Вопросы для защиты работы

1. Какова структура плоскостного биполярного транзистора? Какие напряжения подаются на его р-n –переходы в различных режимах работы?

2. В чем заключается принцип действия биполярного транзистора?

3. Какие существуют схемы включения транзистора и какую величину усиливает при этом транзистор?

4. Какие процессы происходят в транзисторной структуре в усилительном режиме работы?

5. Как объяснить физически усиление по току в транзисторе, включенном по схеме с ОЭ?

6. Постройте семейства выходных и входных характеристик биполярного транзистора и дайте объяснение вида кривых.

7. На семействе выходных характеристик транзистора с ОЭ отметьте области, соответствующие режимам отсечки, насыщения и усиления.

8. Какими преимуществами обладают полевые транзисторы по сравнению с биполярными?

9. Какие режимы работы биполярного и полевого транзистора Вам известны и в чем их особенности?

10. Отчего зависит коэффициент усиления напряжения усилителя, собранного по схеме с общим эмиттером (ОЭ)?

11. От каких параметров зависит коэффициент усиления каскада на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером?

12. Какие методы стабилизации режима покоя Вы знаете?

13. Что такое коэффициент нестабильности и как он влияет на точность поддержания режима покоя каскада при изменении температуры окружающей среды?

14. Почему применение в транзисторном каскаде усиления схемы активной нагрузки повышает коэффициент усиления устройства?

15. Почему выходные транзисторы усилителей мощности обычно включают по схеме с общим коллектором?

16. Что такое обратная связь в усилителе?

17. Что такое передаточная функция усилительного устройства?

18. По каким признакам классифицируются усилительные устройства?

19. Как изменяется полоса пропускания усилительного устройства при введении различных цепей обратных связей?

20. Какие типы обратной связи влияют на выходное сопротивление усилительного устройства?

21. Какие существуют структурные схемы усилительных устройств?

22. Какие элементы схемы усилителя на транзисторе с ОЭ влияют на АЧХ усилителя?

23. Как зависят параметры транзистора от температуры и других условий работы?

Лабораторная работа 11

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Цель и содержание

Цель работы: Изучение принципа действия и определение основных параметров операционного усилителя.

Содержание работы:

1. Изучить принцип действия операционного усилителя.

2. Изучить влияние величин сопротивления обратной связи и нагрузки на выходное напряжение

3. Экспериментально провести расчет элементов схемы усилителя и определить ее основные параметры.

Теоретическое обоснование

Наиболее распространенной усилительной ИМС (интегральной микросхемой) является операционный усилитель (ОУ), в котором сосредоточены основные достоинства усилительных схем. Идеальный операционный усилитель имеет высокий коэффициент усиления по напряжению, большое входное и малое выходное сопротивления.

На операционных усилителях создаются операционные схемы, предназначенные для выполнения математических операций над входными сигналами (сложение, вычитание, интегрирование, выделение модуля функции и т.п.). Эти схемы находят применение в устройствах автоматического управления, и они составляют основу аналоговых ЭВМ, где наиболее распространенными являются суммирующие и интегрирующие схемы на ОУ.

Применение ОУ в электронике чрезвычайно широко – на ОУ создаются операционные схемы, предназначенные для выполнения математических операций над входными сигналами (сложение, вычитание, интегрирование, дифференцирование, выделение модуля функции и т.п.). Эти схемы находят применение в устройствах автоматического управления, и они составляют основу аналоговых ЭВМ, где наиболее распространенными являются суммирующие и интегрирующие схемы на ОУ.

ОУ является многокаскадным усилителем постоянного тока с большим коэффициентом усиления, большим входным и малым выходным сопротивлениями, при этом дрейф нуля практически отсутствует. Первым каскадом ОУ является дифференциальный усилитель, вторым – усилитель напряжения, третьим – усилитель мощности.

ОУ имеет дифференциальный вход, то есть он воспринимает разность входных напряжений

,

(22)

где – коэффициент усиления ОУ по напряжению.

Рисунок 15 – Упрощенное графическое обозначение ОУ

Указанные пять выводов присутствуют в любом ОУ (рисунок 15), они необходимы для его функционирования, но некоторые ОУ могут иметь дополнительные выводы, предназначенные для ряда других функций.

При обозначении ОУ на схемах допустимо менять местами инвертирующий и неинвертирующий входы.

Выводы питания Е могут быть обозначены по-разному и часто их не приводят на схеме, но они всегда располагают единственным способом (положительный зажим вверху). Вывод источника питания с нулевым потенциалом является общей точкой схемы.

ЭДС питания E_п и потребляемый от источника питания ток позволяют выбрать источник двухполярного питания по напряжению и по мощности. ОУ использует двуполярное питание, источник питания имеет три вывода с потенциалами: «+», «0» и «-» и способны работать в широком диапазоне напряжений источников питания, а типичное значения для ОУ общего применения U₊=1,5…15В, U_–= –15…–1,5В.

Параметры К_U, R_вх и R_вых характеризуют усилительные свойства ИМС.

В реальных ОУ режиму u_вых = 0 соответствует ненулевое напряжение

,

(23)

которое называется напряжением смещения нуля (рисунок 16).

Рисунок 16 – Передаточная характеристика ОУ