Порядок выполнения работы. Исследовать работу биполярного транзистора в ключевом режиме

Оборудование

Литература

Цель работы

Исследовать работу биполярного транзистора в ключевом режиме. Исследовать работу эмиттерного повторителя

1. Хоровиц П., Хилл У., Искусство схемотехники: В 2-х т. Пер с англ. – Изд. 3-е, стереотип. – М.: Мир, 1986. – 560 с., ил.

Мультиметр, осциллограф, генератор сигналов, источник питания.

1. Исследуйте работу транзистора в ключевом режиме, для этого:

а) Соберите схему в соответствии с рис.5.1. (R₁ = 1 кОм, VT₁ – выдается преподавателем)

Рис.5.1. Биполярный транзистор в ключевом режиме.

б) подайте питающее напряжение (5 В), замыкая и размыкая ключ, убедитесь, что лампочка загорается.

в) При замкнутом ключе измерьте токи в управляющей цепи (база транзистора, клеммы 1, 1`) и в цепи нагрузки (клеммы 2, 2`). Сделайте выводы о работе схемы.

г) При разомкнутом ключе подайте на клемму «» прямоугольные импульсы небольшой частоты (20-30 Гц) амплитудой 5 В. Объясните происходящее.

2. Сделайте выводы о проделанной работе. Какие возможности в электронике предоставляет исследованный в лабораторной работе эффект?

3. Исследуйте работу симметричного мультивибратора. Рассчитайте номиналы элементов (R₁, R₂, R₃, R₄, C₁, C₂) необходимые для получения прямоугольных колебаний заданной частоты (частота выбирается преподавателем в пределах от 100 Гц до 10 кГц). Соберите схему.

Рис.5.2. Симметричный мультивибратор.

4. Зарисуйте осциллограмму выходного напряжения, рассчитайте параметры полученных прямоугольных импульсов.

5. Увеличьте сопротивление одного из резисторов (R₂ или R₃) в 2 раза, проследите изменение осциллограммы выходного напряжения (зарисуйте), объясните полученный результат.

Приложение 5.1.

Мультивибратор – релаксационный генератор электрических колебаний прямоугольного типа с крутыми фронтами.

Рис.5.3. Симметричный мультивибратор.

Мультивибратор имеет два метастабильных состояния.

Состояние 1: VT₁ закрыт, VT₂ открыт и насыщен, C₁ быстро заряжается базовым током VT₂ через R₁ и VT₂, после чего, при полностью заряженном C₁ через R₁ не течет ток, напряжение на C₁ равно (ток базы VT₂)·R₂, а на коллекторе VT₁ – питанию. Напряжение на коллекторе VT₂ невелико, C₂ заряжен ранее в предыдущем состоянии. В итоге м напряжение на базе VT₁ – отрицательное, транзистор заперт.

Состояние 2: то же в зеркальном отражении.

Переход из состояния в состояние: в состоянии 1 C₂ начинает медленно перезаряжаться через открытый VT₂ и R₃. Отрицательное напряжение на нём уменьшается, а напряжение на базе VT₁ – растет, пока через довольно длительное время не достигнет положительного значения.

Это приведет к началу открытия VT₁, появлению коллекторного тока через R₁ и VT₁ и падению напряжения на коллекторе VT₁ (падение на R₁). Так как C₁ заряжен и быстро разрядиться не может, это приводит к падению напряжения на базе VT₂ и началу закрытия VT₂. Закрытие VT₂ приводит к снижению коллекторного тока и росту напряжения на коллекторе (уменьшение падения на R₄). В сочетании с перезарядкой C₂ это ещё более повышает напряжение на базе VT₁. Эта положительная обратная связь приводит к насыщению VT₁ и полному закрытию VT₂.

Частота колебаний симметричного мультивибратора рассчитывается по формуле.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6.
«Биполярные транзисторы. Часть II.»

Дата добавления: 2015-05-06