Порядок виконання роботи

1. Синтизувати схему підсилювального каскаду(СВ) рис.5, за допомогою системи схемотехнічного моделювання Micro-Cap8(MC8). Використати МДН-транзистор з індукованим каналом n-типу, марки IRF024, батареї V1=3,8В і V3=30В, а також джерело напруги V2, яке генерує синусоїдальний сигнал з амплітудою 0,5В і частотою 50Гц. .

2. Провести аналіз перехідних процесів: залежність амплітуди вхідного(v(6)) і вихідного(v(5)) сигналів див. рис.5. По отриманих значеннях амплітуди розрахувати K_u.

3. Зняти амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики підсилювального каскаду для включення з спільним витоком.

4. Визначити коефіцієнт підсилення по напрузі та смугу пропускання підсилювального каскаду(СВ) на основі отриманих АЧХ.

5. Дослідити вплив пасивних елементів - С₁, С₂, R_n підсилювального каскаду (див. рис.5) на АЧХ та смугу пропускання.

6. Повторити пункти 1-5 для підсилювального каскаду з спільним стоком(рис.6 ).

Рис.5. Підсилювальний каскад на польовому транзисторі(СВ) .

Рис.6. Підсилювальний каскад(СС) на польовому транзисторі.

Методичні вказівки

Вибір польового транзистора проводимо відриваючи вікно Компоненты. За допомогою інструментів Компоненты можна вибрати світові аналоги у розділі Analog Primitives /Active Devices або вітчизняні Russian Analog рис.7. Для синтезу запропонованих схем рис.5 і 6 вибираємо МДН-транзистор з індукованим каналом n-типу(DNMOS). Тепер зображення транзистора можна розмістити у будь-якому місці на схемі. Як тільки транзистор розміщений і Ви не фіксуєте його кнопкою мишки, то відкривається вікно рис.8 у якому задають тип транзистора, наприклад марки IRF024. Після фіксації кнопкою ОК транзистор набуває властивостей описаних у моделі.

Проведемо аналіз вхідних та вихідних характеристик для цього виберемо з меню команд Анализ/Переходные процессы. Задамо параметри аналізу , де діапазон часу – 0.1с(оскільки частота сигналу 50Гц, то на екрані буде відображено 5 коливань -0.1*50=5), по осі Х(XExpression) задаємо час Т, по осі Y(YExpression) задаємо номери вузлів у яких ми хочемо отримати значення величини сигналу в вольтах(наприклад v(6) і v(5)для схеми СВ або v(5) і v(4)для схеми СС).Мінімальні та максимальні значення величин по осях X таY(XRange та YRange) при першому запуску рекомендується встановити Auto, оскільки нам невідомо верхня межа значень напруги у заданих вузлах.

Рис.7. Вікно вибору типу транзистора.

Рис.8. Вікно вибору марки транзистора.

Після натискання кнопки Запуск ми отримаємо на екрані віртуальні залежності напруги від часу в заданих вузлах схеми.

Якщо в меню команд вибрати Анализ/Частотные характеристики то отримаємо АЧХ та ФЧХ досліджуваного підсилювального каскаду. Після вибору Частотные характеристики відкривається вікно у якому задаються параметри моделювання характеристик.

Діапазон частот – верхня 10¹⁰ Гц і нижня 1 Гц межі, температура 27^○ . По осі Х задаємо частоту, по осі Y K_u=v(5)/v(6)(рис.5) та фазу напруги в вузлі 5(вихідна напруга), максимальні та мінімальні значення – Auto. Після натискання клавіші Запуск на екрані отримаємо осцилограми АЧХ та ФЧХ досліджуваного підсилювача.

ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт про пророблену роботу повинен містити:

1. Точну назву і мету роботи.

2. Схему транзисторного каскаду із СВ, СС з короткою характеристикою елементів, які входять в неї.

3. Графіки залежностей вхідного та вихідного сигналів.

4. Осцилограми АЧХ та ФЧХ і коефіцієнти підсилення по напрузі для різних схем включення.

5. Короткі висновки: які K_u і K_і для різних схем включення, доцільність використання підсилювальних каскадів в залежності від K_u , вплив зміни С₁, С₂, R_n на АЧХ.

Контрольні запитання та завдання

1. У чому полягає основна різниця у роботі біполярного та польового транзистора?

2. Що таке канал і для чого він використовується ?

3. Як називаються електроди польового транзистора ?

4. Як позначається на схемі МДН-транзистор з індукованим каналом. Вказати електроди?

5. Намалюйте схему підсилювального каскаду з СВ.

6. Яке призначення конденсаторів С₁ та С₂ у схемі з СВ?

7. Яку роль виконують резистори R₁,R₂ у схемі з СВ?

8. Намалюйте схему підсилювального каскаду з СС?

9. Чому схему з СС називають витоковим повторювачем?

10. Як впливає збільшення(зменшення) конденсаторів С₁ та С₂ на АЧХ і смугу пропускання?