилительного каскада при холостом ходе на выходе.
Рабочие формулы:
кэ( ) |
В |
2,5 |
5 |
7,5 |
г |
мВ |
1660 |
1480 |
1660 |
вх |
мВ |
182 |
168 |
191 |
вых |
мВ |
2,2 |
2,5 |
2,9 |
вх |
мкА |
0,11 |
0,14 |
0,15 |
вых |
мА |
0,78 |
1,5 |
2,25 |
вых |
мВт |
1,7 |
3,8 |
6,5 |
|
- |
12,5 |
15,2 |
15,4 |
|
- |
7,5 |
11,9 |
15,1 |
|
- |
94,3 |
175 |
232 |
η |
- |
0,3 |
0,5 |
1,2 |
|
|
|
|
|
вх |
Ом |
1800000 |
1308231 |
1284100 |
э |
- |
2,2 |
1,6 |
0,75 |
расч. |
- |
0,013 |
0,015 |
0,015 |
расч. |
- |
7,5 |
11,9 |
15,5 |
вх расч. |
Ом |
1820 |
1305 |
1280 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Рисунок 7 – Зависимость KU от напряжения Uкэ (0) |
|
|
||||
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Рисунок 8 - Зависимость KI от напряжения Uкэ (0) |
|
|
||||
2000000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1800000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1600000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1400000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1200000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1000000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
800000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
600000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
400000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Рисунок 10 - Зависимость Rвх от напряжения Uкэ (0) |
|
|
||||
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Рисунок 11 - Зависимость η от напряжения Uкэ (0) |
|
|
||||
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Рисунок 12 - Зависимость h21э от напряжения Uкэ (0) |
|
|
|||||
н |
- |
100 Ом |
560 Ом |
1 кОм |
3,3 кОм |
10 кОм |
вых |
В |
0,1 |
0,45 |
0,7 |
1,5 |
2,3 |
вых |
мА |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,29 |
1,29 |
|
- |
0,6 |
2,7 |
4,4 |
9 |
13,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
10000 |
9920 |
9920 |
9850 |
9850 |
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 13 - Зависимость KU от Rн
10050 |
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
|
9950 |
|
|
|
|
9900 |
|
|
|
|
9850 |
|
|
|
|
9800 |
|
|
|
|
9750 |
|
|
|
|
2,00 |
2,75 |
3,00 |
3,52 |
4,00 |
Рисунок 14 - Зависимость KI от Rн |
|
|||
Вывод:
Почему возрастает выходной сигнал при увеличении сопротивления нагрузки?
При увеличении Rн от 100 Ом до 10 кОм выходное напряжение Uвых возросло с 0,1 В
до 2,28 В.
В то же время, выходной ток Iвых остался практически неизменным, варьируясь в узком диапазоне около значения 1,29 мА.
Постоянство выходного тока при изменении нагрузки является ключевым признаком того, что исследуемый усилитель в данном режиме работы ведет себя не как идеальный источник напряжения, а как источник тока. Это свойство обусловлено очень высоким выходным сопротивлением (Rвых) самого усилителя.
Если выходное сопротивление усилителя Rвых много больше сопротивления нагрузки RH, то общее сопротивление цепи определяется в основном Rвых и слабо зависит от RH. Следовательно, выходной ток приблизительно постоянен:
Iвых ≈ Uбэ / Rвых = const
В этом случае напряжение на нагрузке линейно зависит от ее сопротивления по закону Ома:
Uвых = Iвых * RH
Именно эту линейную зависимость мы и наблюдаем в эксперименте: с ростом RH растет и Uвых, в то время как Iвых стабилизирован.