2 Описание стенда и методические указания по измерениям

На рисунке 4.4 показана мнемосхема лабораторного испытательного стенда. Напряжение +5В подается на стенд через штепсельный разъем для питания затворной цепи. Величина U_3И регулируется изменением резистора R2 входного делителя напряжения R1-R2 и измеряется вольтметром V₁, в качестве которого используется электронный вольтметр В27-А/1. Встречно-параллельный диоды VD1, VD2 защищают затворную цепь от перенапряжений. Напряжение U_C_И подается от регулируемого источника напряжения (РИН), встроенного в стенд. Для питания РИН служит напряжения - 15В, подаваемое через штепсельный разъем. Переменное напряжение сигнала подается от генератора звуковой частоты ЗГ.

Дифференциальный коэффициент усиления М измеряется в области низких частот путем замены в (4.11) дифференциалов dU_C_И, dU_3И, dl_c на достаточно малые амплитуды переменных токов и напряжений U_m._C_И, U_m._3И, I_m._c ^Bустановившемся (квазистационарном) режиме [4]:

(4.16)

Частота сигнала f выбирается порядка нескольких кГц так, чтобы можно было считать комплексные амплитуды в (4.15) чисто активными величинами.

Смещение U_3И.П следует выбрать так, чтобы рабочая точка по сто-козатворной характеристике располагалась примерно в ее середине. Величина амплитуды переменного сигнала U_m._3И выбирается, аналогично БТ, по условию достаточной "малости" сигнала:

(4.17)

Условие "малости" комплексных амплитуд в условиях учебной лаборатории можно соблюсти, если указанные амплитуды выбрать равными 1.

(4.18)

где U_3И.П, I_С.П - постоянные составляющие напряжения и тока в точке покоя.

Более строгое условие достаточной "малости" сигнала переменного тока выполняется [5], если дальнейшее уменьшение амплитуд U_3И.П, I_С.П ,например в 2 раза, дает изменение определяемого параметра DM, меньшее, чем заданная погрешность е, например 5%:

(4.19)

где М, М' - дифференциальные коэффициенты усиления, определенные по

(4.15) при амплитудах U_m._3И, I_m._c и 0,5U_m._3И, 0,5I_m._c соответственно.

Переменное напряжение измеряется прибором В27-А/1 через коаксиальный ввод. Поскольку на лабораторном столе отсутствует измерительный прибор переменного тока, условие I_m._c = const контролируется путем измерения падения напряжения на токосъемном резисторе R4:

(4.20)

Величина сопротивления резистора R4 предварительно измеряется при отключении резистора от схемы.

Частота сигнала f должна быть также согласована с величинами разделительных емкостей C_p₁, C_p₂так, чтобы выполнялось условие "малости" емкостных сопротивлений по сравнению с R_BX, R_B_Ы_X:

(4.21)

где R_BX, R_B_Ы_X - входное и выходное сопротивления усилительного каскада по переменному току.

В силу того, что R_3И очень большое, можно принять R_BX~(R2||R1);

(4.22)

Величины С_Р1, С_Р2 задаются преподавателем.

Для измерения малых токов I₃120 нА используется токосъемный

резистор R5. Величина сопротивления резистора R5 определяется прибором В27-А/1, причем R5 следует отсоединить от схемы переключателем S3.

Необходимая схема измерения набирается с помощью перемычек и выключателей.

Полученные результаты:

Выходная ВАХ



0,002	0,01	0,01	0,011	0,006	0,011
0,034	0,12	0,03	0,032	0,036	0,064
0,074	0,25	0,075	0,076	0,075	0,131
0,1	0,34	0,1	0,098	0,1	0,174
0,129	0,43	0,15	0,12	0,128	0,22
0,18	0,59	0,127	0,121	0,18	0,320
0,24	0,77	0,177	0,122	0,240	0,395
0,3	0,94	0,24	0,123	0,3	0,42
0,4	1,1	0,302	0,123	0,34	0,423
0,5	1,11	0,367	0,125	0,363	0,424
0,6	1,12	0,37	0,126	0,37	0,427
0,7	1,13	0,4	0,127	0,45	0,43
0,8	1,15	0,44	0,129	0,53	0,44
0,9	1,341	0,5	0,131	0,64	0,46
1	1,51	0,54	0,132	0,78	0,462
1,1	1,73	0,6	0,134	0,89	0,525
1,2	1,93	0,61	0,134	1,08	1,156