Исследование транзисторных усилительных схем: Методические указания и задания на лабораторную работу № 6

Лабораторная работа № 6.

Транзисторные усилительные схемы.

1. Базовые усилительные каскады

Основные схемы построения усилителей на биполярных транзисторах определяются возможными способами их включения — ОБ, ОЭ и ОК. Базовые схемы усилителей со вспомогательными элементами показаны на рис. 1.

Рис. 1. Базовые усилительные каскады с ОБ (а, б), ОЭ (в) и ОК (г)

Здесь:

·  Ucc — напряжение питания,

·  Ui — входное напряжение,

·  Uo — выходное напряжение,

·  Rk — сопротивление коллекторной нагрузки,

·  С— разделительный конденсатор,

·  Re — эмиттерное сопротивление,

·  Rl, R2 — резисторы делителя, задающего режим каскада по постоянному току.

2. Усилительный каскад по схеме с ОБ

Особенностью классической схемы каскада с ОБ (рис. 1.а) является наличие отдельного источника смещения Us, с помощью которого задается режим транзистора по постоянному току, что достаточно неудобно. Поэтому на практике используется каскад ОБ по схеме рис. 1.б, в котором режим по постоянному току задается делителем на резисторах Rl, R2, а по переменному току база соединена с "землей" через блокировочный конденсатор С_б.

3. Исследование усилительного каскада по схеме с ОЭ

В схеме с ОЭ (рис. 2) использованы функциональный генератор для моделирования входного сигнала и осциллограф для просмотра входного и выходного сигналов. Удобно использовать индикаторные вольтметры для контроля напряжений на электродах транзистора в статическом режиме.

4. Параметры усилительных каскадов

Базовые усилительные каскады характеризуются входным Rвх и выходным Rвыx сопротивлениями, коэффициентом усиления тока Кi и напряжения Кu.

Коэффициент усиления каскада с ОЭ рассчитывается по приближенной формуле Ku=Rk/Re (если Re не зашунтировано емкостью).

Рис. 2. Усилительный каскад по схеме с ОЭ

Рис. 3. Осциллограммы входного и выходного напряжений в схеме с ОЭ

5. Задание на лабораторную работу       

1. Исследовать схему усиления каскада с ОЭ.

1.1. Собрать схему (рис. 2). Транзистор берется тот же, что и в работе №5. Для транзисторов p-n-p типа изменить полярность источника напряжения. Амплитуда и частота входного сигнала берется из таблицы. Сохранить осциллограммы входных и выходных напряжений в документе Word.

1.2. Рассчитать теоретический и экспериментальный коэффициенты усиления по напряжению.

1.3. Добавить в схему амперметры для измерения входного и выходного тока. Определить экспериментальный коэффициент усиления по току.

1.4. Увеличивать амплитуду входного сигнала до появления искажений.  Сохранить осциллограммы входных и выходных напряжений в документе Word. Объяснить полученный результат.

1.5. Вернуться к значениям амплитуды входного сигнала из таблицы. Сместить рабочую точку усилительного каскада, изменяя номинал резистора R2 (в сторону увеличения и уменьшения) до появления искажений. Сохранить осциллограммы входных и выходных напряжений в документе Word. Объяснить полученный результат.

1.6. Добавить на график ВАХ транзистора (л/р №5) нагрузочные прямые, соответствующие исходному варианту и экспериментам из 1.4. Отметить на них рабочие точки из экспериментов 1.5.

1.7. Установить параллельно R4 блокировочный конденсатор С_бноминалом 1мкФ и проанализировать, к чему приводит соединение эмиттера по переменному току с "землей" через блокировочный конденсатор Сб.

2. Исследовать схему усиления каскада с ОК.

2.1. Изменить схему (рис. 2) так, чтобы получилась схема включения с ОК. Сохранить осциллограммы входных и выходных напряжений в документе Word. Объяснить полученный результат.

2.2. Определить экспериментальные коэффициенты усиления по напряжению и току.

Контрольные вопросы

1.  Режимы работы транзистора в усилительных каскадах.

2.  В каких схемах происходит, а в каких нет, усиление по току, напряжению, мощности?