Агеев М. Д. Эс-31 Лабы. Вологодский государственный университет
 Скачать 0.84 Mb.
|
 Рисунок 3.9 – Схема для снятия выходных ВАХ биполярного транзистора Таблица 3.3 – Исследование выходных характеристик транзистора 
По данным таблиц 3.1 и 3.2 построено семейство входных и выходных характеристик транзистора на рисунках 3.10 и 3.11 соответственно.  Рисунок 3.10 – Семейство входных характеристик транзистора  Рисунок 3.11 – Семейство выходных характеристик транзистора Коэффициент усиления β определялся по формуле (3.2) [1]:  β = ΔIK , (3.2)ΔIБ где β – коэффициент передачи тока для схемы с общим эмиттером. Рассчитывался коэффициент передачи тока по формуле (3.2): 23.08 - 15.59  β = 0.4 - 0.2 = 37.Исследование стоковых характеристик полевого транзистора MPF971 Была собрана схема для снятия семейства стоковых характеристик полевого транзистора (рисунок 3.12).  Рисунок 3.12 – Схема для снятия стоковых характеристик полевого транзистора Были сняты стоковые характеристики транзистора, Uз = const, Ic = f(Ucи) [1]. Данные измерений занесены в таблицу 3.3. Таблица 3.4 - Исследование стоковых характеристик полевого транзистора
3.5 Выводы В ходе работы был изучен принцип действия биполярных и полевых транзисторов и получены экспериментально входные и выходные вольтамперные характеристики биполярного транзистора; стоковые характеристики полевого транзистора. Был рассчитан коэффициент передачи тока биполярного транзистора. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Цель лабораторной работы Целью работы является изучение принципа действия и характеристик усилителя напряжения, а также ознакомление с методикой снятия амплитудной и частотной характеристик усилителя. Оборудование и программное обеспечение Оборудование и программное обеспечение приведены в таблице 4.1. Таблица 4.1 – Оборудование и программное обеспечение
Краткие теоретические сведения Усилитель напряжения представляет собой устройство, на выходе которого получают усиленное напряжение, повторяющее по форме входной сигнал. Наибольшее распространение имеют RC-усилители. На рисунке 4.1 представлен один из наиболее распространенных RC-усилителей на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером. На этом каскаде эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей.  Рисунок 4.1 – Схема RC-усилителя с общим эмиттером Резистор Rб, включенный в цепь базы, обеспечивает работу транзистора в режиме покоя, т.е. в отсутствие входного сигнала. Он позволяет получить оптимальное значение тока базы, соответствующее середине линейного участка динамической входной характеристики транзистора. Конденсатор Ср служит для подачи входного напряжения UВХ в цепь базы транзистора Т. При отсутствии этого конденсатора в цепи источника входного сигнала создавался бы постоянный ток от источника питания усилителя ЕK. Конденсатор связи Ср на выходе усилительного каскада обеспечивает выделение из коллекторного напряжения UК переменной составляющей, которая подается на нагрузку Rн или последующий каскад усиления напряжения (в многокаскадном усилителе). С помощью резистора RK в коллекторной цепи создается выходное напряжение при изменении коллекторного тока транзистора. Для коллекторной цепи усилительного каскада в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно записать следующее уравнение (4.1) электрического состояния [1]: EK = UK + RK⋅IK, (4.1) где EK – ЭДС источника питания усилителя, В; UK – коллекторное напряжение, В; RK – сопротивление коллекторной цепи, Ом; IK – коллекторный ток, мА; Важнейшей характеристикой усилителя является коэффициент усиления по напряжению, определяющийся по формуле (4.2) [1]:  K = UВЫХ , (4.2)U UВХ где UВЫХ – выходное напряжение, В; UВХ – входное напряжение, В. При больших входных напряжениях переменные составляющие токов выходят за пределы линейных участков вольтамперных характеристик транзистора, в результате чего, форма кривой выходного напряжения претерпевает значительные искажения. Эти искажения носят название нелинейных искажений. Для оценки диапазона изменения входных напряжений, усиливаемых без искажений, используют амплитудную характеристику. Она представляет собой зависимость амплитудного значения выходного напряжения от амплитудного значения входного напряжения (рисунок 4.2).  Рисунок 4.2 – Амплитудная характеристика RC-усилителя На рисунке видно, что при превышении входным сигналом определенного уровня зависимость UВЫХ f(UВХ) перестает быть линейной. Искажения в усилителе могут быть также частотные и фазовые. Причиной частотных искажений являются реактивные элементы (конденсаторы, катушки индуктивности, ёмкость p-n-переходов полупроводниковых приборов, ёмкость монтажа и т.д.). Частотные искажении можно оценить по характеристике K F(f), т.е. зависимости коэффициента усиления от частоты входного сигнала при UВХconst [1]. На рисунке 4.3 приведена частотная характеристика. При построении этой характеристики по оси абсцисс откладывают логарифм частоты, подписывая под логарифмом действительную величину частоты, а по оси ординат откладывают величину коэффициента усиления.  Рисунок 4.3 – Частотная характеристика RC-усилителя Причиной нелинейных искажений является нелинейность характеристик элементов усилителя. Нелинейные искажения возникают в тех случаях, когда входной сигнал выходит за пределы линейного участка характеристики усилителя. В результате нелинейных искажений на выходе усилителя кроме полезного сигнала появляются высшие гармоники, т.е. совершенно новые колебания, которых не было на входе. Появление этих новых частот приводит к искажению звука. Степень нелинейных искажений усилителя оценивается величиной коэффициента нелинейных искажений , определяющийся по формуле (4.3) [1]:  √I2 + I2 +…+ I2 2 3 |