 |
Усилитель с заземленным (общим) эмиттером
|
|
|
|
Кафедра «Мехатронные системы»
Методические указания к лабораторной работе № 1
"Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе"
по дисциплине
"Электронные устройства мехатронных и робототехнических систем"
Ижевск 2016
Необходимые ЭРЭ: биполярные транзисторы малой и средней мощности 15 шт.,
резисторы, конденсатор емкостью 0.1 мкФ 1 шт, 15мкФ 2 шт.
Характеристики транзисторов приведены в приложении А.
Таблица 1 – Резисторы
| № | Обозначение резисторов | Номинальное сопротивление резисторов |
| 1. | R1 | 4.7 Мом |
| 2. | R1 | 1 Мом |
| 3. | R1 | 470 кОм |
| 4. | R1 | 100 кОм |
| 5. | R1 | 47 кОм |
| 6. | R2 | 1 кОм |
| 7. | R3 | 1 кОм |
| 8. | 7R1 | 82 кОм |
| 9. | 7R2 | 10 кОм |
| 10. | 7R3 | 7.5 кОм |
| 11. | 7R4 | 1 кОм |
| 12. | 3R1 | 8.2 кОм |
| 13. | 3R2 | 68 кОм |
| 14. | 3R3 | 6.8 кОм |
| 15. | 4R1 | 15 кОм |
Таблица 2 – Конденсаторы
| № | Обозначение конденсаторов | Номинальная емкость резистора |
| 1. | 2С1 | 0.1 мкФ |
| 2. | 2С2 | 15 мкФ |
| 3. | 3С1 | 15 мкФ |
1. Транзисторные переходы являются диодами. Возьмите npn-транзистор КТ315, проверьте, что его можно представить в виде двух диодов, промерив переходы БК и БЭ мультиметром. Какое предположение следует из этого относительно результата такого измерения на переходе КЭ? Попробуйте измерить его мультиметром. Запомните, что это неплохой способ проверки на месте транзистора при подозрении на неисправность - он должен по крайней мере вести себя, как пара диодов.
2. Коэффициент усиления транзистора по току. Измерьте токи в цепи базы и коллектора, напряжение на коллекторе при нескольких значениях напряжения на входе от 0 до 3 В. Постройте зависимости изменения токов в цепи базы и коллектора, напряжение на коллекторе от входного напряжения. Резисторы R1, R2 ограничивают токи. Какие токи они ограничивают и до каких пределов?
|
|
|
Примеры показаний мультиметра при разных режимах работы транзистора VT1 показаны на рисунках 1-3.
Рисунок 1 – Транзистор VT1 в режиме отсечки
Рисунок 2 – Транзистор VT1 в активном режиме
Рисунок 3 – Транзистор VT1 в режиме насыщения
3. Транзисторный ключ. Транзистор работает в качестве ключа, т.е. находится в состоянии отсечки или насыщения. Включите и выключите ток базы, отсоединяя и подсоединяя один конец резистора к земле.
Оцените приблизительно ток базы. Каково минимально необходимое значение?
4. Усилитель с общим эмиттером. Соберите усилитель с общим эмиттером, как на рис. 4. Каким должен быть его коэффициент усиления по напряжению? Проверьте. Инвертируется ли фаза сигнала? Правильно ли установлена рабочая точка покоя коллектора (т.е. его напряжение покоя)? Что можно сказать о нижней граничной частоте усилителя, отвечающей значению -3дБ? Каково его выходное полное сопротивление? Проверьте это подключением активной нагрузки с блокирующим конденсатором.
Рисунок 4 – усилитель с общим эмиттером
Формула Эберса-Молла
Соберите схему как на рис. 5. Используйте вновь магазин сопротивлений для генерации коллекторного тока от нескольких микроампер до нескольких миллиампер. Постройте в логарифмическом масштабе график возрастания U с ростом I и подтвердите закон "60 мВ/декада".
Усилитель с заземленным (общим) эмиттером
Соберите схему 2. Во-первых, проверьте напряжение покоя коллектора. Потом подайте на вход малые синусоидальные сигналы с частотой 10 кГц с амплитудой, почти дающей ограничение (нужно будет сильное ослабление -40 дБ и более - на функциональом генераторе). Имеют ли колебания на выходе искажения? Уясните это в деталях. Теперь уберите конденсатор 15 мкф, увеличьте амплитуду входного сигнала (коэффициент усиления сильно уменьшен), и Вы увидите на выходе сигнал полного размаха без заметных искажений. Измерьте коэффициент усиления по напряжению; совпадает ли он с предсказанным вами? Верните на место конденсатор 15 мкф и ослабьте до минимума выходной сигнал функционального генератора. Учитывая объемное сопротивление эмиттера, предскажите коэффициент усиления по напряжению в точке покоя. Измерьте его.
|
|
|
|
|
|
12 |
