Материал: Физические основы электроники (90
Примечание. При подключении источника питания транзисторных схем строго соблюдать полярность питания.
3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.Снять входную характеристику IБ = f1(UБЭ) при UКЭ = const. Напряжение на коллекторе UКЭ устанавливается потенциометром R4: UКЭ = (0÷10) В (по указанию преподавателя).
Напряжение базы UБЭ изменяется потенциометром R2 от 0 до 0,8 В.
Полученные величины тока базы IБ, измеряемые миллиамперметром мА1, записать в таблицу 4 отчета.
2. Снять выходную характеристику транзистора IК |
= f2(UБЭ) при |
фиксированных значениях тока базы IБ = const: IБ = (0…9) мА (по указанию |
|
преподавателя), которое устанавливается потенциометром R2 по миллиамперметру |
|
МА1. Напряжение на коллекторе UКЭ изменять от 0 до 10 В потенциометром RН. |
|
Получающиеся при этом значения тока коллектора |
IК, измеряемые |
миллиамперметром мА2, записать в таблицу 5.
Таблица 4
Входная характеристика транзистора
Параметры |
|
Значение 1 |
|
Значение 2 |
|
|
|
|
|
|
|
UБЭ, В |
|
|
|
|
|
IБ, мА |
|
|
|
|
|
UКЭ, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
Входная характеристика транзистора |
|
|
||
|
|
|
|
||
Параметры |
|
Значение 1 |
|
Значение 2 |
|
|
|
|
|
|
|
UКЭ, В |
|
|
|
|
|
IК, мА |
|
|
|
|
|
IБ, В |
|
|
|
|
|
Примечание. Величины напряжения UКЭ для статической характеристики IБ = f1(UБЭ) и тока базы IБ для статической характеристики IК = f2(UКЭ) задаются преподавателем.
3.Построить на миллиметровой бумаге семейство входных IБ = f1(UБЭ) и выходных IК = f2(UКЭ) характеристик по данным таблиц 4 и 5.
4.Пользуясь входными и выходными характеристиками, определить по ним коэффициент передачи по току β (входное и выходное сопротивление транзистора по схеме с ОЭ).
5.Подключить схему однокаскадного усилителя (схема с ОЭ) на транзисторе МП25А (рис. 6) к источнику питания Ек = 12 В, строго соблюдая при этом полярность.
6.На вход усилителя (клеммы К1, К2, – К3, К4) подать входной сигнал с генератора ГЗ111 (или ГЗ112/1). Для измерения входного напряжения Uвх использовать электронный вольтметр типа В7-22А. К входным клеммам усилителя (К5,К6, – К7, К8) подключить второй электронный вольтметр В7-22А и вход «Y1»
электронного осциллографа типа С1118.
7. Снять амплитудную характеристику усилителя Uвых = f1(Uвх) на частоте f =
50×103 Гц.
Для этого:
а) установить переключатель S1 в положение 1 или 2 (по указанию преподавателя);
б) установить тумблер S2 и S3 (С3 = 0,1 мкФ) в нужное положение;
в) подать на вход усилителя Uвх с генератора ГЗ111 (или ГЗ112/1), изменяя его от 0 до 100 мВ. Результаты записать в таблицу 3 отчета;
г) проследить за изменением формы кривой выходного напряжения Uвых при различных значениях входного сигнала Uвх. Зафиксировать любым удобным способом осциллограммы выходного сигнала при Uвх = 5,0 и 50 мВ;
д) поставить тумблер S2 в положение 2 (С2 = 20 мкФ). Повторить измерения по пункту 7 («в» и «г») (f = 50 кГц). Результаты занести в таблицу 6 отчета.
Таблица 6
Результаты измерения
f = 50 кГц
Uвх, мВ
Uвых, В
8. Снять амплитудно-частотную характеристику (зависимость коэффициента усиления К = Uвых / Uвх от частоты входного сигнала) К = F2(f) в диапазоне изменения частоты f от 2×103 Гц до 500×103 Гц.
