3. Исследование усилительного режима транзисторного каскада

Построим на выходных ВАХ транзистора три нагрузочные прямые по переменному току, соответствующие включенной дополнительной нагрузке RL для трех режимов покоя при U_КЭ1= 2 В, U_КЭ2=5 В, U_КЭ3 = 7 В.

Найдем сопротивление нагрузки транзистора по переменному току:

Используя ВАХ транзистора, определим токи для трех режимов покоя U_КЭ1= 2 В, U_КЭ2=5 В, U_КЭ3 = 7 В.

, при ,

, при ,

, при .

Кроме того, найдем точки с координатами:

При , ,

При , ,

При , .

Рис.5. Нагрузочные прямые по переменному току на выходных ВАХ транзистора.

Соберем схему эксперимента (схема 5).

Схема 5. Схема усилительного каскада ОЭ на биполярном транзисторе.

Установим рабочую точку, инициируя VPS, с координатой U_КЭ2 = 5В, учитывая требуемое значение Supply+₂. На коллектор транзистора включим осциллограф Scope при открытом входе. Установим частоту гармонического сигнала 1 кГц, значение амплитуды 10 мВ. Просмотрим выходной сигнал на экране осциллографа.

Supply+,В	2 В		5 В			7 В
Ток, мА.	Амплитуда	K	Амплитуда	K	Амплитуда		K
10	0,654 c RL	65.4	0,455 c RL	45.5	0,252 c RL		25.2
	0,934	93.4	0,650	65	0,371		37.1
20	1,258 c RL	62.9	0,886 c RL	44.3	0,500 c RL		25
	1,683	84.15	1,273	63.65	0,713		35.65
30	1,708 c RL	56.93	1,294 c RL	43.1	0,716 c RL		23.8
	2,217	73.9	1,860	62	1,041		34.7
40	2,050 c RL	51.25	1,669 c RL	41.72	0,929 c RL		23.22
	2,635	65.8	2,385	59.6	1,341		33.5
50	2,548 c RL	50.96	2,295 c RL	45.9	1,284 c RL		25.6
	3,208	64.16	3,078	61.56	1,854		37.08

Из таблицы видно, что максимальная амплитуда выходного напряжения без нагрузки достигается в рабочей точке с U_кэ = 2 В, а с нагрузкой - в рабочей точке с U_кэ = 5 В.

Стабильная работа каскада без искажений обеспечивается за счет оптимального выбора рабочей точки и обеспечения соответствующего входного напряжения.

Если будут усиливаться однополярные входные сигналы положительной полярности, то целесообразнее взять рабочую точку в режиме покоя при U_КЭ= 2 В, а для входных сигналов с отрицательной полярностью - U_КЭ = 7 В. Так как при увеличении входного сигнала произойдёт в первом случае сначала ограничение отрицательной полуволны, а во втором – положительной.