5.4. Содержание отчета

– Цель работы,

– Схема и параметры эмиттерного повторителя,

– Пояснения к каждому из пунктов работы и результаты измерений и расчетов.

19

5.3. Порядок выполнения работы

Собрать схему эмиттерного повторителя в соответствии с рис.7. Включить транзистор VT того же типа, что и в предыдущих работах (предварительный усилитель). Установить рассчитанные в параграфе 5.2 значения сопротивлений резисторов схемы и напряжение Е_К=12В. Включить резистор нагрузкиR_Н=1кОм. Емкости

конденсаторов С1=5мкФ, С2=50,0 мкФ. Все приборы, кроме U_ЭиI_К, включить в режим измерения переменного тока (АС), аU_ЭиI_К– постоянного (DC). Установить значение напряжения источника сигнала Ес=0,1В при частоте 10кГц.

2. Включить питание схемы и измерить напряжение на эмиттере транзистора U_Эи ток коллектораI_К.U_Эдолжно быть в пределах (0,4÷0,6)Е_К. ЕслиU_Эвыходит за эти пределы, то скорректировать значение сопротивления резистораR1. Записать параметры схемы (тип транзистора, сопротивления всех резисторов и емкости конденсаторов, ток I_Ки напряжениеU_Э).

3. Снять амплитудную характеристику усилителя, изменяя напряжение сигнала Е_Сот нуля до напряжения, при котором коэффициент передачи повторителяK_U=U_Н/Е_Суменьшится на 10-15% по сравнению с его значением при Е_С=1,0В. Результаты измерений занести в таблицу 10. Построить амплитудную характеристику. Установить значение Е_С, соответствующее средине линейного участка характеристики (на линейном участкеK_Uпостоянен) и определить входное сопротивление усилителяR_ВХ=Е_С/I_ВХ.

Таблица 10

ЕС, В	0,05	0,1	0,2	0,3	0,5	1.0	2.0	3.0	4,0
UН, В
KU=UН/ЕС

4. При напряжении Е_С, соответствующем средине линейного участка амплитудной характеристики, снять зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки, изменяя сопротивлениеR_Нот 100 кОм (режим, близкий к холостому ходу) до 20 Ом (режим, близкий к короткому замыканию). Результаты измерений занести в таблицу 11.

18

2. Статические характеристики и параметры биполярного транзистора

2.1. Цель работы

Изучить работу биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером в статическом режиме при нормальной и повышенной температурах, определить его параметры.

2.2. Порядок выполнения работы

1. Собрать схему рис.2. На схеме I – источник тока для питания базовой цепи, Е_К– источник коллекторного напряжения. В цепь базы транзистора включен микроамперметрI_бдля измерения тока базы и вольтметрU_бЭдля измерения напряжения на базе транзистора. В цепи коллектора установлены приборы для измерения тока коллектора транзистораI_Ки напряжения между коллектором и эмиттеромU_КЭ. Установить сопротивление амперметров равным 1Ом, вольтметров – 10 МОм. Выбрать из библиотекиLabтранзистор заданного типа. Записать его параметры (Приложение П2).

2. Установить ток источника тока I равным 10мкА, напряжение Е_Кравным 5В.Включить режим моделирования и убедиться, что схема работает.

Ток источника Iустановить такой величины, чтобы ток коллектораIк был в диапазоне 8-15 мА, но не более I_Кmax(ток базы может иметь значения от 30 до 1000 мкА). Округлить полученное значение

7

тока базы до ближайшего, кратного 10 (или 100 при токе базы более 300мкА). Обозначим полученное значение через Iбmax.

3. Снять семейство входных характеристик транзистора I_б=f(U_бЭ) при U_КЭ=Const. При снятии входных характеристик удобнее задавать значения тока базы и измерять напряжение между базой и эмиттером U_бЭ. Ток базы изменять от 1-2 мкА до I_бmax. Рекомендуемый ряд значений тока приведен в таблице 4, строкаI_б. По результатам измерений заполнить таблицу 4. Для получения значения напряжения U_КЭ=0 отключить коллектор транзистора от источника Е_Ки замкнуть его на общую шину.

Таблица 4

ТºС		Iб(мкА)	1	2	5	10	20	40	80	120	160	Iбmax
27	UК=0В	UбЭ(В)
	UК=1В	UбЭ(В)
	UК=5В	UбЭ(В)
50	UК=5В	UбЭ(В)

4. Снять входную характеристику I_б=f(U_бЭ) при U_КЭ=5В и температуре окружающей среды Т=50ºС. Для установки температуры выбрать опциюAnalysis options менюAnalysis. В открывшемся окне выделить вкладкуGlobalи установить значение переменнойSimulation temperature (TEMP)равное заданной температуре 50degrees C.Выполнить измерения и установить прежнее значение температуры 27 degrees C (27ºС или 300ºК).

5. Снять семейство выходных статических характеристик I_К=f(U_КЭ) при I_б=Const. Предварительно нужно определить значения токов базы I_б, при которых будут сниматься характеристики. Выберем приращение тока базыI_б=I_бmax/5 (значение I_бmaxбыло получено в п.2). Рекомендуется взять ближайшее кратное пяти значение. НапряжениеUкэ изменять от нуля доU_КЭдоп, но не более чем до 20В. Выходные характеристики снимать при токах базы I_б=I_б, 2I_б, 3I_б, 4I_би 5I_б. Результаты измерений занести в таблицу 5.

При всех режимах рассеиваемая на коллекторе транзистора мощность не должна превышать допустимую мощность (U_КЭ*I_К < P_Кmax).

8

5. Усилительный каскад с общим коллектором (эмиттерный повторитель)

5.1. Цель работы

Экспериментальное исследование параметров усилительного каскада, в котором транзистор включен по схеме с общим коллектором (эмиттерного повторителя).

5.2. Домашнее задание Выписать параметры транзистора, полученные в работе 2 "Статические характеристики и параметры биполярного транзистора". Для схемы рис.7 определить токи эмиттера и базы транзистора при Ек=12В, Uэ=Ек/2 и Rэ=1кОм. Iэ=Еэ/(2Rэ), Iб=Iэ/(В+1). При известном токе Iб определить параметры цепи делителя R1, R2 (см. работу 4 "Режим работы транзистора по постоянному току"), задавшись током делителя Iд=5*Iб.

17

6. Обработка результатов измерений

Таблица 8 заполняется значениями, полученными путем усреднения из двух измеренных значений.

При построении характеристик указываются точки, соответствующие значениям таблицы. Характеристики проводятся усредненно. При расчете параметров принимаются табличные значения. Построить:

- Входную характеристику каскада Iб = f(Uбэ) (первая и вторая строчки таблицы 8).

- Передаточную характеристику по току Iк = f(Iб) (четвертая и первая строчки таблицы).

- Передаточную характеристику по напряжению Uк = f(Uбэ). Начало характеристики Uк < 0,5 В "сжать", а шкалу между 0,5 и 0,7 В – "растянуть".

Примерный вид характеристик показан на рис. 6.

Iк мА Uк В

ΔIк ΔUк

ΔIб Iб 0.5 ΔU_бэ 0.7 Uбэ [B]

Рис. 6. Вид передаточных характеристик каскада

По приращениям определить параметры

В=h₂₁= ΔIк/ΔIб, Ku = ΔUк/ ΔUбэ, h₁₁= ΔUбэ/ΔIб.

Проверить Ku = [B_*Rк] / h₁₁.

(В – коэффициент усиления транзистора и должен быть много больше единицы см. работу 2, Кu – коэффициент усиления каскада и также должен быть много больше единицы).

4.3. Содержание отчета:

- Цель работы.

• Схема эксперимента, параметры транзистора.

• Коллекторные характеристики транзистора c нагрузочной прямой и выбранной рабочей точкой.

• Базовую характеристику транзистора с выбранной рабочей точкой.

• Расчет сопротивлений R_К, R_б1 и R_б2, режим усилителя в рабочей точке (Ек, Iкнас, Uкэ_рт, Iк_рт, Iб_рт, Uбэ_рт).

• Расчет параметров каскада на постоянном токе.

• Значения коэффициента усиления в рабочей точке при нормальной и повышенной температурах и значение ΔKu.

16

Таблица5

ТºС	Uкэ(В)	0.1	0.2	0,5	1	2	5	10	15	20
27	Iб=Iб
	Iб=2Iб
	Iб=3Iб
	Iб=4Iб
	Iб=5Iб
50	Iб=2Iб
	Iб=3Iб

6. Снять две выходные статические характеристики I_К= f(U_КЭ) при температуре окружающей среды Т=50ºС и I_б=2I_би 3I_б.

7. Построить графики статических входных (базовых) и выходных (коллекторных) характеристик. Определить h-параметры транзистора при нормальной (27ºС) и повышенной (50ºС) температурах.

Для определения параметра h₁₁ на средине линейного участка входной характеристики, соответствующей напряжениюU_КЭ=5В, построить характеристический прямоугольный треугольник. h₁₁=U_бЭ/I_б приU_КЭ=Const. Вершины треугольника должны совпадать со значениями в таблице 4.

На линейном участке выходной характеристики, соответствующей току базы I_б=3I_б, построить характеристический треугольник и определить параметрh₂₂=I_К/U_КЭ приI_б=Const. Вершины треугольника должны совпадать со значениями в таблице 5. При напряжении на коллекторе, соответствующем средине гипотенузы треугольника, определить параметрh₂₁= В=I_К/I_б при U_КЭ=Сonst (U_КЭ=5В). (В >> 1).