- •Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
- •Введение
- •1. Лабораторная работа № 1 Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Указания по подготовке к лабораторной работе
- •1.3. Основные теоретические сведения
- •1.3.1. Транзистор
- •1.3.2. Эквивалентные схемы биполярного транзистора
- •1.3.3. Расчет h-параметров транзистора по его статическим характеристикам для схемы оэ
- •1.4. Описание лабораторной установки. Общее задание на выполнение лабораторной работы
- •1.4.1. Описание лабораторной установки
- •1.4.2. Общее задание на выполнение лабораторной работы
- •1.5. Порядок проведения работы
- •1.6. Обработка экспериментальных данных
- •1.7. Выводы по работе
- •1.8. Указания по оформлению отчёта
- •1.9. Вопросы для самопроверки
- •2. Лабораторная работа № 2
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Указания по подготовке к лабораторной работе
- •2.3. Основные теоретические сведения
- •2.3.1. Выпрямительные диоды и стабилитроны
- •2.4. Порядок проведения работы
- •2.4.1. Установка прибора в нуль
- •2.4.2. Проведение измерений
- •2.4.2.1. Измерение параметров транзисторов
- •2.4.2.1.2. Измерение выходной проводимости транзистора:
- •2.4.2.1.3. Измерение коэффициента передачи тока транзистора:
- •2.4.2.1.4. Измерение обратного тока коллектора транзистора:
- •2.4.2.2. Измерение параметров диодов
- •2.4.2.2.1. Измерение обратного тока диода ir:
- •2.4.2.2.2. Измерение прямого напряжения диода:
- •2.4.2.3. Измерение параметров стабилитрона
- •2.4.2.3.1. Измерение напряжения стабилизации:
- •2.4.3. Общее задание на выполнение лабораторной работы
- •2.5. Вопросы для самопроверки
- •3. Лабораторная работа № 3
- •3.3.2. Каскад с общим эмиттером
- •3.3.3. Каскад с общим коллектором
- •3.4. Описание лабораторной установки
- •3.5. Общее задание на выполнение лабораторной работы
- •3.6. Порядок проведения работы
- •3.6.1. Каскад с общим эмиттером
- •3.6.2. Каскад с общим коллектором
- •3.7. Вопросы для самопроверки
- •4. Лабораторная работа № 4
- •4.3.2. Каскад на полевом транзисторе
- •4.4. Описание лабораторной установки
- •4.5. Общее задание на выполнение лабораторной работы
- •4.6. Порядок проведения работы
- •4.6.1. Каскад с общей базой
- •4.6.2. Каскад с общим истоком
- •4.6.3. Каскад с общим стоком
- •4.7. Вопросы для самопроверки
- •Список литературы
- •Содержание
4.3.2. Каскад на полевом транзисторе
Недостатками усилительных каскадов с применением биполярных транзисторов являются:
1) относительно малое входное сопротивление, что не позволяет применять их в схемах с высокоомными источниками сигнала;
2) сильная зависимость характеристик от температуры.
В значительной мере недостатков биполярных транзисторов лишён полевой транзистор. В усилительных каскадах полевой транзистор может быть включен по схеме с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) или общим затвором (ОЗ). Чаще всего используется схема с общим истоком, поскольку она даёт усиление по току, напряжению и наибольшее усиление по мощности. Схема каскада ОИ приведена на лицевой панели лабораторной установки. Входной сигнал подаётся между затвором и общей шиной. Выходным напряжением является переменное напряжение между стоком и общей шиной. Назначение конденсаторов итакое же, как и в схемах на биполярных транзисторах. Входной управляющей величиной в полевом транзисторе является напряжение между затвором и истоком. При изменении этого напряжения изменяются ток в цепи стока и напряжение на резисторе, а, следовательно, и на транзисторе.
В схеме резисторы иобеспечивают режим покоя каскада. Кроме того, резисторстабилизирует режим покоя аналогично резисторув каскаде ОЭ. Через резисторна затвор подаётся необходимое напряжение покоя, которое определяется падением напряжения на резистореот тока стока:. Сопротивление резисторадолжно быть в несколько раз меньше внутреннего сопротивления промежутка исток – затвор для того, чтобы исключить влияние температуры на входной ток каскада. Поскольку промежуток исток – затвор являетсяp-n-переходом, включенным в обратном направлении, и его сопротивление очень велико, сопротивление может составлять 0,1÷ 0,5 МОм.
Выходные характеристики для каскада с общим истоком можно найти графически, подобно тому, как это делается для каскада на биполярных транзисторах. На рис. 4.2 приведены выходные характеристики полевого транзистора, дающие зависимость тока стока от напряжения сток – исток: при заданном значении напряжения затвор – исток. Ток стока и напряжение сток – исток в режиме покоя зависят от сопротивленийи.
При наличии переменного сигнала на входе каскада ток стока изменяется. Это приводит к изменению напряжения сток – исток за счёт изменения падения напряжения на резисторе . Для обеспечения неискажённой формы выходного напряженияизменение мгновенных значений тока стока должно ограничиваться участком линии нагрузки по переменному току, пересекающим линейные участки выходных характеристик транзистора, расположенные на равных расстояниях при равных изменениях напряжения на затворе (см. рис. 4.2).
Рис. 4.2. Выходные характеристики полевого транзистора и линии нагрузки |
Рис. 4.3. Эквивалентная схема каскада ОИ на полевом транзисторе |
Для расчёта каскада по переменному току применяется эквивалентная схема, приведенная на рис. 4.3. Входное сопротивление каскада . Из эквивалентной схемы рис. 4.3 получаем выражения для коэффициента усиления по напряжению и выходного сопротивления каскада:
. |
(4.6) |
. |
(4.7) |
Дифференциальная крутизна стокозатворной характеристики
. |
(4.8) |
Вследствие большого входного сопротивления каскады на полевых транзисторах часто применяются как входные каскады в многокаскадных усилителях на биполярных транзисторах.