З

А) б)

Рис.3.

АДАНИЕ 1. Измерение и построение графиков входных и выходных ВАХ биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (рис. 3).

1. Создать на диске D в каталоге СТУДЕНТЫ подкаталог:

Электроника_Специальность_Номер варианта.

2. Собрать схему для исследования транзистора:

–n-p-n-типа для нечетных вариантов, изображенную на рис.3,а;

–p-n-р-типа для четных вариантов, изображенную на рис.3,б.

Установить тип транзистора – идеальный (ideal), напряжение источника Еп=10 В.

3. Сохранить схему в файле с именем «RT-делитель-1-№вар» в созданном каталоге.

Например, для варианта 3: RT-делитель-1-3.

4. Для построения входной ВАХ транзистора выполнить измерения напряжения база-эмиттер U_be для различных значений тока базы I_b в соответствии с табл.1 и занести результаты измерений в эту же таблицу.

Таблица 1
Ib,А	Ube,В
0
0,1
1
5
10
20
50
100

График входной ВАХ транзистора

По данным табл.1 построить график зависимости тока базы от напряжения база – эмиттер: .

4. С применением этой же схемы получить семейство выходных ВАХ транзистора. Для этого провести измерения тока коллектора I_k при каждом изменяемом значении напряжения питания Е_П и фиксированными значениями тока базы I_b в соответствии с табл.2 и занести результаты измерений в эту же таблицу.

По данным табл.2 построить графики зависимости тока коллектора от напряжения коллектор – эмиттер:

Таблица 2
Ib,А	ЕП,В
	0,1	0,5	1	5	10	20
0
10
20
30
40
50

Графики выходных ВАХ транзистора

Сформулировать выводы по следующим вопросам:

1. Какой вывод можно сформулировать по виду входной ВАХ об идентичности или различии перехода «база-эмиттер» транзистора и ВАХ диода, смещенного в прямом направлении?

2. От чего зависит ток коллектора транзистора по виду выходных ВАХ?

ЗАДАНИЕ 2. Исследование статических параметров R-T делителя по положению рабочих точек на ВАХ идеального транзистора.

1. И

   

   а) б)

   Рис. 4.

   зменить исходную схему, включив в цепь базы резисторR_b, а в цепь коллектора резистор R_k и исключив генератор тока согласно рис.4 а), б).

Установить параметры источника питания Е_П, резисторов R_b и R_k согласно заданным вариантам по табл.3.

Таблица 3.
Параметры элементов	Номера вариантов
ЕП, В	20	14	10	18	12	16	19	15	15	18
Rb, кОм	650	320	250	420	210	520	630	360	100	220
Rk, кОм	2,5	1,8	0,8	1,3	1,1	2,4	2,7	1,2	0,55	1,2

Сохранить схему в файле с именем «RT-делитель-2-№вар» в созданном каталоге.

Например, для варианта 3: RT-делитель-2-3.

Использовать ВАХ идеального транзистора, полученные при выполнении задания 1.

2. Графоаналитическим методом рассчитать положения рабочих точек О_б и О_к. Для этого в координатах входной ВАХ построить ВАХ резистора R_b и в координатах выходной ВАХ построить ВАХ резистора R_k согласно изложенной выше методике.

Занести координаты рабочих точек, которые являются входными и выходными токами и напряжениями транзистора, в столбец «Расчет» формы 1.

Форма 1
Исследуемые параметры делителя Вариант №	Параметры элементов схемы : ЕП= ; транзистор - идеальный
	Rb= ; Rk= .
	Расчет	Эксперимент
Ib, (ед. измерения)
Ube, (ед. измерения)
Ik, (ед. измерения)
Uke, (ед. измерения)

Включить процесс моделирования схемы делителя, считать показания приборов и занести измеренные значения токов и напряжений в столбец «Эксперимент» формы 4.

Сформулировать выводы по следующим вопросам:

1) Как изменяются положения рабочих точек, значения токов и напряжений транзистора при изменении сопротивления резистора R_b?

2) Как изменяются положения рабочих точек, значения токов и напряжений транзистора при изменении сопротивления резистора R_к?

ЗАДАНИЕ 3. Исследование статических параметров R-T делителя с реальным транзистором по положению рабочих точек на ВАХ транзистора.

1. Использовать для исследования собранную схему (рис.4). Изменить значения параметров элементов по варианту, заданному преподавателем, согласно табл. 4.

Таблица 4.
Параметры	Номера вариантов
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
Тип транз.	2N3904 (npn)	2N3906 (pnp)	2N4401 (npn)	BC177AP (pnp)	2N3904 (npn)	2N3906 (pnp)	2N4401 (npn)	BC177AP (pnp)	2N3904 (npn)	2N3906 (pnp)
EП, V	20	20	22	20	15	15	10	10	10	10
RБ, k	200	400	550	330	120	150	125	100	200	100
RК, 	800	400	550	800	600	375	250	400	300	250

Тип транзистора выбирается командой Circuit/ComponentProperties/Modelsиз соответствующих библиотек.

Графики ВАХ диодов приведены в ПРИЛОЖЕНИИ.

1. Определить положения рабочих точек графически, построив в одной и той же системе координат графики ВАХ резисторов и реального транзистора по изложенной выше методике. По положениям рабочих точек на графиках найти значения токов и напряжений U_be, U_ke, I_b, I_K.

