лр2

Министерство Российской Федерации по связи и информатизации

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

СибГУТИ

Основы схемотехники

Отчет по лабораторной работе №2.

Выполнил: студент группы ТЕ-91б Ковин А.С.

Екатеринбург, 2011г

Цель работы: Исследование передаточных характеристик и определение основных параметров дифференциальных каскадов на биполярных транзисторах. Изучение методов измерения параметров дифференциальных каскадов.

Выполнение работы.

Тип транзистора BC108B

1. Снимем передаточные характеристики дифференциального каскада:

U_ВЫХ1 = f(U_ВХ1); U_ВЫХ2 = f(U_ВХ1); U_ВЫХ = f(U_ВХ1),

где U_ВЫХ1 – постоянное напряжение на коллекторе транзистора Q1 (вольтметр М2);

U_ВЫХ2 – постоянное напряжение на коллекторе транзистора Q2 (вольтметр М4);

U_ВЫХ – постоянное напряжение между коллекторами транзисторов Q1 и Q2 (вольтметр М3);

U_ВХ1 – постоянное напряжение на входе каскада (источник V2).

V2, мВ	Uвых1, В	Uвых2, В	Uвых, В
-200	11,75	-0,55	-12,30
-150	11,7	-0,55	-12,25
-100	11,39	-0,54	-11,92
-80	11	-0,52	-11,53
-60	10,3	-0,24	-10,54
-40	9,07	0,99	-8,076
-20	7,25	2,8	-4,4
0	5,02	5	0
20	2,79	7,24	4,45
40	0,95	9,05	8,1
60	-0,3	10,29	10,59
80	-0,45	11	11,44
100	-0,44	11,38	11,82
150	-0,4	11,7	12,11
200	-0,36	11,75	12,11

2. Определите коэффициент усиления дифференциального сигнала на частоте 1 кГц при несимметричном и симметричном выходе, для чего

• переведите вольтметры М3 и М4 и миллиамперметр М1 в режим переменного тока (Mode AC на закладке "Value" в окне свойств элемента);

• установите нулевое напряжение источника V2;

• задайте параметры источника переменного напряжения V1 (частота 1 кГц и напряжение 5 мВ);

• изменяя напряжение источника V1, установите переменное напряжение на коллекторе транзистора Q2 примерно равным 1 В;

• рассчитайте коэффициент усиления каскада по напряжению при несимметричном выходе К_D12 = U_ВЫХ2~ / U_ВХ1~, где U_ВЫХ2~ - переменное напряжение на коллекторе транзистора Q2 (вольтметр М4), а U_ВХ1~ – переменное напряжение на входе каскада (источник V1);

U_ВЫХ2=0,5В, U_ВХ1~=0,0044В

К_D12=0,5/0,044=113,6

• рассчитайте коэффициент усиления каскада по напряжению при симметричном выходе К_D1S = U_ВЫХ~ / U_ВХ1~, где U_ВЫХ~ - переменное напряжение между коллекторами транзисторов Q1 и Q2 (вольтметр М3).

U_ВЫХ~=1,014В

К_D1S = 1,014/0,0044=230,4

3. Определите входное сопротивление каскада r_ВХ1 = U_ВХ1~./ I_ВХ1~, где I_ВХ1~ - переменный входной ток каскада (миллиамперметр М1), при параметрах входного сигнала как в п. 2.

I_ВХ1~=0,187*10^-6А

r_ВХ1=0,0044/(0,187*10^-6)=23,5кОм

4. Определите коэффициент передачи синфазного сигнала на частоте 1 кГц при несимметричном выходе, для чего

• отключите базу транзистора Q2 от общей шины и подключите её к базе транзистора Q1, как показано на рис. 11;

• измерьте переменное напряжение U_ВЫХ2~ на коллекторе транзистора Q2 (вольтметр М4) при параметрах входного сигнала U_ВХ.СФ~ как в п. 4.3;

U_ВЫХ2~=2,639*10^-3В

• р ассчитайте коэффициент передачи синфазного сигнала при несимметричном выходе К_S2 = U_ВЫХ2~ / U_ВХ.СФ~, где U_ВХ.СФ~ – переменное синфазное напряжение на входе каскада (источник V1).

U_ВХ.СФ~=4,4*10^-3В

К_S2 =2,639/4,4=0,56

5. Рассчитайте коэффициент ослабления синфазного сигнала в децибелах

К_ОС.СФ [дБ] = 20 lg(К _D12 / К _S2).

