Исследование усилителей постоянного тока на транзисторах и микросхемах

Лабораторная работа № 4

Исследование усилителей постоянного тока на транзисторах и микросхемах

1. Цель работы: изучить работу усилителей постоянного тока (УПТ) на транзисторах и микросхемах (ИМС) с непосредственной связью, рассмотреть – способы снижения дрейфа нуля УПТ, снять основные характеристики и определись параметры УПТ ( 4 часа).

2. Техническое, описание стенда для исследования УПТ (ЭС15)

2.1 .Назначение стенда ЭС-15

Стенд ЭС15 для исследования транзисторных усилителей тока (с непосредственной связью) предназначается для проведения лабораторной работы по курсу «Промышленная электроника и преобразовательная техника и электронные устройства автоматики».

2.2 Техническая характеристика стенда ЭС15

 Стенд позволяет исследовать усилители постоянного тока (с непосредственной связью) на транзисторах и интегральных микросхемах, что дает возможность провести сравнительный анализ указанных схем.

2.2.1. Техническая характеристика УПТ-1 (на транзисторах):

1. Тип транзисторов МП2бБ.

2. Входное напряжение Uвх, В 0¸0,05.

3. Сопротивление нагрузки Rн, кОм 0¸10.

4. Коэффициент усиления первого каскада, К1≥9.

5. Коэффициент второго каскада, К2≥4.

6. Коэффициент усиления третьего каскада, К3≥1,4.

7. Коэффициент передачи цепочки связи между вторым и третьим каскадом, g≥0,8.

8. Коэффициент усиления всей схемы, К≥38.

9. Напряжение коллекторного питания, Ек (регулируемое), В (0¸16).

10. Дрейф нуля при изменении Ек от  Екmin до Екmax Uдр = ΔUвых, В 3,2.

2.2.2. Техническая характеристика УПТ-2 ( на интегральных микросхемах):

1. Тип микросхем К1УТ401Б.

2. Входное напряжение, Uвх, мВ, 0 - 0,5.

3. Сопротивление нагрузки, кОм, 4,7.

4. Напряжение питания, Еэ, В 12,6.

5. Коэффициент усиления, К≥6500.

2.3. Конструкция стенда ЭС-15

 Стенд сконструирован в виде настольного переносного прибора. Все тумблеры, ручки регулировок, контрольные гнезда и измерительный прибор расположены на передней панели (рис. 4.1).

2.3.1. Изображения исследуемых схем УПТ-1 (на транзисторах) и УПТ-2 (на микросхемах) и соответствующие обозначения элементов нанесены на передней панели:

- «Сеть» - тумблер для включения стенда;

- «Вкл» - сигнальная лампочка сети;

- «B1» -тумблер подключения УПТ-1 к источнику сигнала или к корпусу;

- «В2» - тумблер для подключения УПТ-2 к источнику сигнала или к корпусу;

- «В3» - тумблер для подключения второго каскада УПТ-1 к выходу первого или к корпусу;

- «В4» - тумблер для подключения цепи нагрузки к УПТ-1;

- «В5» - тумблер для подключения цепи нагрузки к УПТ-2;

- «Uвх 1 0¸50 мВ»;

- «Uвх 2 0¸50 мВ» - ручка регулировки уровня входного напряжения;

- «ЕK», «Eэ» - ручка регулировки напряжений питания для УПТ-1 и УПТ-2;

- «Rн1 10 кОм», «Rн2 10 кОм» - ручки регулировки сопротивления нагрузки УПТ-1 и УПТ-2;

Рис. 4.1. Стенд ЭС-15. Исследование усилителей постоянного тока на транзисторах и микросхемах

- «Ек», «Еэ» -вольтметр для измерения питающих напряжения;

-«Rсв» - ручка регулировки сопротивления цепи между вторым и третьим каскадом;

- «Rэ1,2», «Rэ3,4»-ручки регулировки баланса мостовых схем первого и второго каскадов УПТ-1;

- «Rг» - ручка регулировки сопротивления согласования первого каскада с внутренним сопротивлением источника сигнала»;

- «Гн1 - Гн20» - контрольные гнезда.

2.4. Работа стенда ЭС15

Принцип действия стенда заключается в том, что на вход исследуемых схем УПТ подается от источника входного сигнала медленно меняющееся во времени напряжение, и исследуются усилительные способности схем, а также определяется дрейф нуля УПТ при изменении напряжения источника питания.

Для оценки усилительных свойств схемы УПТ-1 (на транзисторах) с помощью внешнего вольтметра определяются потенциале и рассчитываются токи в цепях транзисторов в режиме покоя.

2.5. Приборы, используемые в работе

- стенд ЭС15;

- вольтметр постоянного тока.

2.6. Подготовка стенда ЭС15 к работе с трехкаскадным УПТ на транзисторах

2.6.1. Тумблеры В1, В2, ВЗ, В4, В5, выключить (вниз), тумблер В6 перевести в положение

«-Ек» Потенциометр «Uвх 1 0 – 50мв» перевести в левое крайнее положение.

Потенциометры «-Ек», «-Еэ», «Rн1»,«Rн2», «Rсв», «Rг», «Rэ1,2», «Rэ3,4» перевести в левое крайнее положение.

2.6.2. Включить тумблер «Сеть». При этом должна загореться лампочка «Вкл».

2.6.3. Тумблеры В3 и В4 установить вертикально вверх.

2.6.4. Установить ручной «-Ек» по вольтметру ИП1 напряжение Ек по заданию преподавателя.

2.6.5. Ручку потенциометра Rн1 установить в крайнее правое положение.

2.6.6. Устранить с помощью балансировки каскадов дрейф нуля на выходе какого из трех усилителей, входящих в схему УПТ1.

Для этого сбалансировать первый каскад на транзисторах Т1 и Т2 подключить вольтметр к гнездам Гн2 и Гн3, которые являются выходными для первого каскада УПТ.