Исследование основных показателей работы усилительных каскадов на БТ

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

(ГОУ ВПО «СИБГУТИ»)

кафедра Технической Электроники

Лабораторная работа №1

«Исследование усилительного каскада на БТ»

Выполнил: студент гр. Н-05

Осадшая Н.

Проверил: доцент, к.т.н.

Брикман А.И.

Новосибирск,  2013

1. Цель работы.

Исследование основных показателей работы усилительных каскадов на БТ.

2. Подготовка к работе.

2.1. Изучить следующие вопросы курса "Схемотехника":

- задание рабочей точки в схеме с фиксированным током базы

- задание рабочей точки в схеме с фиксированным напряжением на базе,

- идеальные и реальные условия работы усилительного каскада.

3. Общие сведения.

Необходимость режима постоянного тока (режима покоя) при усилении переменных сигналов рассматривается в лекционном курсе. Постоянные токи и напряжения в режиме покоя далее обозначаются с дополнительным индексом "П": U_КП, I_КП и т.п.

Рис.1.1. Схемы задания рабочей точки в усилительном каскаде.

Постоянный ток транзистора I_КП может быть задан двумя способами:

1. Через ток базы I_БП, который передается в коллектор (схема Рис.1.1а) – схема с фиксированным током базы

                                 (1.1)

Параметры схем определяют постоянный ток базы:

                                                         (1.2)

2. Через ток эмиттера I_БП, который передается в коллектор (схема Рис.1.1б) – схема с фиксированным напряжением на базе (схема с Н-смещением)

           (1.3)

Параметры схемы определяют постоянное напряжение на базе:

                                       (1.4)

Это напряжение, в свою очередь задает постоянное напряжение на эмиттере

                          (1.5)

А напряжение на эмиттере определяет ток эмиттера ≈ току коллектора

                                    (1.6)

В качестве дополнительного условия принимается условие независимости базового делителя; выполнение именно этого условия позволяет использовать (1.4) при расчетах.

                      (1.7)

В (1.7) будем всегда выбирать предельное условие, т.е. равенство.

Уравнение выходной цепи не зависит от вида схемы

                               (1.8)

Кроме того, для выходной цепи обоих схем принимается т.н. условие наибольшего размаха выходного сигнала:

                          (1.9)

Совокупность значений I_КП и U_КП определяет т.н. рабочую точку  усилителя.

!!!   Во всех расчетах принимается условие .

Схемы для сравнительного анализа приведены на Рис.1.2: (а) – схема с фиксированным током базы, (б) – схема с Н-смещением.

Рис.1.2. Схемы для исследования способов задания рабочей точки.

4. Предварительный расчёт

4.1. Для схемы с фиксированным током базы; R_K – по варианту

Порядок расчета по формулам:  (1.9) à (1.1) à (1.2).

4.2. Для схемы с фиксированным напряжением на базе: R_K и R_Э=0.1∙R_K – по варианту 

Порядок расчета по формулам:  (1.6) à (1.5) à [(1.4)+(1.7) совместно]

Транзистор –  КТ3102D, h_21Э=290.66;  Е_К= 15 В, R_K= 0.22 Ом, R_Б= 820 МОм,

R_Б1= 62 кОм, R_Б2= 7.5 кОм.

	IБП,   мкА	IКП, мА	IЭП, мА	UБЭ, B	UКП, B	h21Б	IБП, мкА	IКП, мА	IЭП, мА	UБЭ, B	UКП, B	UЭП, B	h21Б
расчет	12	3.41	3.41	0.7	7.5	1	0	3.45	3.45	0.7	7.41	0.76	1
измер.	15	6.506	6.523	0.72	0.31	0.997	197.2	5.945	6.142	2.575	1.92	1.843	0.967

5. Работа в лаборатории

5.1. Схема с фиксированным током базы – рабочая точка.

5.1.1. Температурная стабильность рабочей точки. (10-2/ 10-1)

5.1.2. Зависимость рабочей точки от разброса параметров транзистора. (8-2/28-2)

5.2. Схема с фиксированным током базы – коэффициент усиления.

5.2.1. Зависимость коэффициента усиления от температуры.

5.2.2. Зависимость коэффициента усиления от разброса параметров транзистора.

5.2.3. Зависимость коэффициента усиления от условий на входе.

5.2.4. Зависимость коэффициента усиления от условий на выходе.