Исследование однокаскадных транзисторных усилителей. Транзистор МП-102. Параметры транзистора

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

_____________________________________________________________________________

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Автоматики и Вычислительной Техники

Отчет

по лабораторной работе №5

Исследование однокаскадных транзисторных усилителей

Электроника

Работу выполнила:

группа 2081/2

Преподаватель:

Подпись:___________________

Санкт-Петербург

2009

1. Цель работы:

Овладеть методикой расчета и экспериментально исследовать основные параметры однокаскадных транзисторных усилителей, получить навыки настройки их режимов и снять частотные характеристики усилителей.

2. Исходные данные:

Транзистор МП-102

E₀ = 9 B

U_кэА = 4,5 В

U_эб = 0,2 В

R_к = 2 кОм

R_н = 8,2 кОм

φ_Т (температурный потенциал перехода эмиттер-база) = 25 мВ

Параметры транзистора:

С_р1 = 0,22 мкФ

С_р2 = 0,47 мкФ

h₂₁ (коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала) = 15-45

С_к (емкость коллекторного перехода) = 100 пФ

f_h21 (граничная частота коэффициента передачи) = 0,5МГц

r_б (сумма омического сопротивления пассивной и активной областей базы) = 175

3. Схемы, исследуемые в работе:

Рис 3.1: Принципиальная схема усилителя

4. Выполнение работы:

Теоретическая часть:

4.1. Расчет параметров усилителя:

1) α = h₂₁/(h₂₁ – 1) = 0,9677

Iэ (ток эмиттера транзистора) = (E₀ - U_кэА)/α*R_к = (9 - 4,5)/0,9677*2000 = 2,325 мА

2) R₁ = h₂₁*(E₀ – U_бэ)*R_к /(E₀ - U_кэА) = 30*(9 – 0,2)*2000/(9 – 4,5) = 117,3 кОм

3) r_э = φ_Т/I_э = 10,75

h_11э = r_б + r_э*(h₂₁ + 1) = 175 + 10,75*31 = 508,25 Ом

K_i0 (коэффициент усиления по току на средних частотах) = - (h₂₁*R₁/(R₁ + h_11э))*(R_к/(R_к + R_н)) = -5,86

4) K_u0 (коэффициент усиления по напряжению в области средних частот) =

- h₂₁*R_к*R_н /h_11э*(R_к + R_н) = -94,9

5) R_вх = h_11э = 508,25 Ом

R_вых = R_к = 2 кОм

Экспериментальная часть:

4.2. Исследование амплитудной характеристики усилителя:

Экспериментально полученные данные, полученные при настройке усилителя:

U_кэА = 4,8 В; ∆ = (U_{кэА теор} – U_{кэА эксп})/ U_{кэА теор} = 6,67%

R₁ = 49 кОм

h₂₁ = R₁*(E₀ - U_кэА)/R_к*(E₀ – U_бэ) = 12,53

К_{u0 теор} = 39,64

е_{c мах} = 36,1 мВ

К_{u0 эксп} = U_{вых эксп} /е_с

U_{вых теор} = е_с*К_{u0 теор}

Таблица 1: Исследование усилителя на средних частотах

ес, В	Uвых эксп, В	Ku0 эксп	Uвых теор, В
0,00200	0,136	68,0000	0,0793
0,00420	0,282	67,1429	0,1665
0,00570	0,384	67,3684	0,2259
0,00793	0,523	65,9521	0,3143
0,00912	0,598	65,5702	0,3615
0,01106	0,728	65,8228	0,4384
0,01321	0,865	65,4807	0,5236
0,01539	1,004	65,2372	0,6101
0,01738	1,127	64,8446	0,6889
0,01951	1,256	64,3772	0,7734
0,02132	1,354	63,5084	0,8451
0,02345	1,482	63,1983	0,9296
0,02547	1,598	62,7405	1,0096
0,02783	1,734	62,3069	1,1032
0,02987	1,836	61,4664	1,1840
0,03130	1,916	61,2141	1,2407
0,03352	2,049	61,1277	1,3287
0,03548	2,149	60,5693	1,4064
0,03610	2,161	59,8615	1,4310
0,03818	2,258	59,1409	1,5135

K_{u0 эксп среднее} = 63,7465

Рис 1: Амплитудная характеристика усилителя

Экспериментальные данные были аппроксимированы прямой. В результате этой процедуры был получен экспериментальный коэффициент усиления K_{u эксп} = 68,33.

4.3. Исследование частотной характеристики усилителя:

е_c = 0,6е_{c мах} = 21,7 мВ

Таблица 2: Исследование частотной характеристики усилителя