Графики ВАХ с рабочими точками представить в отчёте.

Полученные значения токов и напряжений с обязательным обозначением единиц измерениязанести в столбец «Расчетные данные» формы 2.

Форма 2.
Исследуемые параметры схемы делителя, Вариант №	Параметры элементов схемы : Еп= … В;RБ=….. кОм;RК=….. Ом тип транзистора - …...
	Расчетные данные	Экспериментальные данные
Ube, (ед. изм.)
Uke, (ед. изм.)
Ib , (ед. изм.)
IK , (ед. изм.)

2. Выполнить моделирование функционирования схемы и полученные результаты с обязательным обозначением единиц измерениязанести в столбец «Экспериментальные данные» формы 5.

провести сравнительный анализ полученных результатов и сформулировать выводы.

ЗАДАНИЕ 4. Исследование транзистора в режиме усиления гармонического (синусоидального) сигнала.

Требуется обеспечить исходное положение рабочих точек делителя для усиления гармонического сигнала, исключив возникновения нелинейных искажений.

1. Собрать схему, изображенную на рис.5 и установить указанные на ней значения параметров элементов: разделительных конденсаторов C_iиC_O, источника питанияEn, сопротивление нагрузкиRn.

Тип транзистора, напряжение Еn, амплитудуE_Гmи частотуF_Гвходного сигнала от генератораEgустановить согласно варианту из табл. 5.

Таблица 5.
Параметры	Номера вариантов
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
Тип транз.	2N3904 (npn)	2N3906 (pnp)	2N4401 (npn)	BC177AP (pnp)	2N3904 (npn)	2N3906 (pnp)	2N4401 (npn)	BC177AP (pnp)	2N3904 (npn)	2N3906 (pnp)
EП V	20	20	22	20	15	15	10	10	10	10
EГm, mV	2	1,5	3	2,5	1	2	2,5	1,5	3	1
FГ, кГц	90	110	80	120	150	100	130	140	115	95

2. Сохранить схему в файле с именем «RT-усилитель-№вар» в созданном каталоге.

Н

Рис. 5.

апример, для варианта 3:RT- усилитель -3.

При усилении сигнала необходимо исключить появление нелинейных искажений. Поэтому значения резисторов R_b и R_k должны обеспечить положение рабочей точки О_Б точно на середине линейного участка входной ВАХ транзистора и положение рабочей точки О_К на середине рабочего участка линии ВАХ R_k на выходных ВАХ транзистора (между U_ke =Е_П и U_ke =0,см рис. 6.).

3. Скопировать в отчет ВАХ заданного типа транзистора из приложения.

4. Выбрать на выходных ВАХ положение рабочей точки О_к и нанести её на график. Рассчитать значение резистора и R_k, используя выражение: .

Построить ВАХ резистора R_k.

Рис. 6.

5. Определить по положению рабочей точки О_к требуемый ток базы I_b . На входной ВАХ по току I_b найти положение рабочей точки О_b и нанести её на график. Зная напряжение U_be. Рассчитать значение резистора R_b по выражению: . Построить ВАХ резистора R_b .

6. Установить расчетные значения резисторов в исследуемой схеме и запустить процесс моделирования в статическом режиме (при разомкнутом ключе К). Снять показания приборов.

Заполнить расчетными и экспериментальными данными форму.3.

Форма 3
Параметры усилителя, Вариант №	Значения
	расчетные	Экспериментальные
Rb		–
Rk		–
Ib
Ube
Ik
Uke

7. Подключить генератор сигнала к входу схемы (замкнуть ключ К) и с помощью осциллографа получить временные диаграммы напряжений на входе усилителя, подключив контакт 1 к каналу А и на его выходе, подключив контакт 2 к каналу В.

8. Вычислить коэффициент усиления схемы по напряжению как отношение амплитуды выходного напряжения к амплитуде входного:

.

9. С помощью осциллографа получить временные диаграммы напряжения на втором выходе усилителя, подключив контакт 3 к каналу В. Сравнить полученный сигнал с сигналом на контакте 2. Пояснить причину их различия.

10. Увеличить амплитуду входного сигнала от генератора в 20 … 30 раза. Включить процесс моделирования и на временных диаграммах наблюдать появление нелинейных искажений усиленного сигнала.

10. Сформулировать выводы по следующим вопросам:

1) По каким параметрам отличается входной сигнал от выходного?

2) Какова разность фаз входного и выходного синусоидальных сигналов?

4. Содержание отчета

1.Наименование и цель занятия.

2.Схема для исследования транзистора.

3.Таблицы 1 и 2, графики ВАХ транзистора.

4. Выводы по заданию 1.

5. Схема для исследования статических параметров R-T делителя.

6. Форма 1 с результатами исследований идеального транзистора.

7. Выводы по заданию 2.

8. Форма 2 с результатами расчетов и моделирования реального транзистора.

9. Выводы по заданию 3.

10. Схема исследования транзистора в режиме усиления гармонического сигнала.

11. Форма 3 с результатами расчетов и моделирования и расчетное значение коэффициента усиления схемы.

12. Временные диаграммы напряжений на входе усилителя и на его выходе 2 и 3.

13. Выводы по заданию 4.

Литература: