Лабораторная работа 5 / Пташник ECMST_lab5_01
.pdfСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №5 Эмиттерный повторитель
Выполнили студенты группы 4221: |
Пташник С. В. |
|
Стрельченко Ю. П. |
Преподаватель: |
Аничкова Н. С. |
Санкт-Петербург
2007
Эмиттерный повторитель
Цель работы: определение коэффициента передачи (по напряжению) эмиттерного повторителя, определение статического и динамического входных сопротивлений схемы в рабочей точке.
1Схема лабораторного стенда
Исследованная схема (эмиттерный повторитель) приведена на рис. 1.
R1 |
7.977m |
11.013m |
|
3k |
|||
3:18 |
V1 |
||
3.04m |
1:0 |
|
|
2:8.88 |
79.769u |
Q1 |
|
C1 |
|
|||
|
|
R2 |
2.96m |
|
|
V0 |
|
2u |
4:8.053 |
||
|
3k |
Re |
|||
0 |
|
||||
|
|
|
1k |
8.057m |
Рис. 1. Эмиттерный повторитель
2Расчет схемы по постоянному току
Имеем:
I1R1 + I2R2 = 18 В
I2R2 = Uбэ + IэRэ
I1 = I2 + Iб
Где |
|
R1 = 3 кΩ |
|
R2 = R1 |
|
Rэ = 1 кΩ |
|
Uбэ = 0.75 В |
|
Расчет дает: |
|
I1 = 3 мА |
U1 = I2R2 = 9 В |
I2 = 2.917 мА |
U2 = I2R2 = 8.75 В |
Iб = 83 µА |
|
Iэ = (β + 1)Iб = 8.38 мА |
Uэ = IэRэ = 8.4 В |
Автоматический расчет схемы по постоянному току, выполненный в программе Micro-Cap 7.0 Evaluation (см. рис. 1), дает близкие к теоретическим значения.
3Определение коэффициента передачи
Рассмотрим временные зависимости напряжения на базе и на эммиттере при воздействии на вход схемы синусоидальным сигналом с амплитудой 2 В и частотой 1 МГц. Графики означенных зависимостей за три периода представлены на рис. ??.
2
12.00 |
|
|
|
|
|
|
|
10.50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.100u, |
.056 |
|
|
|
|
|
9.00 |
0.000u,8.880 |
|
|
|
|
|
|
7.50 |
|
|
|
|
|
|
|
6.00 |
0.00u |
0.60u |
1.20u |
1.80u |
2.40u |
3.00u |
|
|
|
|
|
Left |
Right |
Delta |
Slope |
|
vb(Q1) |
|
8.880 |
10.056 |
1.176 |
1.176E07 |
|
|
ve(Q1) |
|
8.053 |
9.225 |
1.172 |
1.172E07 |
|
|
T |
|
|
0.000u |
0.100u |
0.100u |
1.000E00 |
|
|
Рис. 2. Временные´ зависимости напряжения на базе и на эмиттере |
|
||||
Измерение по графику дает:
Umэ = 4 В
Umб = 3.987 В
KU = 1.003
Можно считать, что KU ≈ 1. Таким образом, эмиттерный повторитель оправдывает свое название, повторяя на выходе (Rэ) входное напряжение.
4Определение входного сопротивления
4.1Теоретический расчет
Впредположении, что rбэ мало, мы можем считать, что
Rвх ≈ Rэ = 1 кΩ
Динамическое входное сопротивление можно определить из соотношения
α =
Rэ
Rэ
Rбэ + β + 1
где α = 0.99 — коэффициент передачи тока эмиттера, β ≈ 100 — коэффициент усиления тока базы.
Получаем Rбэ ≈ 1000.2 Ω.
3
4.2 Расчет по результатам моделирования |
|
|
|||||
Статическое входное сопротивление эмиттерного повторителя можно определить |
|||||||
как |
|
|
Uб |
8.88 В |
|
|
|
|
|
|
≈ 111.321 кΩ |
|
|
||
|
|
Rвх = |
Iб = |
79.769 µА |
|
|
|
Динамическое входное сопротивление можно определить как отношение прираще- |
|||||||
ний напряжения и тока базы за короткий промежуток времени. Для этого построим |
|||||||
временную зависимость тока базы (рис. 3) и определим по ней приращение тока за пе- |
|||||||
риод t = 0 . . . 0.1 µс. Аналогично измерим приращение напряжения на базе за тот же |
|||||||
период (рис. 3). |
|
|
|
|
|
|
|
110.0u |
|
|
|
|
|
|
|
100.0u |
|
|
|
|
|
|
|
90.00u |
0.100u,91.332u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80.00u |
0.000u,79.769u |
|
|
|
|
|
|
70.00u |
|
|
|
|
|
|
|
60.00u |
|
|
|
|
|
|
|
50.00u |
0.00u |
0.60u |
1.20u |
1.80u |
2.40u |
3.00u |
|
|
|
|
Left |
|
Right |
Delta |
Slope |
|
ib(Q1) |
|
79.769u |
|
91.332u |
11.563u |
1.156E02 |
|
T |
|
0.000u |
|
0.100u |
0.100u |
1.000E00 |
|
|
Рис. 3. Временн´ая зависимость тока базы |
|
||||
Получим:
Rвх = |
Uб |
= |
1.176 В |
≈ 100.918 кΩ |
Iб |
11.653 µА |
4