labs / lab4
.docxСанкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Лабораторная работа № 4
«Исследование одиночного усилительного каскада на биполярном транзисторе»
Группа 3213
Выполнил:
Синицын Р.
Преподаватель:
Олехнович Р.О.
Санкт-Петербург
2012
Цель работы: исследование одиночного усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме с общим эмиттером (ОЭ). Усилительный каскад предназначен для преобразования синусоидального входного напряжения в синусоидальное выходное напряжение большей амплитуды.
1.1 Схема
1.2 Зависимость относительного коэффициента усиления по напряжению Ku от значения нагрузки Rн
|
Rн, кОм |
Uвых, мВ |
Ec, мВ |
Uвх, мВ |
Ku |
Kскв |
|
0,51 |
318,7 |
10 |
5 |
63,74 |
31,87 |
|
1,2 |
612,1 |
10 |
5 |
122,42 |
61,21 |
|
2,4 |
943 |
10 |
5 |
188,60 |
94,3 |
|
5,1 |
1300 |
10 |
5 |
260,00 |
130 |
|
10 |
1500 |
10 |
5 |
300,00 |
150 |
|
20 |
1600 |
10 |
5 |
320,00 |
160 |
|
100 |
1900 |
10 |
5 |
380,00 |
190 |
|
1000 |
2000 |
10 |
5 |
400,00 |
200 |
1.3 Амплитудно-частотная характеристика усилительного каскада
Rн=10кОм; Ku=Uвых/Ec; Ku [дБ]=20lg(Ku)
|
F, кГц |
0,016 |
0,032 |
0,064 |
0,128 |
0,25 |
0,5 |
1 |
32 |
64 |
128 |
256 |
512 |
|
Uвых, мВ |
175,1 |
348,3 |
652,2 |
1100 |
1400 |
1500 |
1600 |
1600 |
1500 |
1300 |
1000 |
607 |
|
Ec, мВ |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Uвх, мВ |
8,9 |
8,6 |
8,2 |
7,3 |
6,2 |
5,5 |
5,1 |
4,9 |
4,6 |
4,2 |
3,2 |
1,9 |
|
Ku |
19,67 |
40,50 |
79,54 |
150,6 |
225,8 |
272,7 |
313,7 |
326,5 |
326,0 |
309,5 |
312,5 |
319,4 |
|
Ku (дб) |
25,88 |
32,15 |
38,01 |
43,56 |
47,07 |
48,71 |
49,93 |
50,28 |
50,27 |
49,81 |
49,90 |
50,09 |
|
Кскв |
17,51 |
34,83 |
65,22 |
110 |
140 |
150 |
160 |
160 |
150 |
130 |
100 |
60,7 |
|
Кскв (дб) |
24,87 |
30,84 |
36,29 |
40,83 |
42,92 |
43,52 |
44,08 |
44,08 |
43,52 |
42,28 |
40,00 |
35,66 |
1.4 Фазо-частотная характеристика усилительного каскада
Rн=10
кОм; 
;
T=1/F
|
F, кГц |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
5 |
10 |
40 |
100 |
500 |
1000 |
|
T, мс |
10 |
5 |
2 |
1 |
0,2 |
0,1 |
0,025 |
0,01 |
0,002 |
0,001 |
|
∆T, мс |
3,1 |
1,8 |
0,8 |
0,5 |
0,1 |
0,05 |
0,0125 |
0,005 |
0,001 |
0,0005 |
|
φ |
111,6 |
129,6 |
144 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
1.5 Амплитудная характеристика усилительного каскада
Rн=10 кОм; F=5 кГц
|
Ec, мВ |
10 |
20 |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
|
+Uвых, В |
1,5 |
2,9 |
6,2 |
7,5 |
8,2 |
8,7 |
8,8 |
|
-Uвых, В |
1,6 |
3,2 |
6,3 |
6,3 |
6,4 |
6,4 |
6,5 |
2.1 Усилительный каскад на основе БТ в схеме с общей базой
2.2 Зависимость коэффициента усиления по напряжению КU и сквозного коэффициента усиления Кскв от RH
|
Rн, кОм |
Uвых, В |
Uвх, В |
U'вх, мВ |
Ku |
Kскв |
|
0,51 |
0,385 |
0,1 |
8,4 |
45,83 |
3,85 |
|
1,2 |
0,726 |
0,1 |
8,4 |
86,43 |
7,26 |
|
2,4 |
1,1 |
0,1 |
8,4 |
130,95 |
11,00 |
|
5,1 |
1,5 |
0,1 |
8,4 |
178,57 |
15,00 |
|
10 |
1,8 |
0,1 |
8,4 |
214,29 |
18,00 |
|
20 |
1,9 |
0,1 |
8,4 |
226,19 |
19,00 |
|
100 |
2,1 |
0,1 |
8,4 |
250,00 |
21,00 |
|
510 |
2,2 |
0,1 |
8,4 |
261,90 |
22,00 |
|
1000 |
2,2 |
0,1 |
8,4 |
261,90 |
22,00 |
2.3 АЧХ усилительного каскада при RH=10 кОм
|
F, кГц |
0,06 |
0,12 |
0,25 |
0,5 |
1 |
10 |
100 |
2000 |
5000 |
20000 |
50000 |
100000 |
|
Uвых, В |
0,352 |
0,667 |
1,1 |
1,5 |
1,7 |
1,7 |
1,8 |
1,8 |
1,7 |
1,4 |
0,824 |
0,436 |
|
Uвх',mB |
98,1 |
93 |
79 |
54 |
31 |
9,6 |
6,5 |
6,2 |
6,2 |
6,1 |
5,9 |
5,5 |
|
Uвх, В |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
Ku |
3,59 |
7,17 |
13,92 |
27,78 |
54,84 |
177,08 |
276,92 |
290,32 |
274,19 |
229,51 |
139,66 |
79,27 |
|
Ku(дб) |
11,10 |
17,11 |
22,88 |
28,87 |
34,78 |
44,96 |
48,85 |
49,26 |
48,76 |
47,22 |
42,90 |
37,98 |
|
Кскв |
3,52 |
6,67 |
11 |
15 |
17 |
17 |
18 |
18 |
17 |
14 |
8,24 |
4,36 |
|
Кскв (дб) |
10,93 |
16,48 |
20,83 |
23,52 |
24,61 |
24,61 |
25,11 |
25,11 |
24,61 |
22,92 |
18,32 |
12,79 |
2.4 ФЧХ усилительного каскада при RH=10 кОм и Uвх=0,1 В
|
F, кГц |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
5 |
10 |
100 |
1000 |
5000 |
10000 |
20000 |
|
T, мс |
10 |
5 |
2 |
1 |
0,2 |
0,1 |
0,01 |
0,001 |
0,0002 |
0,0001 |
0,00005 |
|
∆T, мс |
2,5 |
1,25 |
0,5 |
0,25 |
0,025 |
0,01 |
0 |
0 |
0 |
-0,000006 |
-0,000005 |
|
φ |
90 |
90 |
90 |
90 |
45 |
36 |
0 |
0 |
0 |
-21,60 |
-36,00 |
2.5 Амплитудная характеристика усилительного каскада
|
Uвх, В |
0,025 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
|
+Uвых, В |
0,426 |
0,888 |
1,8 |
3,5 |
8,4 |
9,7 |
10,1 |
10,2 |
10,1 |
10 |
|
-Uвых, В |
0,459 |
0,89 |
1,8 |
3,6 |
8,9 |
10 |
10,1 |
10,1 |
10,1 |
10,2 |
Вывод: