28

Министерство образования Российской Федерации

Томский межвузовский центр дистанционного образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ ИСТОКОМ

Лабораторная работа № 1

по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»

(Учебное пособие «Аналоговые электронные устройства»,

автор Красько А.С., 2000г.)

Выполнил:

студент ТМЦДО

2005 г.

Содержание

Цель работы .…………………………………………………………..3

1 Исследование влияние С_н на АЧХ каскада …………………………3

2 Исследование влияние С_н на ПХ каскада.…………………..……….7

3. Исследование влияние R_н на АЧХ и ПХ каскада ………………….10

4. Исследование влияние C_р1, C_р2 и С_и на АЧХ и ПХ каскада ……. 14

5. Определение АЧХ каскада на ПТ, работающего в качестве

промежуточного …………………………………………………….23

6. Определение АХ каскада ……………………………………………25

Цель работы: исследование влияния элементов схемы резисторного каскада на полевом транзисторе с общим истоком на его характеристики

Схема каскада приведена ниже.

1. Исследование влияние Сн на ачх каскада.

Для проведения эксперимента создаем виртуальный лабораторный макет, показанный на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Схема лабораторного макета

Исходные установки приборов показаны на рисунке 1.2.

Подадим на вход каскада гармонический сигнал. Снимем АЧХ при исходных номиналах элементов, указанных на рисунке 1.1. Для снятия АЧХ используем плоттер, зафиксировав значения К₀, f_н и f_в при уровне частотных искажений 3дБ.

Рисунок 1.2 Начальные установки приборов

Увеличим на порядок номинал С_н и вновь снимем АЧХ, определив значения К₀, f_н и f_в (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 АЧХ при С_Н=100 pF

Результаты измерений К₀, f_н и f_в помещены в таблицу 1.1. Совмещенные графики АЧХ показаны на рисунке 1.4.

Таблица 1.1 Результаты эксперимента

Значение параметра  Условия эксперимента 	К0, дБ	fн, Гц	fв, мГц
Сн =10 пФ, кривая 1 на рисунке 1.4	23,8	2400	2,12
Сн =100 пФ, кривая 2 на рисунке 1.4	23,0	2270	0,258

Рисунок 1.3 Совмещенные графики АЧХ

Выводы по данному пункту работы. Поведение АЧХ в области ВЧ схемы резисторного каскада на полевом транзисторе с общим истоком определяется влиянием инерционности транзистора и емкости .

Выражение для коэффициента передачи каскада в области ВЧ:

.

- постоянная времени каскада в области ВЧ определяется, как:

.

Следовательно, при увеличении емкости нагрузки, увеличивается постоянная времени каскада в области ВЧ, уменьшается верхняя граничная частота и коэффициент передачи каскада в области ВЧ.

Незначительное снижение коэффициент передачи каскада в области СЧ при увеличении емкости нагрузки вызвано, видимо уменьшением активного сопротивления конденсатора, которое в свою очередь уменьшает значение R_экв:

В результате в области СЧ получим:

.

2. Исследование влияние Сн на пх каскада. Для проведения эксперимента создаем виртуальный лабораторный макет, показанный на рисунке 1.1.

Подадим на вход каскада импульсный сигнал (переключив вид сигнала генератора на «меандр» в настройках генератора). Снимем ПХ при исходных номиналах элементов, указанных на рисунке 1.1. Для снятия ПХ используем осциллограф в режиме Expand (рисунок 2.1), определим значения К₀,  и t_у.

Рисунок 2.1 Выходной сигнал при С_Н=10 рF.

Увеличим на порядок номинал С_н и вновь снимем ПХ (рисунок 2.2), определим значения К₀,  и t_у.

Рисунок 2.2 Выходной сигнал при С_Н=100 рF.

Результаты измерений К₀,  и t_у помещены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Результаты эксперимента

Значение параметра  Условия эксперимента 	К0, дБ		ty, c
СН =10 пФ, кривая 2 на рисунке 2.3	23,8	0,18	1,95·10^-^7
СН =100 пФ, кривая 3 на рисунке 2.3	23,0	0,10	1,46·10^-6

Совмещенные графики ПХ приведены на рисунке 2.3, где 1 – входной сигнал прямоугольной формы, 2 – выходной сигнал при С_н=10 pF, 3 – выходной сигнал при С_н=100 pF.

Рисунок 2.3 Выходные сигналы при различных значениях С_Н.

Выводы по данному пункту работы. Результаты эксперимента объясняются возрастанием влияния С_Н на постоянную времени нагрузки _в, которая, в свою очередь влияет на постоянную времени всего каскада в области ВЧ. При увеличении номинала С_Н , постоянная времени каскада также увеличивается. Соответственно возрастают искажения фронта прямоугольного импульса, что отчетливо видно при совмещении выходных сигналов на рисунке 2.3, и по увеличению значению параметра t_у – времени нарастания амплитуды импульса от 0,1U_m до 0,9U_m.

Искажения импульсного сигнала рассчитываются по соотношениям:

;

.