4 Задание на работу в лаборатории

В качестве активного элемента усилителя используется один из полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и каналом n-типа, (тип транзистора выбирается по указанию преподавателя из приложения А). Для расчета параметров усилителя необходимо определить параметры транзистора. Затем сравниваются расчетные параметры усилителя и экспериментальные данные.

4.1 Записать в таблицу 1 номер варианта, тип ПТ, коэффициент усиления К_U, величину сопротивления R2, которые используются в исследуемом усилителе.

4.2 Схема для измерения параметров на переменном токе приведена на рисунке 1. В цепь затвора включены последовательно два источника напряжения G1 и G2: соответственно переменного напряжения U_ЗИ~ и постоянного напряжения U_ЗИ-. Источник постоянного напряжения U_ЗИ- задает рабочую точку, а источник переменного напряжения U_ЗИ~ используется для определения крутизны транзистора. G3 – источник питания.

Рисунок 1 – Принципиальная схема для определения параметров ПТ

4.3 Определить ток стока I_С0 и крутизну транзистора S₀, при напряжении смещения равном нулю, для этого установить напряжение смещения U_ЗИ=0 и переменное напряжение U_{ЗИ ~} = 0 В. Измерить постоянный ток стока I_С0, записать его значение в таблицу 1. Установить напряжение генератора переменного тока U_ЗИ~ = 50 мВ, частоту равной 1 кГц. Перевести рА в режим измерения переменного тока и затем измерить ток стока I_С~. Крутизна определяется как

при U_ЗИ=0 В и U_СИ=10 В.

4.4 Определить напряжение отсечки U_ЗИ0. Установить сигнал от генератора переменного тока U_ЗИ~ = 0 В. Перевести миллиамперметр рА в режим измерения постоянного тока и увеличивать напряжение смещения U_ЗИ- до тех пор, пока ток стока I_C не снизится до величины 10±5 мкА. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ варианта	Тип ПТ	КU	R2, кОм	IС0, мА	IС~, мА	S0,мА/B	UЗИ0, В

5. Для исследования усилителя при включении транзистора с общим истоком собрать схему, приведенную на рисунке 2. (Назначение элементов дано в приложении В)

Рисунок 2 – Принципиальная схема усилителя

4.6 Предварительно рассчитать крутизну в рабочей точке S_РТ при заданном коэффициенте усиления K_U,

, отсюда .

Выходное сопротивления .

Результаты записать в таблицу 2.

Таблица 2

SРТ, мА/В	UЗИ РТ, В	IС РТ, мА	R3РАСЧ, Ом	R3СТАНД, Ом	RВЫХ РАСЧ, кОм

б) напряжение смещения для получения рассчитанной крутизны

в) ток стока в рабочей точке

г) сопротивление смещения, которое обеспечивает заданное напряжение U_{ЗИ РТ} в рабочей точке

R3_РАСЧ =U_{ЗИ РТ} /I_{С РТ}

Из таблицы П2 приложения 2 выбрать стандартный номинал резистора в соответствии с рядом Е24.

4.7 Исследовать усилитель на полевом транзисторе. Конденсаторы С4 и резистор R4 не подключать.

Установить напряжение U_ВХ~ равным нулю измерить постоянное напряжение на стоке транзистора U_{СИ РТ}, записать в таблицу 3. Переключить вольтметр с режима измерения постоянного напряжения на переменный.

Установить напряжение U_ВХ~ равным 100 мВ.

Измерить коэффициент передачи усилителя

,

где U_{ВЫХ 1~} напряжение на выходе усилителя без резистора R4.

4.8 Выходное сопротивление определяется по методике, приведенной в методических указаниях к предыдущей работе. Для этого подключить R4. Измерить U_{ВЫХ 2 ~} с нагрузкой (R_Н=R4) и рассчитать R_ВЫХ, результат занести в таблицу 3.

,

Сравнить с расчетными параметрами (п. 4.6).

Таблица 3

UСИ РТ, В	UВХ~, мВ	UВЫХ1~ мВ	KU задан	KU измерен	UВЫХ2~, мВ	RВЫХ , Ом

4.9 Исследовать соотношение фаз входного и выходного сигналов. Для этого: отключить элемент R4. Входы осциллографа А иВ подключить к точкам U_ВХ~ и U_ВЫХ~ усилителя. Зарисовать осциллограммы одна под другой. Обратить внимание на инверсию сигнала.

4.10 Снять АЧХ U_ВЫХ= F(f) на нижних частотах для двух значений С1 равных 1 мкФ и 0,1 мкФ. Результаты измерений занести в таблицу 4.

Таблица 4 U_ВХ~ =…

Ср, мкФ	f , Гц	10	20	30	50	70	100	200	300	500	700	1000
1	UВЫХ~, В
	Кн											К0
	Yн											1
0,1	UВЫХ~, В
	Кн
	Yн

где К₀ = U_ВЫХ~ /U_ВХ~ - коэффициент усиления на частоте 1 кГц,

- коэффициент частотных искажений на НЧ.

4.11 Снять две АЧХ на верхних частотах. Одна при отключенной нагрузочной емкости С4. Вторая при подключенной ёмкости С4 (R4 не подключать). Результаты измерений занести в таблицу 5. Частоты для измерений взять 1, 10, 20, 50, 100, 200 кГц и т.д. до частоты 100 МГц или до тех пор, пока коэффициент передачи не снизится в 2 раза.

Таблица 5 U_ВХ~=…

Сн, нФ	f , кГц	1	10	20	50	…
0	UВЫХ~, В
	Кв	К0
	Yв	1
1	UВЫХ~, В
	Кв
	Yв

Где - коэффициент частотных искажений на ВЧ.