Скачиваний:
42
Добавлен:
22.08.2013
Размер:
306.69 Кб
Скачать

П. Толстой

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

Исследование параметров полупроводникового усилителя.

1. Исследование схемы без отрицательной обратной связи.

Была собрана схема:

Была установлена рабочая точка Iэ » Iк = 1 (мА.) и Uк = - 5 (В.). Для этого было выбрано напряжение питания Еп = - 9 (В.). При трех различных температурах, вычисленных компенсационным методом по сопротивлению терморезистора, был измерен ряд величин, который приведен в таблице 1.

Таблица 1.

Т, °С

Iк, мА.

Uкэ, В.

Iб, мкА.

Вст

Ku1

Ku2

Uвых.m, В.

Вд

Rвх, Ом.

20

1,0

-5,0

54

19

102

48

3

23

900

35

1,7

-2,2

50

34

139

57

2

25

700

50

2,2

-0,1

50

44

0

Коэффициент усиления по напряжению с связанные с ним характеристики не вычислялись для температуры 50°С, т.к. сигнал сколь угодно малой амплитуды, поданный на вход усилителя, снимался в выхода искаженным — транзистор перешел в насыщенное состояние, т.к. Uкэ стало меньше напряжения на входном переходе.

Зная, что , а , где Rг1 можно считать равным нулю, а Rг2 = 1 (кОм.), можно вычислить входное сопротивление усилителя Rвх и динамический коэффициент усиления Bд. Результаты этих вычислений приведены в двух последних столбцах таблицы 1.

Из таблицы 1 видно, что ток базы при изменении температуры практически не изменялся. Действительно, как следует из схемы усилителя, , где Uбэ0 — постоянная составляющая падения напряжения между базой и эмиттером. Это выражение справедливо, т.к. Uбэ0 много меньше Ек (примерно в 50 раз).

Т.к. в этой схеме нет стабилизации тока покоя выходной цепи, то при повышении температуры сильно изменяется ток коллектора Ik. Это можно объяснить тем, что статические характеристики Ik = f(Uб) смещаются в сторону меньших напряжений при повышении температуры. Такое смещение описывается уравнением Эберса-Молла:

,

где UT = kT / e (e — заряд электрона, k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура), а Iнас — зависящий от температуры обратный ток эмиттерного перехода.

2. Исследование схемы с отрицательной обратной связью.

Была собрана схема:

Рабочая точка была установлена такая же, как и в предыдущем случае, для чего было выбрано напряжение питания Ек = - 11 (В.). Измерения тоже были проведены аналогичные. Полученные данные и результаты вычислений сведены в таблицу 2.

Таблица 2.

Т, °С

Iк, мА.

Uкэ, В.

Iб, мкА.

Вст

Ku1

Ku2

Uвых.m, В.

Вд

Rвх, Ом.

20

1,0

-7,2

54

18

103

43

2,4

19

700

35

1,1

-6,8

30

35

91

30

11

500

45

1,2

-6,3

~0

95

31

12

500

В этом случае даже при 50° транзистор был ненасыщен и сигнал, поданный на вход, выходил неискаженным.

При увеличении температуры ток коллектора должен увеличиваться согласно закону Эберса-Молла (см. выше). Для поддержания этого тока постоянным надо уменьшить ток базы. Это уменьшение реализует обратная связь по току, снимаемому с Rэ. При увеличении тока коллектора повышается напряжение на сопротивлении Rэ, т.е. разность напряжений, снимаемых с сопротивлений R2 и Rэ уменьшается, т.е. уменьшается ток базы. Это компенсирует возрастание тока коллектора.

Кроме того, тепловой обратный ток коллекторного перехода Ik(0) увеличивается при росте температуры, а его направление противоположно направлению базового тока, что тоже уменьшает ток базы.