Экспериментальная часть. Усилители на биполярных транзисторах

Общие сведения

Усилители на биполярных транзисторах

Транзисторы используются как управляющие элементы в усилительных цепях. По названию того электрода транзистора, который используется как общая точка для напряжений входного и выходного сигнала, различают три основные схемы усилителей на биполярных транзисторах:

• с общим эмиттером (ОЭ);

• с общим коллектором (ОК);

• с общей базой (ОБ).

В наиболее распространенных схемах усилителей используются n-p-n транзисторы. Однако p-n-p транзисторы так же можно использовать, но тогда нужно изменить полярность рабочего напряжения.

Задание: выполнить измерения и определить следующие электрические показатели основных схем усилителей:

• коэффициент усиления по напряжению ;

• угол фазового сдвига ;

• входное сопротивление R_ВХ;

• выходное сопротивление R_ВЫХ.

Усилители используются для усилия напряжения переменного тока. Конденсаторы C₁ и С₂ установлены для развязывания рабочего и управляющего напряжений, делитель напряжения 100 кОм/100 Ом – для удобства регулирования и измерения малых значений входного напряжения.

Последовательность выполнения эксперимента:

• Соберите цепь усилителя по схеме с общим эмиттером (рисунок 4.12) и установите частоту синусоидального напряжения f = 1 кГц и действующее значение напряжения (1 кОм/100 Ом), чтобы обеспечить более точную регулировку и измерение входного напряжения. Это означает, что при напряжении источника U = 2 В на входе усилителя будет напряжение U_ВЫХ = 0,2 В.

Рисунок 4.12 – Схема для выполнения эксперимента:

схема включения транзистора с общим эмиттером

• Перерисуйте осциллограммы входного и выходного напряжений на координатную плоскость (рисунок 4.13) и укажите масштабы по осям.

• Измерьте входное и выходное напряжения, определите угол фазового сдвига этих напряжений и вычислите коэффициент усиления по напряжению, используя следующее соотношение:

.

Результаты этих и последующих измерений и вычислений занесите в таблицу 4.5.

• Далее определите входное сопротивление усилителя R_ВХ. Для этого включите последовательно во входную цепь усилителя (точка А) резистор R_ДОБ = 1 кОм. Это вызовет снижение выходного напряжения U_ВЫХ усилителя от U_{ВЫХ 1} до U_{ВЫХ 2}. Тогда входное сопротивление R_ВХ можно рассчитать следующим образом:

.

• Теперь определите выходное сопротивление R_ВЫХ. Для этого включите нагрузочный резистор R_Н =1 кОм параллельно выходу усилителя (точки С-0). Это также вызовет снижение выходного напряжения усилителя от U_{ВЫХ 2} до U_{ВЫХ 3}. Выходное сопротивление можно вычислить, используя соотношение:

.

• Соберите цепь усилителя по схеме с общим коллектором (рисунок 4.13).

Рисунок 4.13 – Осциллограммы входного и выходного напряжений

• Повторите описанные выше измерения, постройте кривые в координатной плоскости (рисунок 4.14) и занесите результаты в таблицу 4.5. При этом R_ДОБ = 10 кОм, а R_Н = 100 Ом.

Рисунок 4.14 – Схема для выполнения эксперимента:

схема включения транзистора с общим коллектором

Рисунок 4.15 – Осциллограммы входного и выходного напряжений

• Соберите цепь усилителя по схеме с общей базой (рисунок 4.16).

• Повторите описанные выше измерения, постройте кривые в координатной плоскости (рисунок 1.17) и занесите результаты в таблицу 4.5. При этом R_ДОБ = 220 Ом, а R_Н = 1 кОм.

Рисунок 4.16 – Схема для выполнения эксперимента:

схема включения транзистора с общей базой

Рисунок 4.17 – Осциллограммы входного и выходного напряжений

Таблица 4.5 – Таблица результатов измерений и вычислений

	с общим эмиттером	с общим коллектором	с общей базой
Uвх	0,2 В, 1 кГц	0,3 В, 1 кГц	0,3 В, 2 кГц
UВЫХ 1
UВЫХ 2
UВЫХ 3
RВХ
RВЫХ

Вопрос 1: Какой из трех усилителей имеет инвертирующий эффект?

Ответ:.................

Вопрос 2: В каких задачах свойства усилителя с общим коллектором имеют особое применение?

Ответ:.................

Вопрос 3: В каких отношениях усилитель с общей базой отличается от усилителя с общим эмиттером?

Ответ:.................

Дата добавления: 2014-12-07