Порядок выполнения экспериментов · Соберите на наборном поле цепь усилительного каскада с ОЭ (рис. 3.1.2). В ней напряжение смещения регулируется потенциометром 1 кОм. Последовательно с источником переменного сигнала и на выходе включены конденсаторы 1 мкФ для развязки цепей постоянного и переменного тока. На входе имеется также токоограничивающее сопротивление 1 кОм. Диод включён для защиты эмиттерного перехода от обратного напряжения, а сопротивление 10 Ом для стабилизации характеристик транзистора. Измерение входного и выходного напряжений осуществляется осциллографом и двумя мультиметрами (V1 и V2).
Рис. 3.1.2
· Включите осциллограф для наблюдения по двум каналам одновременно(канал I – 0,5 В/дел., канал II – 5 В/дел). Включите мультиметры для измерения переменных напряжений.
Примечание. Не используйте предел измерения 200 mV для измерения переменных напряжений, содержащих постоянную составляющую! Другие пределы использовать можно.
· Включите блок генераторов напряжений и установите частоту синусоидального напряжения 1 кГц, а амплитуду сначала равной нулю.
· Изменяя напряжение смещения на базе поворотом ручки потенциометра вправо и влево, установите напряжение покоя UКЭ примерно в середине диапазона его изменения. Подайте на вход усилителя синусоидальное напряжение и, регулируя его амплитуду, установите на входе максимальный сигнал, соответствующий неискажённому напряжению на выходе. При необходимости уточните положение точки покоя.
· Запишите в табл. 3.1.1 входное и выходное напряжения. Для определения тока базы и тока коллектора измерьте также напряжения на резисторе 1 кОм (URВХ) во входной цепи и на резисторе 330 Ом в цепи коллектора (URН).
· Вычислите ток базы (входной ток) и ток коллектора (выходной ток), разделив напряжения на соответствующие сопротивления и также запишите их в табл. 3.1.1.
· Определите коэффициенты усиления по напряжению, току, и мощности (kP = kU·kI).
· Для определения выходного сопротивления подключите к выходу (параллельно вольтметру V2) нагрузочное сопротивление, указанное в таблице. При этом напряжение на выходе уменьшится от UВЫХ, которое уже записано в табл. 3.1.1, до UВЫХ1. Запишите это значение также в табл. и вычислите выходное сопротивление по формуле:
· Уберите нагрузочное сопротивление, а для определения входного сопротивления включите добавочное сопротивление RДОБ во входную цепь (последовательно с генератором переменного напряжения). При этом напряжение на выходе уменьшится от UВЫХ до UВЫХ2. Запишите это значение также в табл. и вычислите входное сопротивление по формуле:
· Теперь соберите цепь усилительного каскада с ОК (рис. 3.1.3).
· Снова подайте на вход синусоидальное напряжение, соответствующее максимальному неискажённому напряжению на выходе, отрегулировав предварительно точку покоя потенциометром 10 кОм.
· Проделайте все те же опыты, что и в схеме сообщим эмиттером, и заполните второй столбец табл. 3.1.1.
· Проделайте аналогичные опыты в схеме усилителя с общей базой (рис. 3.1.4) и сравните результаты. При сборке схемы не ошибитесь с полярностью электролитического конденсатора 470 мкФ!
Рис. 3.1.3
Таблица 3.1.1
| Схема с ОЭ
| Схема с ОК
| Схема с ОБ
| UВХ, В
|
|
|
| UВЫХ, В
|
|
|
| UR Г, В
|
|
|
| UR Н., В(*)
|
|
|
| UВЫХ1, В
| (при RН=1 кОм)
| (при RН=0,47 кОм)
| (при RН=1 кОм)
| UВЫХ2, В
| (при R ДОБ=1 кОм)
| (при R ДОБ=4,7 кОм)
| (при R ДОБ=10 Ом)
| IВХ, мА
|
|
|
| IВЫХ, мА
|
|
|
| kU
|
|
|
| KI
|
|
|
| KP
|
|
|
| RВЫХ, кОм
|
|
|
| RВХ, кОм
|
|
|
| (*) В схеме с ОЭ измеряется на сопротивлении, включённом в цепь эмиттера.
Рис. 3.1.4
Контрольные вопросы
- В каком из усилителей происходит инвертирование сигнала и в чём оно выражается?
- Какой из усилителей имеет наибольший коэффициент усиления по мощности?
- В каких случаях свойства усилителей с общим коллектором имеют особое применение?
- Каковы особые свойства усилителей с общей базой и где они могут быть использованы?
Исследование усилительных каскадов на полевых транзисторах
Общие сведения
Полевые транзисторы также как и биполярные могут быть использованы как управляющие элементы в различных усилительных цепях. По названию того электрода транзистора, который используется как общая точка для напряжений входного и выходного сигналов, различают три основные схемы усилителей на полевых транзисторах: с общим истоком (ОИ),с общим стоком (ОС) и с общим затвором (ОЗ).
Экспериментальная часть
Задание
Определить экспериментально коэффициенты усиления по напряжению усилительных каскадов с ОИ, ОС и ОЗ, определить их входные и выходные сопротивления.
|