Лабораторная работа № 5

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

В состав лабораторного стенда входят:

• базовый лабораторный стенд.

• Лабораторный модуль Lab4A для исследования характеристик би­полярного транзистора типа КТ3102Д.

Подготовьте шаблон отчета в редакторе MS Word.

Установите лабораторный модуль Lab4 на макетную плату лабора­торной станции NI ELVIS. Внешний вид модуля показан на рис. 4.6.

При исследовании характеристик биполярного транзистора исполь­зуется схема, изображенная на рис.4.7.

Рис. 4.6. Внешний вид модуля Lab4A Рис. 4.7. Принципиальная электри-
для исследования характеристик ческая схема для исследования ха-
биполярного транзистора рактеристик биполярного транзи-

стора

Загрузите и запустите программу Lab-4A.vi.

После ознакомления с целью работы нажмите кнопку «Начать ра­боту». На экране появится изображение ВП, необходимого для выполне­ния задания 1 (рис. 4.8).

51

Задание 1. Определение коэффициента передачи биполярного транзистора по постоянному току

4.1.1. Установите с помощью ползунковых регуляторов, находящих­ся на передней панели ВП, напряжения источников питания Е_Б и Е_к, при­мерно равными указанным в табл.4.1, и измерьте с помощью ВП соответ-

ствующие значения тока коллектора I_к, тока базы I _Б и напряжения коллек-

тор-эмиттер U _кэ. Полученные результаты запишите в табл. 4.1.

Рис. 4.8. Лицевая панель ВП при выполнении задания 1

АЛ.2. Вычислите по формуле (4.5) и запишите в табл.4.1 значения статического коэффициента усиления транзистора B _DC. Сделайте вывод о влиянии напряжения коллектор-эмиттер U кэ ^на коэффициент усиления транзистора.

4.1.3. Нажмите на передней панели ВП кнопку «Перейти к зада­нию 2», на экране появится лицевая панель ВП, необходимая для выпол­нения задания 2 (рис.4.9).

Рис. 4.9. Лицевая панель ВП при выполнении задания 2

Задание 2. Получение входной характеристики биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

4.2.1. С помощью цифрового элемента управления, находящегося на
передней панели ВП, установите значение напряжения питания коллектора
Е_к, равным 5 В. Нажмите на панели ВП кнопку «Измерение». На графиче­
ском индикаторе ВП появится график зависимости входного тока 1_Б тран­
зистора от входного напряжения и_БЭ.

Скопируйте изображение, полученное на графическом индикаторе на страницу отчета.

4.2.2. Изменяя напряжение источника ЭДС базы Е_Б с помощью пол-зункового регулятора, расположенного на панели ВП, установите значение тока базы сначала примерно равным 10 мкА, а затем примерно равным 40 мкА. Запишите в отчет значения тока базы 1_Б и напряжения база-эмиттер и_БЭ для этих точек входной характеристики.

4.2.3. Вычислите дифференциальное входное сопротивление транзи­стора при изменении базового тока от 10 мкА до 40 мкА по формуле r _вх = dU_БЭ/dI_Б. Полученное значение запишите в отчет.

4.2.4. Нажмите на передней панели ВП кнопку «Перейти к зада­нию 3», на экране появится лицевая панель ВП, необходимая для выпол­нения задания 3 (рис.4.10).

Рис. 4.10. Лицевая панель ВП при выполнении задания 3

Задание 3. Получение семейства выходных характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

4.3.1. Нажмите на панели ВП кнопку «Измерение». На графическом индикаторе ВП появятся графики зависимостей коллекторного тока 1_К от напряжения коллектор-эмиттер U_K3, полученные при плавном изменении напряжения на коллекторе транзистора от 0 до 10 В и фиксированных зна­чениях напряжения источника ЭДС базы Е_Б = 0,6 В; 0,74 В; 0,88 В; 1,02 B; 1,16 В. Установившиеся при этом значения тока базы 1_Б отображаются на поле графика.

4.3.2. Скопируйте изображение, полученное на графическом индика­торе, на страницу отчета. Средствами MS Word для каждой кривой от­метьте соответствующие значения тока базы транзистора.

4.3.3. При фиксированном коллекторном напряжении, Равном U_K3 -5 В, определите ток коллектора Ik, соответствующий значениям тока ба­зы, при которых снимались выходные характеристики.

Для этого с помощью расположенного на панели ВП ползункового регулятора «X» установите вертикальную визирную линию напротив де­ления «5 В» горизонтальной оси графика выходных характеристик. Затем с помощью горизонтальной визирной линии, перемещаемой ползунковым регулятором «Y», получите значения коллекторного тока в точках пересе­чения выходных характеристик с вертикальным визиром. Полученные ре­зультаты запишите в отчет.

4.3.4. Определите коэффициент передачи тока В_АС при изменении
тока базы в диапазоне от 10 мкА до 40 мкА по формуле В_АС =d 1_К /d 1_Б.

