- •Введение
- •Измерение. Погрешности измерений
- •Методика вычислений инструментальных погрешностей прямых (непосредственных) измерений
- •Методика оценки случайных погрешностей прямых равноточных измерений
- •Записывается результат измерения:
- •Методика оценки случайных погрешностей косвенных измерений
- •Правила приближенных вычислений, записи погрешностей и результатов измерения
- •Методика построения графиков и графическое определение погрешностей
- •Величины нагрузки p
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Лабораторная работа №1 Изучение законов вращательного движения с помощью маятника Обербека
- •Краткая теория
- •Рассмотрим некоторые из названных и другие величины
- •Выполнение работы
- •Вычисление погрешностей
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2
- •Теория метода
- •Порядок выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Вязкость жидкости
- •1. Определение коэффициента вязкости жидкостей капиллярным вискозиметром
- •2. Определение коэффициента вязкости жидкости с помощью медицинского вискозиметра
- •3. Определение коэффициента вязкости жидкостей методом Стокса
- •Порядок выполнения работы
- •Зависимость коэффициента вязкости дистиллированной воды от температуры
- •Метод измерения вязкости медицинским вискозиметром
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости
- •Краткая теория
- •И на ее поверхности
- •Некоторые методы определения коэффициента поверхностного натяжения
- •1. Метод отрыва капель
- •2. Метод отрыва кольца
- •3. Метод определения кпн. По высоте поднятия жидкости в капилляре
- •Выполнение работы
- •Порядок выполнения:
- •Зависимость значений кпн (н/м) дистиллированной воды от температуры
- •Контрольные вопросы
- •1. Метод непосредственного измерения
- •2. Определение влажности воздуха с помощью гигрометра Ламбрехта
- •3. Определение влажности воздуха аспирационным психрометром Ассмана
- •4. Определение влажности воздуха с помощью психрометра Августа
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Устройство и принцип действия аппарата для гальванизации
- •Порядок выполнения работы
- •Задание по уирс
- •Усиление электрических колебаний с помощью транзисторов
- •Статические характеристики транзистора
- •Порядок выполнения работы
- •Конторольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Электрические методы измерения неэлектрических величин
- •Краткая теория
- •Параметрические датчики
- •Генераторные датчики
- •Характеристики датчиков
- •Условие равновесия моста Уитстона
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Изучение центрированной оптической системы
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Дополнительная литература
- •Содержание
Усиление электрических колебаний с помощью транзисторов
Транзистор можно использовать в качестве усилителя или генератора колебаний. Причем сравнительно малые по отношению к радиолампам размеры транзисторов позволяют не только уменьшить размеры приборов, но и создать приборы, а также датчики к ним настолько малых размеров, что они могут безопасно вводиться внутрь различных органов или даже вживляться в ткани организма.
В схемах усилителей используется три способа включения транзисторов: с общей базой, с общим эмиттером и общим коллектором (рис. 3).
Из рисунка видно, что база транзистора обязательно соединяется с входом усилителя, а коллектор – с его выходом. Рассмотрим работу транзистораp-n-pтипа в качестве усилителя при включении его по схеме с общей базой (рис. 3а). Усиливаемое переменное напряжениеUвхвключено между эмиттером и базой последовательно с постоянным напряжениемEЭ. Входным током является ток эмиттераIЭ. При измененииUвхсоответственно будет меняться иIЭпо законуUвх. Следовательно, по этому же закону будут менять свою величину ток базыIБи ток коллектораIК. ИзменяющийсяIК, проходя по сопротивлению нагрузкиRн, создает на нем изменяющееся падение напряжения, переменная составляющая которого через разделительный конденсатор подается на выход в виде величиныUвых. Выходной коллекторный токIКпочти равен входному току эмиттера, и еслиRнвыбрать больше, чем сопротивление входной цепи, падение напряжения на нагрузкеUвыхбудет больше входного напряженияUвхпри неизменной форме сигнала. Таким образом, усиление электрических колебаний с помощью транзистора основано на изменении величины тока коллектора за счет изменения входного напряженияUвх; это усилительное свойство характеризуется коэффициентом усиления по напряжениюk
где RЭ- сопротивление эмиттерного перехода (десятки Ом).
Так как IЭ IК, то.
Рисунок 3. Схемы включения транзисторов: с общей базой, с общим эмиттером и общим коллектором
Кроме этого, вводят еще коэффициент усиления по току , равный отношению приращения выходного – коллекторного токаIКк вызвавшему это приращение изменению входного – эмиттерного токаIЭпри постоянном напряжении на коллектореUK, т.е.
при UK = const.
Для рассмотренной схемы включения с общей базой коэффициент усиления по току всегда меньше единицы и обычно
= 0,90 0,99.
Отметим теперь некоторые особенности работы транзистора при включении его по схеме с общим эмиттером (рис. 3 б). В этом случае входным током является ток базы IБ, а выходным – ток коллектораIК.
При изменении Uвхизменяется напряжение на базе транзистора. По этой причине изменяется потенциальный барьер эмиттерного перехода транзистора и происходит изменение интенсивности инжекции дырок из эмиттера в базу, т.е. изменение тока эмиттераIЭ .
В результате этого наблюдается одновременное изменение токов коллектора IК иIБ базы. Эти изменения синфазны, т.е. если увеличивается ток базы, то увеличивается и ток коллектора, а их величины пропорциональны. Поэтому формально для простоты рассмотрения физических процессов в транзисторе по схеме с общим эмиттером будем считать, что выходной ток – ток коллектораIК управляется входным током – током базыIБ, хотя физически это неверно, т.к. реальной причиной изменений тока коллектора являются изменения входного напряженияUвх, приложенного к эмиттерному переходу. Для характеристики управляющего действия тока базы вводят один из важнейших параметров транзистора – коэффициент усиления по токув схеме с общим эмиттером, равный отношению приращения коллекторного токаIК к вызвавшему его изменению тока базыIБпри постоянном напряжении на коллекторе:
при UK = const.
Таким образом, процесс усиления в транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером можно формально рассматривать так: входное напряжение Uвх изменяет входной токIБ, а уже ток базы вызывает значительно большие изменения тока коллектораIК, т.е. происходит усиление входного сигнала по току.
( 1- примерно несколько десятков).
Ввиду наличия сопротивления нагрузки Rнизменение тока коллектора сопровождается изменением падения напряжения на этом сопротивлении. Переменная составляющая этого изменения падения напряжения через конденсаторСподается на выход усилителя в качестве выходного напряженияUвых. И так как амплитуда тока коллектораIКвсегда больше амплитуды тока базыIБ ( 1), то при достаточной величине сопротивления нагрузкиRнамплитуда выходного напряженияUвыхполучается значительно больше амплитуды входного напряженияUвх. Следовательно, в схеме с общим эмиттером сигнал усиливается по напряжению, по току и мощностиP (P=UI), тогда как в схеме с общей базой только по напряжению и по мощности.