- •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
3. Определение дифференциального коэффициента усиления
Коэффициент усиления ОУ определяется на линейной части амплитудной характеристики как .
4. Измерение входного сопротивления
На рабочем поле EWB составить измерительную схему (рис.3).
Рис.3. Схема для измерения входного сопротивления
К инвертирующему входу подключить генератор синусоидального напряжения и установить напряжение, соответствующее линейной части амплитудной характеристики. Измерить переменное напряжение между входами . Рассчитать входное сопротивление , учитывая, что образует с резистором (1МОм) делитель напряжения, т.е. измерительную схему можно представить в виде, показанном на рис.4.
Рис.4. Схема для расчета входного сопротивления усилителя
5. Измерение выходного сопротивления
На рабочем поле EWB составить измерительную схему (рис.5).
Рис.5. Схема для измерения выходного сопротивления
Установить переменное входное напряжение, соответствующее линейному режиму работы ОУ. Клавишей пробел отключить нагрузку и измерить напряжение на выходе в режиме холостого хода , затем подключить нагрузку и измерить напряжение на выходе нагруженного усилителя . Рассчитать выходное сопротивление ОУ как элемент делителя, образованного выходным сопротивлением и нагрузкой, т.е. измерительную схему можно представить в виде, показанном на рис.6.
Рис.6. Схема для расчета выходного сопротивления усилителя
6. Исследование амплитудно-частотной и фазовой характеристик оу
Снятие амплитудно-частотной (АЧХ) и фазовой (ФХ) характеристик ОУ производится по схеме рис.7
Рис.7. Схема для снятия амплитудно-частотной характеристики усилителя
Определить коэффициент усиления для низкой частоты 1 Гц. Задать переменное напряжение на входе порядка 10-100 мкВ частотой 1 Гц и измерить напряжение на выходе, рассчитать коэффициент усиления ОУ, сравнить результат с полученным ранее результатом в пункте 4. Увеличить частоту генератора в 100 раз, и вновь измерить и рассчитать . Убедиться, что с ростом частоты уменьшается. При построении АЧХ обычно пользуются логарифмическим масштабом, т.е. строят ЛАЧХ, при этом выражают в децибелах. Выразите полученные значения в децибелах.
Программа EWB обладает весьма развитой системой анализа электронных схем, которая, в том числе, позволяет автоматизировать процесс получения ЛАЧХ и ФХ. Первоначально следует обозначить номера узлов (node) в верхней строке меню Circuit, Schematic Options, show nodes. На схеме появятся номера узлов. Далее следует Analysis, AC Frequency, FSTART – 1Hz, FSTOP – 10MHz; swept type – Decade; Number of points –100; Vertical scale – decibel; Node for analysis – установить номер выходного узла, который вы увидите на вашей схеме; Simulate.
Полученные ЛАЧХ и ФХ увеличить до полного экрана, затем с помощью переключателей курсора и сетки (Toggle Cursors, Toggle Grid) установить курсор и сетку на поле рисунка. С помощью курсора найти верхнюю частоту среза , как частоту, на которой уменьшается на 3.01dB от своего максимального значения. На этой частоте найти фазовый сдвиг . По ЛАЧХ найти частоту единичного усиления .
7. Исследование переходной характеристики
Для получения переходной характеристики, отражающей изменение выходного напряжения под действием прямоугольного импульса на входе, следует собрать схему рис.8.
Рис.8. Схема для исследования переходных процессов в ОУ
Переходную характеристику можно построить, используя аналитические возможности программы. Путь запуска программы анализа переходных процессов: Analysis, Transient, TSTART, TSTOP, Simulate. Увеличить изображение, установить сетку и курсоры, определить время прохождения характеристики между точками, соответствующими напряжениям 5 и 10 В.
Рассчитать скорость изменения выходного напряжения .