2. Домашнее задание

Изучить принцип действия полевого транзистора, ознакомиться со схемами усилителей на его основе. Изучить методику экспериментального определения коэффициента усиления по напряжению, входного и выходного сопротивлений.

3. Экспериментальная часть

3.1. Задание

1. Выполнить измерения для схемы усилителя с общим истоком. Определить электрические показатели:

• коэффициент усиления по напряжению k_U;

• угол фазового сдвига φ;

• входное сопротивление R_вх;

• выходное сопротивление R_вых.

Результаты свести в таблицу 1.

Таблица 1

	С общим истоком
Uвх, В
Uвых, В
kU
φ, град.
Rвх, Ом
Rвых, Ом

2. Построить амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики усилителя с общим истоком. Графики занести в отчет.

3.2. Порядок выполнения эксперимента

1. Открыть приложение Capture CIS из пакета OrCAD. Загрузить в приложение файл FET-OI.opj. В открывшемся окне последовательно открыть: Design Resources  FET-OI.dsn  SCHEMATIC1. В папке SCHEMATIC1 содержится модель FET_OI для исследования усилителя с общим истоком.

2. Открыть модель FET_OI (рис. 3). Источник напряжения V1 служит для создания постоянного напряжения питания. Источник напряжения V2 создает входное переменное напряжение.

Рис. 3. Модель схемы усилителя с общим истоком

3. Выбрать профиль симуляции 1.

4. Установить напряжение источника V1 15 В, амплитуду напряжения источника V2 VAMPL = 0,25 В и частоту FREQ = 1 кГц. Сопротивление резисторов: Rd = 0,1 Ом; Rn = 10 МОм.

5. Запустить симуляцию клавишей F11 или кнопкой "Run PSpice" на панели инструментов.

6. В открывшемся окне PSpice A/D снять графики напряжения на входе (верхний график V(in)) и выходе усилителя (нижний график V(out)). Из графиков определить амплитуды входного и выходного напряжений, фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями φ, а также, используя выражение (1), коэффициент усиления по напряжению k_U. Результаты занести в таблицу 1.

7. Установить сопротивление резистора R_d равным 10 кОм (10k). Выполнить симуляцию. Измерить амплитуду выходного напряжения. По выражению (2) определить входное сопротивление усилителя. Результат занести в таб­- лицу 1.

8. Установить сопротивление резистора R_d равным 0,1 Ом (0,1), а сопротивление резистора R_n – 10 кОм (10k). Выполнить симуляцию. Измерить амплитуду выходного напряжения. По выражению (3) определить выходное сопротивление усилителя. Результат занести в таблицу 1.

9. Закрыть проект.

10. Загрузить файл FET-OI-AC.opj. В открывшемся окне последовательно открыть: Design Resources  FET-OI-AC.dsn  SCHEMATIC1. В папке SCHEMATIC1 содержится модель FET_OI_AC для построения амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик схемы усилителя с общим истоком (рис. 4).

Рис. 4. Модель схемы усилителя с общим истоком для построения частотных характеристик

11. Выбрать профиль симуляции A1.

12. Запустить симуляцию. В открывшемся окне PSpice A/D снять в отчет графики амплитудно-частотной (верхний график DB(V(out)/V(in)) и фазочастотной характеристик (нижний график P(V(out)).

13. По графику амплитудно-частотной характеристики определить коэффициент широкополосности:

,

где f_max и f_min – максимальная и минимальная частоты, при которых коэффициент усиления уменьшается на 3 дБ относительно его значения на средней частоте.

14. Закрыть проект.