- •Электроника
- •Содержание
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Гимс, используемые в работе
- •5 Задание к работе в лаборатории
- •6 Указания к составлению отчета
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Имс, используемые в работе
- •5 Задание к работе в лаборатории
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Задание на работу в лаборатории
- •5 Указание к составлению отчета
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Задание на работу в лаборатории
- •5 Указание к составлению отчета
- •4 Схема исследования
- •5 Задание к работе в лаборатории
- •6 Указания к составлению отчета.
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Задание к работе в лаборатории
- •; ;.
- •Величину резистора r4 выбираем согласно варианта из таблицы 5.
- •5 Указания к составлению отчета
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Задание к работе в лаборатории
- •5 Указания к составлению отчета
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Задание к работе в лаборатории
- •На входы одного из логических элементов имс подать сигналы от генератора слова в соответствии с вариантом задания 1.
- •5 Указания к составлению отчета
- •1 Цель работы
- •2 Подготовка к работе
- •3 Литература
- •4 Задание к работе в лаборатории
- •На входы одного из логических элементов имс подать сигналы от генератора слова в соответствии с вариантом задания 1.
- •5 Указания к составлению отчета
- •Методические указания к лабораторным работам по курсу Электроника
1 Цель работы
Исследовать принцип работы усилителя на биполярном транзисторе (БТ) для схемы с ОЭ и влияние параметров биполярного транзистора и элементов схемы на параметры и частотные характеристики усилителя.
2 Подготовка к работе
Изучить следующие вопросы курса.
2.1.1 Принципиальная схема усилителя на БТ и назначение её элементов;
2.1.2 Параметры и характеристики усилителя;
2.1.3 Влияние элементов схемы на параметры и характеристики усилителя.
Ответить на следующие контрольные вопросы.
2.2.1 Привести схему усилителя при включении БТ с ОЭ. Пояснить назначение элементов.
2.2.2 Перечислить и дать пояснение основным характеристикам и параметрам усилителя.
2.2.3 Как зависят параметры усилителя от параметров транзистора и других элементов схемы?
2.2.4 Привести примерный вид и объяснить какие факторы влияют на амплитудную и частотную характеристики усилителя.
3 Литература
1 Игнатов А.Н., Калинин С.В., Савиных В.Л. Основы электроники, - СибГУТИ, Новосибирск, 2005, стр. 86-89.
2 Алексенко А.Г., Шагурин Н.Н. Микросхемотехника, - М.: Высшая школа, 1991, стр. 378-381.
3 Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. -М. Высшая школа, 1991, стр. 215 - 225, 264 – 282.
4 Войшвилло Г.В. Усилительные устройства.-М.: Радио и связь, 1983, стр. 64-81.
5 Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. -М: Лаборатория Базовых Знаний, 2001, с.336-347.
6 Савиных В.Л. Конспект лекций. Электронная версия. СибГУТИ. 2009
4 Задание на работу в лаборатории
В качестве активного элемента усилителя используется один из биполярных транзисторов структуры n-p-n (тип транзистора выбирается по указанию преподавателя из приложения А). Для расчета параметров усилителя необходимо определить h-параметры транзистора. Затем измеряются параметры усилителя и сравниваются расчетные и экспериментальные данные.
4.1 Записать тип БТ, который используется в исследуемом усилителе.
4.2 Для измерения h-параметров транзистора собрать схему в соответствии с рисунком 1.
Рисунок 1 – Принципиальная схема для определения h-параметров
В цепь базы включены два источника тока: источник постоянного тока G1 и переменного тока G2. Источник постоянного тока задает рабочую точку транзистора, а источник G2 служит для измерения h-параметров. Вольтметр pV1 используется для определения переменного напряжения на базе БТ при расчете параметра h11Э. Амперметр pA1 необходим для установки режима по постоянному току и определения переменного тока для расчета параметра h21Э. В цепь коллектора включен источник питания G3 напряжением UКЭ=15 В.
4.3 Установить частоту генератора G2 равной 1 кГц, а его ток равный нулю. Изменяя ток источника G1 подобрать такой постоянный ток базы IБ0, чтобы постоянный ток коллектора транзистора составлял IК0= 7-8 мА. Записать в таблицу 1 токи IБ0 и IК0.
