Исследование усилителей с общим эмиттером и эмиттерного повторителя. Изучение принципа работы и измерение характеристик усилителя на биполярном транзисторе

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра автоматизации производственных процессов

Лабораторная работа № 7

«Исследование усилителей с общим эмиттером и эмиттерного повторителя»

Санкт-Петербург

2002

Цель работы

Изучение принципа работы и измерение характеристик усилителя на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером и по схеме с общим коллектором.

Описание лабораторной установки

Предлагаемый к исследованию электронный усилитель собран на биполярном транзисторе типа p-n-p, с помощью переключателя можно изменить схему включения транзистора (либо с общим эмиттером, либо с общим коллектором). Устройство смонтировано в верхней части наклонной панели под номером 7. Все элементы находятся на внутренней стороне панели, а на внешнюю выведены гнёзда для подключения соответствующих приборов.

Напряжение питания (8..12) В подается с помощью гибких шнуров от измерительного комплекса MS-9150 (клеммы в нижней правой части прибора, над которыми имеется надпись «0~30» - черная клемма, соединенная с голубой GND (Grund – земля) – это минусовой зажим, а красная – плюсовой. Уровень напряжения питания регулируется ручкой «VOLTAGE» и контролируется на нижнем цифровом табло.

Входной синусоидальный сигнал подается также от измерительного комплекса MS-9150 посредством гибкого экранированного кабеля, имеющего на конце вилки – черный проводок следует подсоединить к общему проводу усилителя.

Уровень входного сигнала регулируется ручкой «AMP» (амплитуда), а частота устанавливается с помощью кнопок «FREQENCY» (частота) – грубо и ручки с лимбом (плавно). Отсчет производится на цифровом табло в соответствие с надписями MHz, kHz или Hz.

Для исследования усилителя с ОЭ тумблер SA1 на макете (см. рис. 1) следует установить в нижнее положение. Тумблером SA2 можно включать или отключать конденсатор C2  в цепи эмиттера. Когда  конденсатор отключен от резистора R4, то на последнем будет создаваться переменное напряжение за счет протекания пульсирующего тока, когда подан сигнал. И это напряжение через R2 будет приложено между базой и эмиттером в противофазе с входным сигналом.  Вследствие этого управляющее напряжение U_эб уменьшается, выходное напряжение также уменьшается. Таким образом, при отключенном конденсаторе С2 в усилителе действует отрицательная обратная связь, уменьшающая усиление каскада, но зато стабилизирующая его работу.

На макете предусмотрена возможность изменять значение сопротивления нагрузки R_н. Если ни один из резисторов R5-R9 не подключен к разделительному конденсатору C3, то R_н = ¥, усилитель работает вхолостую, напряжение на его выходе максимально.

Подаваемое от генератора сигналов напряжение и входное напряжение усилителя контролируется одним и тем же электронным вольтметром (правильно выбирайте пределы измерения!). Выходное напряжение контролируется вторым электронным вольтметром (переключатель пределов измерения 3 или 10 В).

Форма напряжения регистрируется осциллографом, при снятии амплитудной характеристики – при некотором уровне входного сигнала начинает срезаться верхушка или нижняя часть синусоиды, это свидетельствует о появлении нелинейных искажений.

После выполнения всех внешних соединений преподаватель проверяет все цепи и дает разрешение включить сетевое напряжение.

	Рис. 1 Исследование усилителя низкой частоты. Биполярный транзистор структуры p-n-p, включенный по схеме с общим эмиттером при верхнем положении переключателя SA1 и по схеме с общим коллектором  при нижнем положении SA1

Программа работы

Исследование усилителя по схеме с общим эмиттером

Для проведения данной части работы необходимо переключить переключатель SA1 (см. рис. 1) в нижнее положение, что соответствует включению транзистора VT1 по схеме усилителя с общим эмиттером.

1. Снятие нагрузочной характеристики, представляющей собой зависимость коэффициента усиления по напряжению от сопротивления нагрузки K_U = j(R_н+).

На вход усилителя подайте синусоидальное напряжение, эффективное значение которого U_вх, измеряемое вольтметром, установите равным 20, 25 или 30 мВ (по заданию руководителя). В процессе опыта заданное значение U_вх поддерживайте неизменным. Частота сигнала может быть выбрана произвольной в диапазоне 800 Гц – 2,5 кГц, она также остается постоянной в процессе этого опыта (специально частоту поддерживать не нужно).

Сопротивление нагрузки изменяйте перестановкой штекера в выходной цепи. Для каждого значения R_н измеряйте U_вых.