Материал: А27463 Дорошков А.В. Теория и компьюторное моделирование устройств электроники Учеб. пособие 2006

(3.9)

Чтобы не снижать коэффициент усиления и сохранить термостабильность каскада, резистор шунтируют блокировочным конденсатором (на рис. 3.4 он не показан). Величину емкости этого конденсатора выбирают такой, чтобы его сопротивление переменному току в рабочей полосе частот было намного меньше величины сопротивления .

Рис. 3.4. Усилительный каскад с ОЭ и отрицательной обратной связью (ООС) по току

Рассмотрим работу схемы. Делитель напряжения и обеспечивает фиксацию напряжения на базе относительно общего провода. Чтобы параметры транзистора не сказывались на напряжении , ток делителя выбирается в пределах

. (3.10)

Напряжение покоя базы определяется как

. (3.11)

Предположим, что при увеличении температуры произошло увеличение , что в свою очередь привело к увеличению тока покоя коллектора и тока покоя эмиттера

(3.12)

При увеличении тока покоя тока покоя эмиттера возрастает напряжение на эмиттерном сопротивлении (=), следовательно, уменьшится напряжение покоя базы , в результате чего падает и уменьшается . Таким образом, в схеме действует отрицательная обратная связь, препятствующая большим изменениям тока покоя коллектора при воздействии дестабилизирующих факторов.

Модельный эксперимент

Цель работы

1. Исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с фиксированным напряжением покоя базы .

2. Исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с фиксированным током покоя базы .

3. Исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с отрицательной обратной связью (ООС) по напряжению.

4. Исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с ООС по току.

5. Закрепить теоретические знания, полученные на лекциях и самостоятельных занятиях.

Программное обеспечение, приборы и элементы

1. Пакет моделирующих программ Electronics Workbench v.5.12, работающих в среде операционной системы Windows 98, Windows XP или Windows 2000. Путь запуска программы Electronics Workbench: «рабочий стол Windows»  папка «Учебный процесс» ярлык .

2. Транзистор . Путь выбора: группа компонентов транзисторов Transistors  NPN Transistor.

3. Резисторы . Путь выбора: группа базовых компонентов Basic  Resistor.

4. Источники питания и . Путь выбора: группа компонентов источников Sources  Battery.

5. Заземление. Путь выбора: группа компонентов источников Sources à Ground.

6. Источник переменного напряжения . Путь выбора: группа компонентов источников Sources  AC Voltage Source.

7. Конденсаторы . Путь выбора: группа базовых компонентов Basic  Capacitor.

8. Вольтметры и . Путь выбора: группа компонентов индикаторные приборы Indicators  Voltmeter.

9. Амперметры и . Путь выбора: группа компонентов индикаторные приборы Indicators  Ammeter.

10. Осциллограф . Путь выбора: группа компонентов инструменты Instruments  Oscilloscope.

Программа работы

1. Изучить подлежащие исследованиям схемы усилительных каскадов переменного тока на биполярных транзисторах.

2. Ознакомиться с типами и моделями элементов, применяемых в схемах усилительных каскадов, уяснить пути их выбора и задания параметров.

3. Используя экспериментальные значения токов покоя и напряжения покоя транзистора, полученные в результате экспериментальных исследований режимов работы усилительного каскада на биполярном транзисторе по теме 2, рассчитать величины резистивных элементов схем на рис. 3.1–3.4.

4. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с фиксированным напряжением покоя базы.

5. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с фиксированным током покоя базы.

6. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с обратной связью по напряжению.

7. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с обратной связью по току.

Порядок выполнения работы

1. Исследование усилительного каскада переменного тока на биполярном транзисторе с фиксированным напряжением покоя базы .

1.1. Собрать схему лабораторной установки, приведенную на рис. 3.5.

Значение сопротивления взять в соответствии с номером бригады из табл. 3.1.

Модель транзистора 2N2712 выбрать из библиотеки nationl2 во вкладке Models свойств транзистора (NPN Transistor Properties).

Во вкладке Value свойств вольтметров (Voltmeter Properties) установить режим измерения постоянного (Mode: DC) либо переменного (Mode: AC) токов, как указано в скобках рядом с буквенно-цифро­выми обозначениями вольтметров. Задать внутреннее сопротивление вольтметра (Resistance) (R) = 100 MОм.

Во вкладке Value свойств амперметров (Ammeter Properties) установить режим измерения постоянного тока (Mode: DC) и задать внутреннее сопротивление амперметра (Resistance) (R) = 1 µОм.

Таблица 3.1