![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Лабораторная работа №201 Исследование характеристик полупроводниковых диодов
- •Порядок выполнения
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Электронно- дырочный переход и его применение Электронно-дырочный переход и его вольт-амперная характеристика
- •Полупроводниковые диоды и их характеристики
- •Выпрямительные диоды
- •Импульсные диоды
- •Высокочастотные диоды
- •Туннельные диоды
- •Варикапы
- •Светодиоды
- •Фотодиоды
- •Оптопары
- •Магнитодиоды
- •1. Исследование статических характеристик транзистора,
- •2. Исследование усилительных свойств транзистора
- •3.Экспериментальное исследование усилителя
- •4. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Виртуальный эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование статических характеристик транзистора,
- •2. Исследование усилительных свойств транзистора
- •3. Исследование усилителя с емкостной связью по схеме с оэ
- •4. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Биполярный транзистор Структура, принцип действия, статические характеристики
- •Графический анализ процесса усиления электрического сигнала на биполярном транзисторе
- •Эквивалентные схемы биполярного транзистора
- •Частотные свойства транзистора
- •Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ
- •Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Полевые транзисторы
- •Полевые транзисторы с управляющим - переходом
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Дифференциальные параметры и эквивалентная схема полевого транзистора
- •Усилительные свойства полевых транзисторов
- •3. Определение дифференциального коэффициента усиления
- •4. Измерение входного сопротивления
- •5. Измерение выходного сопротивления
- •6. Исследование амплитудно-частотной и фазовой характеристик оу
- •7. Исследование переходной характеристики
- •Расчетное задание
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •2. Определение напряжения смещения нуля операционного усилителя
- •3. Измерение входных токов смещения и разности
- •4. Определение значения входного сопротивления оу
- •5. Определение значения выходного сопротивления оу
- •6. Измерение коэффициента ослабления синфазного сигнала
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Общие сведения об операционных усилителях
- •Основные параметры операционных усилителей
- •Основные характеристики операционного усилителя
- •Параметры операционных усилителей 140уд7 и 140уд8
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Усилители постоянного и переменного напряжения
- •Идеальный операционный усилитель
- •Инвертирующий усилитель постоянного тока
- •Усилитель с емкостной связью
- •Сведения о конденсаторах и резисторах широкого применения
- •2. Исследование генератора с фазовращающей цепью
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование генератора с цепью нулевого фазового сдвига
- •2. Исследование генератора с фазовращающей цепью
- •Генератор с цепью нулевого фазового сдвига
- •Генератор с фазосдвигающей цепью
- •1. Исследовать работу компаратора
- •2. Исследование работы триггера Шмидта
- •3. Исследование работы симметричного мультивибратора
- •4. Исследование работы несимметричного мультивибратора
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Виртуальный эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование работы компаратора
- •2. Исследование работы триггера Шмидта
- •3. Исследование работы симметричного мультивибратора
- •4. Исследование работы несимметричного мультивибратора
- •5. Исследование одновибратора
- •6. Исследование схемы генератора линейно изменяющихся напряжений
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Импульсные схемы на операционных усилителях
- •Компараторы
- •Триггер Шмидта
- •Мультивибратор на основе оу
- •Одновибратор
- •Генераторы линейно изменяющегося напряжения
Графический анализ процесса усиления электрического сигнала на биполярном транзисторе
Самый распространенный процесс в электронике – это усиление электрических сигналов. Принцип усиления заключается в том, что с помощью маломощного источника входного сигнала производится управление мощным источником энергии, источником питания.
Рассмотрим пример реализации этого принципа на транзисторе, который включен по схеме с общим эмиттером (рис.15).
Рис.15. Схема усилителя на транзисторе с ОЭ
В этой схеме:
-
источник коллекторного питания - это
достаточно мощный источник, энергия
которого используется в процессе
усиления;
- сопротивление коллекторной нагрузки, служит для преобразования изменения тока в цепи коллектора в изменение напряжения на коллекторе;
-
напряжение смещения – это постоянное
напряжение, которое подключено к
эмиттерному переходу в прямом направлении
и поддерживает переход в открытом
состоянии;
-
источник входного сигнала, который
достаточно часто имеет синусоидальную
форму
.
Графический анализ процесса усиления часто разбивается на два этапа:
первый
– статический режим, в схеме действуют
только постоянные напряжения
=0
Такой режим также называют режимом
покоя, в этом режиме определяют постоянные
составляющие напряжений и токов. Второй
- динамический
≠0,
в этом режиме определяют переменные
составляющие напряжений и токов.
Режим покоя. На входной характеристике (рис.16) откладывают напряжение смещения , оно задает напряжения база-эмиттер покоя и рабочей точки , и находят ток базы покоя
Рис.16. К графическому определению входных токов и напряжений
Для
нахождения
и
на выходных характеристиках строят
нагрузочную прямую, отображающую
свойства резистора
.
Как следует из схемы (рис.15), можно составить уравнение
,
и привести его к виду
.
Последнее выражение называют уравнением нагрузочной прямой, её строят в семействе выходных характеристик (рис.17) по двум точкам.
Рис.17. К графическому определению выходных токов и напряжений
В
точке
,
;
в точке
,
.
Пересечение
нагрузочной прямой со статическими
характеристиками дает множество решений,
выбираем одно из них, соответствующее,
найденному ранее току покоя
.
Режим покоя, таким образом, определяется
координатами точки
,
которая называется точкой покоя. Точка
покоя обычно выбирается в середине
участка
.
Динамический
режим. Пусть
на базу относительно эмиттера подается
переменное напряжение синусоидальной
формы с амплитудой
(рис.7), изменяющее положение рабочей
точки. При положительной полуволне
синусоидального напряжения рабочая
точка по входной характеристике
сдвигается вверх, к максимуму напряжения;
при отрицательной полуволне рабочая
точка сдвигается вниз, к минимуму
напряжения. В результате ток базы
изменяется с амплитудой
.
Изменение тока базы вызывает изменение
положения рабочей точки на выходных
характеристиках. При положительной
полуволне входного напряжения она
сдвигается вверх, а при отрицательной
полуволне - сдвигается вниз. При этом,
ток коллектора изменяется с амплитудой
,
а напряжение - с амплитудой
,
причем напряжение на коллекторе находится
в противофазе с напряжением на базе.
Если амплитуда входного сигнала такова,
что колебания рабочей точки не выходят
за пределы рабочего участка
,
то связь между переменными составляющими
токов и напряжений линейна. Такой режим
называют линейным или режимом класса
А.
Определив с помощью графических построений амплитуды входных и выходных сигналов, можно рассчитать основные параметры усилителя:
коэффициент
усиления по напряжению
,
коэффициент
усиления по току
,
коэффициент
усиления по мощности
,
входное
сопротивление транзистора
,
выходное
сопротивление
,
коэффициент
полезного действия
,
где
- мощность потребляемая от источника
питания.
Из
проведенного анализа следует, что
усиление электрических сигналов
происходит за счет преобразования
мощности источника постоянного тока
в мощность переменного тока
,
выделяемую в нагрузке. При этом КПД
оказывается не очень высоким. В пределе
,
,
следовательно,
.
Поэтому рассмотренный режим класса А
применяют, в основном, в маломощных
усилителях, где потери мощности,
расходуемой на нагрев транзистора и
резистора
,
невелики. В мощных усилителях применяют
иные режимы работы транзистора и более
сложные схемы, обеспечивающие получение
более высокого
КПД.