Component  Analog Primitives  Waveform Sources  Sine source  60Hz

4. Установить следующие параметры модели источника ЭДС: F=1000 A=0.1 DC=0 PH=0 RS=1M RP=0 TAU=0.

5. Произвести расчёт режима работы транзистора по постоянному току, воспользовавшись меню Analysis  Transient Analysis, при этом необходимо указать следующие параметры:

Time Range 10m,0 Run Options Normal

Max. Time Step 0.001m State Variables Zero

Number of Points 100 Operating Point

Temperature 20  Operating Point Only

 Auto Scale Ranges

P X Expression y Expression

1 T V(№ узла, к которому подключен источник сигнала)

1 T V(№ узла, к которому подключено Rн)

Далее, следует закрыть появившееся пустое окно, затем нажать кнопку «Node Voltages» , в результате чего во всех узлах схемы появятся значения постоянных напряжений, определяющих режим работы транзисторного каскада. Проконтролировать напряжение на коллекторе, которое должно быть равно примерно 0,5Еп (тем самым обеспечивается линейный режим работы транзистора), в противном случае этого следует добиться, варьируя номиналы сопротивлений делителя напряжения в цепи базы и повторяя п.5 заново.

6. Произвести расчёт осциллограммы выходного напряжения, воспользовавшись меню Analysis  Transient Analysis, при этом необходимо указать следующие параметры:

Time Range 10m,0 Run Options Normal

Max. Time Step 0.001m State Variables Zero

Number of Points 0  Operating Point

Temperature 20 Operating Point Only

 Auto Scale Ranges

P X Expression y Expression

1 T V(№ узла, к которому подключен источник сигнала)

1 T V(№ узла, к которому подключено Rн)

7. Определить амплитуды выходного и входного сигналов, рассчитать реальный коэффициент усиления схемы.

8. Произвести расчет АЧХ и ФЧХ схемы (в логарифмическом масштабе), воспользовавшись меню: Analysis  AC Analysis, при этом необходимо указать следующие параметры:

Frequency Range 10∙f_h21,0.1fmin (указать численные значения!) Run Options Normal

Number of Points 100 State Variables Zero

Temperature 20 Frequency Step Auto

Max. Change % 5

Noise Input None  Auto Scale Ranges

Noise Output None

P X Expression y Expression

1 F db(V(№ узла, к которому подключено Rн))

2 F ph(V(№ узла, к которому подключено Rн))

9. Определить реальную пол осу пропускания усилителя по уровню –3 дБ. Чтобы определить нижнюю границу полосы пропускания, необходимо повторить п. 8, задав в строке Frequency Range диапазон частот 10fmin,0.01fmin.

10. Проделать пп. 5–8 при условии работы схемы при температурах окружающей среды -30 °С и +70 °С (значение температуры указывается при моделировании в строке «Temperature»), причём при выполнении п. 5 номиналы сопротивлений делителя в цепи базы R1д, R2д изменять не нужно. По результатам проанализировать, как изменяются в температуре режим работы схемы по постоянному току и АЧХ, сделать выводы.

Содержание отчёта

1. Титульный лист с названием работы и указанием фамилий.

2. Цель работы.

3. Расчёт номиналов элементов исследуемой схемы.

4. Электрическая схема исследуемого усилителя с указанием номиналов элементов и напряжений постоянного тока в узлах для температур -30 °С, 20 °С и 70 °С.

5. Осциллограммы входного и выходного напряжений с указанием амплитуд сигналов для температур -30 °С, 20 °С и 70 °С.

6. Значение реального получившегося коэффициента усиления схемы для температур -30 °С, 20 °С и 70 °С.

7. Графики АЧХ и ФЧХ исследуемой схемы для температур -30 °С, 20 °С и 70 °С.

8. Реальная полоса пропускания усилителя по уровню –3дБ для температур -30 °С, 20 °С и 70 °С.

Контрольные вопросы

1. Для чего необходим делитель напряжения R1д, R2д?

2. Чему равны входное и выходное сопротивления каскада с общим эмиттером?

3. Какую роль выполняют разделительные ёмкости?

4. Чем объясняется завал АЧХ усилителя с ОЭ в области низких и высоких частот?

5. В каком режиме работает исследуемый усилитель и почему?

6. Почему полученное в ходе выполнения лабораторной работы значение коэффициента усиления отличается от расчётного?

7. Поясните, почему каскад с ОЭ является инвертирующим усилителем.

8. Какую роль играет сопротивление в цепи эмиттера Rэ?

9. Поясните, как осуществляется температурная стабилизация рабочей точки в схеме с ОЭ.

Библиографический список

1. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл; Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – Т.1. – 413 с.

2. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника: справ. руководство / У. Титце, К. Шенк; Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.

3. Войшвилло, Г.В. Усилительные устройства: учеб. для вузов / Г.В. Войшвилло. – М.: Радио и связь, 1983. – 264 с.

4. Транзисторы: справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, С.Л. Пожидаев. – М.: Радио и связь, 1989. – 272 с.

Лабораторная работа № 3