Для этого:
а) подать на вход усилителя напряжение Uвх ≤ 10 мВ (по указанию преподавателя) с частотой f = 2×103 Гц;
б) переключатель S2 поставить в положение 1 или 2 (по указанию преподавателя). Переключатель S3 – в положение 1 или 2 (по указанию преподавателя);
в) переключатель S1 – в положение 1 (сопротивление в цепи коллектора RК1 = 4,3 кОм);
г) изменяя частоту входного сигнала от 2×103 до 500×103 Гц, поддерживая постоянным входное напряжение Uвх (контролировать вольтметром В722А), величину которого установить по указанию преподавателя (RК1 = 4,3 кОм, Uвх = const), снять амплитудно-частотную характеристику усилительного каскада.
Результаты записать в таблицу 7.
Таблица 7
Результаты измерения при изменении частоты сигнала
RК1 = 4,3 кОм, Uвх = const
f, Гц
Uвых, В
К = Uвых / Uвх
K/Кср
д) поставить переключатель S1 в положение 2 (сопротивление в цепи коллектора RК2 = 2,2 кОм).
Повторить измерения по пункту 8 («а» и «г») (RК2 = 2,2 кОм, Uвх = const). Результаты записать в таблицу 8.
Таблица 8
Результаты измерения при изменении частоты сигнала
RК2 = 2,2 кОм, Uвх = const
f, Гц
Uвых, В
К = Uвых / Uвх
K/Кср
4.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
1.По экспериментальным данным (таблицы 4 и 5) построить входные IК = F2(UКЭ) транзистора КТ62ББ, включенного по схеме с ОЭ. Определить по ним: коэффициент передачи по току |β| = |IК / IБ|; входное сопротивление транзистора
Rвх = |
UБЭ/IБ |
UКЭ =const , |
выходное |
сопротивление |
транзистора, |
равное Rвых = UКЭ/IК UIБ =const .
2. По экспериментальным данным |
(таблица 6) |
построить амплитудные |
|
характеристики каскада Uвых =F3 (Uвх ) при |
fср для |
двух значений резистора R К |
|
(R К R К1 и RК R К2 ) при заданной величине СР (СР |
С2 |
и СР С3 ) . Вычислить по |
|
ним коэффициент усиления каскада (для прямолинейной части характеристики).
|
|
|
3. По данным таблицы 4 вычислить относительный коэффициент усиления |
||||||
К/Кср |
(коэффициент усиления на средней частоте данного диапазона) для двух |
||||||||
значений сопротивления |
|
R К : |
R К R К1; R К R К2 при заданном значении емкости |
||||||
связи |
СР (СР С2 и СР С3 ) . |
Здесь |
R1 39 кОм , R 2 12 кОм , |
R к1 4,3 кОм , |
|||||
R |
3 |
51 кОм, |
R |
4 |
1,1 кОм , |
R' 39 кОм, |
R' 1,2 кОм , |
||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
||
С |
|
10 мкФ, С |
20 мкФ, С |
20 мкФ. Результаты занести в таблицу 7. |
|||||
р1 |
|
р2 |
|
|
р3 |
|
|
|
|
4. По данным таблицы 7 построить амплитудно-частотные характеристики
К/Кср F4 (f) для двух значений сопротивления |
R К : R К R К1; R К R К2 при |
СР С2 и СР С3 . Характеристики строят в логарифмическом масштабе.
5.По амплитудно-частотным характеристикам определить полосу
пропускания. |
Определить нижние |
' |
'' |
и верхние граничные частоты полосы |
|
fн и fн |
|||||
пропускания |
' |
'' |
|
|
|
fн и fн . |
|
|
|
||
6. На основании результатов эксперимента и расчётов (п. 2-5) сделать выводы: а) об изменении коэффициента усиления (или К/Кср ) в зависимости от изменения величины входного сигнала; связать изменения величины К с
искажением формы выходного сигнала (см. осциллограммы);
б) об изменении коэффициента усиления (или К/Кср ) в зависимости от частоты входного сигнала в области низших и высших частот данного диапаз она,
уяснить причины этого; в) об изменении полосы пропускания каскада при изменении емкости связи
СР разделительного конденсатора (СР С2 и СР С3 ) и изменении величины резистора R К . Объяснить причины этого изменения.
7. Дать критическую оценку всей проделанной работе.
5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Дать определение и объяснение амплитудной и амплитудно-частотной характеристик усилительного каскада.
2.Что такое транзистор и для чего он используется?
3.Чем отличается транзистор типа p-n-p от транзисторов типа n-p- n?
4.Какие схемы включения транзисторов используются в промышленной электронике? Чем они отличаются?
5.Какие характеристики являются входными и выходными для каждой
схемы?