4.4 Установить ток генератора G2 IБ~ ≈ 0,2∙IБ0 и вольтметром переменного тока pV1 измерить напряжения UБЭ~. Перевести миллиамперметр рА1 в режим измерения переменного тока и измерить переменную составляющую тока коллектора IК~. Рассчитать параметры h11Э и h21Э. Входное сопротивление БТ равно . Коэффициент передачи по току равен
. Результаты измерений и расчетов записать в таблицу 1.
Таблица 1
-
IБ0, мкА
IБ~, мкА
UБЭ~, мВ
IК0 , мА
IК~ , мА
h11Э,Ом
h21Э
4.5 Исследовать усилитель при включении транзистора по схеме с общим эмиттером. Для этого предварительно рассчитать коэффициент усиления KU, входное и выходное сопротивления RВХ и RВЫХ, записать в таблицу 2.
, , .
4.6 Собрать схему усилителя на биполярном транзисторе с общим эмиттером (рисунок 2). В качестве сопротивления R1 взять резистор с номиналом 100 кОм. Конденсаторы С2, С3 и резистор R3 не подключать.
Рисунок 2 – Принципиальная схема усилителя
4.7 Установить напряжение UВХ~ равным нулю. Подобрать величину сопротивления R1 в пределах 10 кОм – 5 МОм, (номиналы резисторов взять согласно ряда Е24, см. приложение Б) так чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора составляло 7-8 вольт. Записать значение R1.
Переключить вольтметр с постоянного напряжения на режим измерения переменного напряжения.
4.8 Установить входное напряжение такой величины, чтобы переменное напряжение на выходе усилителя составляло 1,5-2,5 вольта. Записать UВХ~, IВХ~ и UВЫХ 1~. Определить коэффициент передачи усилителя по напряжению
.
Входное сопротивление усилителя определяется аналогично параметру h11Э по формуле ,
Записать в таблицу 2 и сравнить с расчетными параметрами (п. 4.5).
Таблица 2
|
Примеч |
UВХ~, мВ |
IВХ~ мкА |
UВЫХ1~ мВ |
UВЫХ2~ мВ |
KU |
RВХ , Ом |
RВЫХ , Ом |
Расч. |
П. 4.5 |
- |
- |
- |
- |
|
|
|
Измер. |
П. 4.8 и 4.9 |
|
|
|
|
|
|
|
4.9 Подключить С3 и R3. Измерить UВЫХ 2 ~ с нагрузкой (RН=R3) и определить , результат занести в таблицу 2.
4.10 Исследовать соотношение фаз входного и выходного сигналов. Для этого: отключить элементы С3 и R3. Входы осциллографа А и В подключить к точкам UВХ~ и UВЫХ~ усилителя. Зарисовать осциллограммы одна под другой. Обратить внимание на инверсию выходного сигнала относительно входного.
4.11 Снять АЧХ UВЫХ= F(f) на нижних частотах (НЧ) для двух значений С1 равных 10 мкФ и 1 мкФ. Для этого установить частоту генератора G1 равную 1 кГц и UВХ~ подобрать такой величины, что бы напряжение на выходе было равно UВЫХ~=1 - 2 В. Затем, изменяя частоту измерить UВЫХ. Результаты занести в таблицу 3.
Таблица 3 UВХ~=…
Ср, мкФ |
f , Гц |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
100 |
200 |
300 |
500 |
700 |
1000 |
|
UВЫХ, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Кн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К0 |
|
Yн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
UВЫХ, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Кн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где К0 = UВЫХ~ /UВХ~ - коэффициент усиления на частоте 1 кГц,
КН- коэффициент усиления на нижних частотах,
- относительный коэффициент усиления на НЧ.
4.12 Снять две АЧХ на высоких частотах (ВЧ). Одна при отключенной нагрузочной емкости С2. Вторая при подключенной ёмкости С2 непосредственно к коллектору БТ (С3 и R3 не подключать). Результаты измерений занести в таблицу 4. Частоты для измерений взять 1, 10, 20, 30, 50, 70, 100, 150, 200 кГц и т.д. до тех пор, пока коэффициент передачи не снизится в 2 раза.
Таблица 4 UВХ~=… , UВЫХ~=…
Сн, нФ |
f , МГц |
0,001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВЫХ, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Кв |
К0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yв |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВЫХ, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Кв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где КВ- коэффициент усиления на верхних частотах,
- относительный коэффициент усиления на ВЧ.