2.2. Сборка и изучение усилительного каскада на биполярном транзисторе с общим эмиттером.

Приборы и оборудование:

Транзистор: П306;

Источники постоянного тока: Б5-8;

Вольтметр (мультиметр):

Генератор: Г3-102

Осциллограф: С1-83

Набор резисторов: 470 Ом, 470 Ом, 10 кОм

Набор конденсаторов: 0,25 мкФ, 1,5 мкФ

2.2.1. Произвести расчёт усилительного каскада.

Рабочая точка транзистора: U_б0=0,67 В;

по графику входной характеристики соответствующий ток базы: I_б0=1 мА;

сопротивление базы R_бо=670 Ом;

по графику передаточной характеристики – ток коллектора в режиме покоя I_ко=32 мА;

напряжение питания усилительного каскада Е_к=25 В;

Тогда параметры делителя R₁, R₂ определятся из соотношений:

Сопротивление R_к рассчитать из условия, что в режиме покоя падение напряжения на нём составляет примерно половину напряжения питания (условие минимальных искажений):

Эквиваленты из набора резисторов:

R₁=10 кОм

R₂=470 Ом

R_k=470 Ом

Разделительные ёмкости:

C₁=0,25 мкФ

C₂=1,5 мкФ

Рассчитать ожидаемый коэффициент усиления (передачи) напряжения К_U и мощность транзистора.

2.2.2. Собрать схему усилительного каскада на монтажной панели. На вход подключить генератор, на выход – осциллограф. Убедиться в работоспособности схемы и соответствии реальных параметров расчётным.

2 .2.3. Изучение амплитудной характеристики усилителя.

Изменяя амплитуду сигнала при постоянной частоте, снять зависимость выходного напряжения от напряжения сигнала на входе (амплитудную характеристику). Результаты измерения занести в таблицу:

Рис. 6.

Таблица 4. Зависимость напряжения на выходе от напряжения на входе.

Uвх	0,002	0,005	0,01	0,02	0,05	0,1	0,2	0,5	1	2
Uвых	0,079	0,198	0,378	0,764	1,902	3,75	7,98	12,09	12,93	13,28
Ku	39,5	39,6	37,8	38,2	38,04	37,5	39,9	24,18	12,93	6,64

По результатам измерений построить зависимость напряжения на выходе от напряжения на входе.

Определить минимальный и максимальный уровень сигнала, при котором коэффициент передачи сохраняет постоянное значение (рабочий диапазон). Зарисовать осциллограммы выходных сигналов в рабочем диапазоне и за его пределами.

минимальный: U_min=2 мВ;

максимальный: U_max=2000 мВ.

Рис. 7. Рис. 8.

2.2.4. Изучение частотной характеристики усилителя.

Изменяя частоту сигнала при постоянном напряжении измерить зависимость коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала.

U_вх=100 мВ

Результаты измерений занести в таблицу:

Таблица 5. Изучение частотной характеристики усилителя.

f, Гц	20	30	40	50	80	100	150	200	250
Uвых	0,09	0,135	0,179	0,226	0,358	0,446	0,642	0,816	0,971
Ku	0,9	1,35	1,79	2,26	3,58	4,46	6,42	8,16	9,71
Lgf	1,30103	1,4771	1,6021	1,699	1,9031	2	2,1761	2,301	2,3979

500	600	750	900	1000	2000	3000	4000	5000	6000
1,457	1,561	1,664	1,733	1,758	1,808	1,784	1,736	1,666	1,591
14,57	15,61	16,64	17,33	17,58	18,08	17,84	17,36	16,66	15,91
2,699	2,7782	2,8751	2,9542	3	3,301	3,4771	3,6021	3,699	3,7782

10000	20000	30000	40000	50000	70000	100000	150000	200000
1,29	0,763	0,513	0,375	0,289	0,19	0,122	0,069	0,042
12,9	7,63	5,13	3,75	2,89	1,9	1,22	0,69	0,42
4	4,301	4,4771	4,6021	4,699	4,8451	5	5,1761	5,301

Рис. 9.

Граничные частоты (при которых коэффициент передачи уменьшается враз): K= 18,08/√2≈12,8;

f_гр1=0,3 кГц, f_гр2=10 кГц.

Рис.10.

Тогда полоса рабочих частот усилителя (интервал между граничными частотами):

∆f=f_гр2-f_гр1=10 кГц - 0,3 кГц=9,7 кГц.

По рис. 10.

Lnf₁=2,6, Lnf₂=4; f₁≈398 Гц≈400 Гц ≈0,4 кГц, f₂=10000 Гц=10 кГц.

∆f=f_гр2 - f_гр1=10 кГц - 0,4 кГц =9,6 кГц.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