54

Полученное значение запишите в отчет.

4.3.5. Выберите сопротивление коллектора равным R_K = 300 Ом, а ЭДС коллекторного источника питания Ек - 5 В, и средствами MS Word постройте в отчете на графике выходных характеристик транзистора ли­нию нагрузки по двум точкам: точка Е_к = 5 В на оси абсцисс и точка 1_К = Eк/R_K на оси ординат.

4.3.6. Оцените по выходным характеристикам и линии нагрузки зна­чения тока коллектора 1_К и тока базы 1_Б в рабочей точке, для которой U_K =Е_К/2. Полученные значения запишите в отчет.

4.3.7. Нажмите на передней панели ВП кнопку «Перейти к зада­нию 4», на экране появится лицевая панель ВП, необходимая для выпол­нения задания 4 (рис.4.11).

Рис. 4.11. Лицевая панель ВП при выполнении задания 4

Задание 4. Установка рабочей точки транзисторного каскада с общим эмиттером

4.4.1. Установите с помощью органов управления ВП амплитуду на­пряжения источника входного гармонического напряжения и_Вх_т ⁼0, и ве­личину напряжения источника ЭДС коллектора Е_к = 5 В. Нажмите кнопку «Измерение».

На графике выходных характеристик транзистора появится изобра­жение линии нагрузки. Сравните его с изображением, полученным при выполнении п.4.3.5.

4.4.2. Регулируя ЭДС источника смещения базы Е_Б, установите зна­чение тока базы 1_Б, равное значению, полученному в п.4.3.6. Измерьте и запишите в табл.4.2 параметры статического режима транзисторного уси-

лителя с общим эмиттером.

4.4.3. Плавно увеличивая амплитуду входного сигнала и_Вх.т> получи­те на графическом индикаторе ВП максимальный неискаженный выходной сигнал. Скопируйте изображение выходного сигнала в отчет. Сопоставьте осциллограммы и сделайте вывод о соотношении фаз входного и выходно­го сигналов транзисторного каскада с общим эмиттером.

4.4.4. С помощью ВП измерьте значения амплитуд входного и_вх и выходного U_BbIX сигналов. Для этого, используя визирные линии графиче­ских индикаторов, определите по осциллограммам входного и выходного сигналов максимальные и минимальные мгновенные значения указанных напряжений. При отсчете значений напряжения используйте цифровые индикаторы, совмещенные с ползунковыми регуляторами ВП. Для опреде­ления амплитуды сигналов используйте формулу U_m=(u_max-u_min)/2. Полу­ченные результаты запишите в отчет.

4.4.5. Используя полученные значения амплитуды входного и вы­ходного сигналов, определите по формуле (4.17) коэффициент усиления транзисторного каскада. Результат запишите в отчет.

4.4.6. Вычислите коэффициент усиления транзисторного каскада по формуле (4.18). Результат запишите в отчет. Сравните измеренное и рас­считанное значения коэффициента усиления. Объясните полученный ре­зультат.

4.4.7. Исследуйте, как влияет положение рабочей точки на работу транзисторного каскада с общим эмиттером. Для этого, регулируя напря­жение ЭДС источника смещения базы Еб, измените значение тока базы примерно на 30% от величины 1_Б, полученной в разделе 4.3.6, сначала в сторону увеличения, а затем в сторону уменьшения. Пронаблюдайте ха­рактер искажения выходного сигнала. Скопируйте в отчет изображение, полученное на графическом индикаторе ВП в обоих случаях. Объясните причину наблюдаемых искажений выходного сигнала.

4.4.8. Выключите ВП, для чего нажмите на панели ВП кнопку «За­вершение работы».

• Изобразите возможные схемы включения биполярного транзистора.

• Укажите факторы, определяющие силу тока, протекающего через коллектор биполярного транзистора.

• Зависит ли коэффициент B _DC от тока коллектора? Если да, то в какой степени? Обоснуйте ответ.

• Что можно сказать по выходным характеристикам о зависимости то­ка коллектора от тока базы и напряжения коллектор-эмиттер?

• Зависит ли дифференциальное входное сопротивление биполярного транзистора от тока эмиттера?

• Чем определяется положение рабочей точки биполярного транзисто­ра?

• При каком условии биполярный транзистор будет находиться в ре­жиме отсечки?

• Чем определяется падение напряжения между коллектором и эмит­тером в режиме насыщения?

• Какова разность фаз между входным и выходным гармоническими сигналами в усилительном каскаде с общим эмиттером?

• Чем определяется коэффициент усиления по напряжению в транзи­сторном каскаде с общим эмиттером?

• Объясните, как работает ВП при выполнении заданий лабораторной работы.

• Насколько точно определены в работе параметры биполярного тран­зистора? От чего может зависеть качество полученных результатов?

Дата добавления: 2015-05-06