Протокол для ее выполнения. Порядок выполнения работы

• Название: Протокол для ее выполнения. Порядок выполнения работы
• Дата: 27.12.2020
• Размер: 75.95 Kb.
• Имя файла: tekstlab.raboti6.1.docx
• Тип: Протокол; #164847

Лабораторная работа 6.1

Исследование усилительного каскада
на биполярном транзисторе,

ВКЛЮЧЕННОМ ПО СХЕМЕ ОЭ

Цель работы

1. 
   Освоить методику экспериментального исследования транзисторных схем на постоянном и переменном токах.
   
2. 
   Исследовать основные параметры усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ.
   
3. 
   Рассчитать основные параметры усилительного каскада и сравнить их с экспериментальными значениями.
   

Подготовка к выполнению работы

1. 
   Изучите разделы курса, посвященные усилительному каскаду на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ, ознакомьтесь с расчетом его основных параметров [1, п. 3.8–3.10].
   
2. 
   Изучите порядок выполнения работы и подготовьте протокол для ее выполнения.
   

Порядок выполнения работы

1. Исследование усилительного каскада
на постоянном токе

Соберите схему, приведенную на рис. 6.1, установив сопротивления резистора R_н = (обозначения выводов транзистора приведены на рис. 4.2).



Рис. 6.1

Не включая генератор переменного сигнала, установите напряжение источника питания E2 = U_кэ(0) = 10 В (при этом напряжение источника пи-

тания E1 должно быть равным нулю) и не изменяйте E2 до окончания работы.

Увеличивая напряжение источника питания E1, проследите за изменением токов базы I_б(0)и коллектора I_к(0) и напряжений U_бэ(0) и U_кэ(0).

Зафиксируйте значение напряжения U_кэ(0) = 5 В и определите соответствующие ему значения U_бэ(0), I_б(0)и I_к(0). Повторите измерения для значений U_кэ(0) = 2,5 В и 7,5 В. Запишите полученные значения в табл. 6.1.

Установите с помощью источника питания Е1 напряжение U_кэ(0) = 5 В и поддерживайте его неизменным до окончания работы.

Рассчитайте значения статического коэффициента передачи тока базы β = I_к(0) / I_б(0) и мощности Р_о = I_к(0) E2, потребляемой каскадом от источника питания E2, и также запишите их в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Uкэ(0)	В	2,5	5	7,5
Uбэ(0)	мВ
Iб(0)	мкА
Iк(0)	мА
β	-
Ро	мВт

Используя данные табл. 6.1, постройте на графике 6.1 зависимости коэффициента β и потребляемой мощности Р_о от напряжения U_кэ(0).

2. Исследование усилительного каскада
на переменном токе

2.1. Проверка и настройка измерительных приборов

Подключите левый вольтметр к точке А, а правый вольтметр – к точке Б (рис. 6.1), переключите их для измерения переменных напряжений, удалите (временно) резистор R_г и соедините точки А и Б перемычкой.

Включите генератор переменного сигнала и установите частоту
f_г = 1 кГц, убедитесь в том, что оба вольтметра показывают одинаковые значения и установите с их помощью действующее (эффективное) значение напряжения на выходе генератора U_г = 100 мВ.

Включите осциллограф, настройте его и получите устойчивые осциллограммы переменного сигнала по обоим каналам.

Переключите вольтметры в исходные положения (рис. 6.1), удалите перемычку между точками А и Б и включите обратно резистор R_г.

2. 
   . Измерение основных параметров усилительного каскада
   при холостом ходе на выходе (R_н = )
   

Следует иметь в виду, что при отсутствии полезной нагрузки на выходе ее роль играет нагрузочный резистор R_к.

Получите на экране осциллографа устойчивые осциллограммы входного и выходного сигналов и убедитесь в отсутствии нелинейных искажений выходного сигнала. Нарисуйте на графике 6.2 осциллограммы входного и выходного сигналов.

Определите с помощью вольтметров и запишите в табл. 6.2 переменные напряжения на выходе генератора U_г, на входе каскада U_вх = U_бэ и на его выходе U_вых = U_кэ.

Рассчитайте и запишите в табл. 6.2 значения переменных токов на входе и выходе каскада I_вх = I_б = (U_г – U_бэ) / R_г, I_вых = I_К= U_кэ / R_к и мощность сигнала на выходе каскада P_вых = U_вых × I_вых.

Рассчитайте и запишите в табл. 6.2 основные параметры усилительного каскада [1, п. 3.10] – коэффициенты усиления по напряжению, по току и по мощности, КПД и входное сопротивление каскада: K_U= U_вых / U_вх, K_I= I_вых / I_вх, K_P=K_U × K_I,η = P_вых / P_о, R_вх = U_вх / I_вх, а также дифференциальный коэффициент передачи тока транзистора h_21э = I_к / I_б.

Таблица 6.2

Uкэ(0)	В	5
Uг	мВ
Uвх	мВ
Uвых	мВ
Iвх	мкА
Iвых	мА
Pвых	мВт
KU	-
KI	-
KP	-
η	-
Rвх	Ом
h21э	-

Используя приведенные выше аналитические формулы, рассчитайте значения K_U, K_I, K_P, η, R_вх, h_21э и запишите их в табл. 6.2

2. 
   Исследование влияния сопротивления нагрузки
   на основные параметры усилительного каскада
   

Убедитесь в том, что постоянное напряжение U_кэ(0) = 5 В и определите на выходе генератора U_г, входное напряжение U_вх и выходное напряжение U_вых, соответствующие R_н =

Подключая последовательно в качестве сопротивления нагрузки R_нрезисторы 10 кОм; 3,3 кОм; 1 кОм; 560 Ом и 100 Ом, определите соответствующие значения U_вых и запишите их в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Rн		100 Ом	560 Ом	1 кОм	3,3 кОм	10 кОм
Uвых	В
Iвых	мА
KU	-
KI	-

Рассчитайте соответствующие разным сопротивлениям нагрузки коэффициенты усиления по напряжению K_U и по токуK_I.

С учетом того, что в схеме, приведенной на рис. 6.1, сопротивление нагрузки R_Н включается по переменному току параллельно нагрузочному резистору R_К, выходной ток определяется по формуле I_ВЫХ= U_ВЫХ / R_{Н ЭКВ}, где R_{Н ЭКВ} = R_Н || R_К - эквивалентное сопротивление нагрузки.

На графике 6.3 постройте зависимости коэффициентов усиления по напряжению K_U и по токуK_Iот сопротивления нагрузки R_н.