К_ОС.СФ [дБ] =46,14

6. Соберите схему дифференциального каскада на биполярных транзисторах с источником тока в цепи эмиттеров (рис. 12) и исследуйте его по методике, аналогичной п. 1 – 5.

Рис. 12

V2, мВ	Uвых1, В	Uвых2, В	Uвых, В
-200	11,75	-0,55	-12,31
-150	11,7	-0,55	-12,25
-100	11,36	-0,55	-11,91
-80	11	-0,54	-11,50
-60	10,24	-0,48	-10,72
-40	8,97	0,68	-8,29
-20	7,1	2,54	-4,56
0	4,82	4,82	0
20	2,54	7,1	4,56
40	0,67	8,97	8,30
60	-0,44	10,23	10,67
80	-0,46	10,96	11,42
100	-0,45	11,36	11,81
150	-0,4	11,7	12,11
200	-0,36	11,75	12,11

U_ВЫХ2=0,51В, U_ВХ1~=0,0043В

К_D12=0,51/0,0043=118,6

U_ВЫХ~=1,035В

К_D1S = 1,035/0,0043=240,7

I_ВХ1~=0,188*10^-6А

r_ВХ1=0,0043/(0,188*10^-6)=22,9кОм

U_ВЫХ2~=0,277*10^-3В

U_ВХ.СФ~=0,0043*10^-3В

К_S2 =0,277/0,0043=64,4

К_ОС.СФ [дБ] = 20 lg(К _D12 / К _S2).

К_ОС.СФ [дБ] =5,3

7. Соберите схему дифференциального каскада на биполярных транзисторах с токовыми зеркалами в цепи эмиттеров и в цепи коллекторов (рис. 13). Транзисторы Q5 и Q6 возьмите типа QPL из библиотеки «misc».

8. Снимите передаточную характеристику дифференциального каскада U_ВЫХ2 = f(U_ВХ1), последовательно задавая входное напряжение U_ВХ1 (источник V2) из ряда

-20, -15, -10, -8, -6, -4, -2, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20 мВ,

и фиксируя показания вольтметра М2. Результаты эксперимента сведите в таблицу. Постройте снятую передаточную характеристику.

Uвх1,мВ	-20	-15	-10	-8	-6	-4	-2	0	2	4	6	8	10	15	20
Uвх2,мВ	-567	-556	-540	-529	-511	-443	1960	4515	7018	9465	11800	11900	11920	11940	11950

9. Определите коэффициент усиления дифференциального сигнала на частоте 1 кГц при несимметричном выходе, для чего

• переведите вольтметр М2 и миллиамперметр М1 в режим переменного тока (Mode AC на закладке "Value" в окне свойств элемента);

• установите нулевое напряжение источника V2;

• задайте параметры источника переменного напряжения V1 (частота 1 кГц и напряжение 0,5 мВ);

• изменяя напряжение источника V1, установите переменное напряжение на коллекторе транзистора Q2 примерно равным 1 В;

• рассчитайте коэффициент усиления каскада по напряжению при несимметричном выходе К_D12 = U_ВЫХ2~ / U_ВХ1~, где U_ВЫХ2~ - переменное напряжение на коллекторе транзистора Q2 (вольтметр М2), а U_ВХ1~ – переменное напряжение на входе каскада (источник V1).

U_ВЫХ2~=1В

U_ВХ1~=0,791*10^-3В

К_D12=1/0,791*10^-3=1264,2

10. Определите входное сопротивление каскада (рис.13), коэффициент передачи синфазного сигнала, коэффициент ослабления синфазного сигнала в децибелах по методике п. 3 – 5.

I_ВХ1~=0,023*10^-6А

r_ВХ1=(0,791*10^-3)/(0,023*10^-6)=34,4кОм

U_ВЫХ2~=16,13 *10^-6В

U_ВХ.СФ~=0,791*10^-3В

К_S2 =(16,13*10^-6)/(0,791*10^-3)=0,02

К_ОС.СФ [дБ] = 20 lg(К _D12 / К _S2).

К_ОС.СФ [дБ] = 96

Вывод: По выполненным измерениям видно что, наименьший коэфицент ослабления имеет схема дифференциального каскада на биполярных транзисторах с источником тока в цепи эмиттеров. Также я исследовал передаточные характеристик и определелил основные параметры дифференциальных каскадов на биполярных транзисторах. Изучил методы измерения параметров дифференциальных каскадов.