Министерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Национальный исследовательский томский
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИШЭ
13.03.02. «Электроэнергетика и электротехника»
Лабораторная работа №5
«Исследование усилительных каскадов на биполярных транзисторах»
По дисциплине: Электроника 1.1
Исполнитель:
Студент группы 4Т61 Кошкин Д.Р. 16 апреля 2018 г.
Руководитель:
Преподаватель Паюк Л.А.
Томск – 2018
Цель работы: изучение основных свойств усилительных каскадов на биполярных транзисторах, определение их входных и выходных сопротивлений.
Оборудование: лабораторный стенд, мультиметры, осциллограф, конденсаторы, резисторы, потенциометр, диод КД226, соединительные провода.
Исследуемые схемы:
Рисунок
1 – Схема включения биполярного
транзистора с общим эмиттером
Рисунок
2 – Схема включения биполярного
транзистора с общим коллектором
Рисунок
3 – Схема включения биполярного
транзистора с общей базой
Результаты исследований:
Таблица 1
|
|
Схема с ОЭ |
Схема с ОК |
Схема с ОБ |
|
Uвх, В |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
|
Uвых, В |
0,93 |
3,2 |
3,75 |
|
URГ, В |
0,029 |
0,04 |
0,014 |
|
URH,В |
0,77 |
0,7 |
0,83 |
|
Uвых1, В |
1,6 |
1,1 |
0,83 |
|
Uвых2, В |
1,7 |
3,1 |
0,83 |
|
Iвх, мА |
0,029 |
0,04 |
1,4 |
|
Iвых, мА |
2,3 |
2,1 |
2,5 |
|
KU |
32,1 |
3,04 |
3,6 |
|
KI |
79,3 |
52,5 |
1,8 |
|
KP |
2545,53 |
159,6 |
6,48 |
|
Rвых, кОм |
138,2 Ом |
1,5 |
1,20 |
|
Rвх, кОм |
2,2 |
26,25 |
742,8 Ом |
Расчеты
Схема с ОЭ:
мА;
мА;
;
;
;
Ом;
кОм.
Схема с ОК:
мА;
мА;
;
;
;
кОм;
кОм.
Схема с ОБ:
мА;
мА;
;
;
;
Ом;
кОм.
Осциллограммы
Рисунок
4 – Осциллограмма входного и выходного
сигнала для схемы с общим эмиттером
Рисунок 5 – Схема входного и выходного
сигнала схемы с общим коллектором
Рисунок 6 – Осциллограмма входного
и выходного сигнала для схемы с общей
базой
Вывод: Нами были рассмотрены три схемы включения биполярного транзистора: с общим эмиттером, общим коллектором и общей базой.
-
Схема с общим эмиттером
Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, усиливает ток базы в десятки – сотни раз. Усиление по напряжению в данной схеме остается таким же, как в схеме с ОБ. Поэтому усиление по мощности в схеме с ОЭ значительно больше, чем в схеме с ОБ. Также мы получили большее, чем у схемы с общей базой входное сопротивление. Как видно из осциллограммы мы наблюдаем эмиттерное повторение, которое характеризуется высоким усилением по току и коэффициентом передачи по напряжению, близким к единице.
-
Схема с общим коллектором
В схеме с ОК коллектор является общей точкой входа и выхода, поскольку источники питания всегда шунтированы конденсаторами большой емкости и для переменного тока могут считаться короткозамкнутыми. Как мы выяснили особенностью этой схемы является то, что входное напряжение полностью передается обратно на вход, то есть очень сильна отрицательная обратная связь. Схема с общим коллектором дает усиление по току и мощности, но не дает усиление по напряжению. Имеет высокое входное сопротивление и наименьшее выходное.
-
Схема с общей базой
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и составляет десятки Ом, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора. Схема с ОБ имеет меньшее усиление по мощности и меньшее входное сопротивление, а также лучшие температурные свойства.
Ответы на контрольные вопросы: