Лабораторная работа

Исследование транзисторов и транзисторных

однокаскадных усилителей

1. Цель работы.

- снятие статических характеристик транзистора и определение его параметров

- исследование однокаскадных усилителей на биполярных транзисторах

2. Приборы и оборудование

Стенд для проведения лабораторной работы, на котором собраны схемы для снятия статических характеристик транзистора и усилительные каскады.

Осциллограф С1-68

Милливольтметр В3-41

Генератор колебаний звуковых частот Г3-53.

2.1. Работа с осциллографом.

Лицевая панель осциллографа показана на рис.1.

8 1

3

2

4

5

13

6

12

9

14

7

10 11

Рис.1. Лицевая панель осциллографа. 1- выключатель, 2 – контрольная лампа, 3 – экран, 4 – подсветка шкалы, 5 – яркость, 6 – фокусировка, 7 – вход Y, 8 – вход Х, 9 – переключатель рода входного напряжения, 10 – ручки установки масштаба по вертикали (напряжения), 11 – перемещение по вертикали, 12 – ручки установки масштаба по горизонтали (времени), 13 – перемещение по горизонтали, 14 – блок синхронизации.

Осциллограф включается тумблером 1, при этом загорается контрольная лампа 2. После прогрева осциллографа на экране 3 горизонтальная линия развертки луча. При необходимости ручками яркость 4 и фокус 5 установить четкое изображение линии развертки. Ручкой перемещения по вертикали 11 вывести линию развертки луча на середину экрана. Исследуемое напряжение посредством кабеля подается на вход Y 7. Ручками масштаба по вертикали 10 и горизонтали12 устанавливается требуемый масштаб изображения, ручки плавной настройки при этом должны быть зафиксированы. Для получения неподвижного изображения на экране следует воспользоваться ручками блока синхронизации 14.

2.2. Работа с милливольтметром В3-41.

Милливольтметр измеряет действующее значение переменной составляющей напряжения. Измеряемое напряжение с помощью кабеля подается на вход милливольтметра. Переключатель пределов измерения следует установить в таком положении, при котором стрелка прибора находится во второй половине шкалы, но не зашкаливает.

3. Порядок выполнения работы.

3.1. Снятие статических характеристик транзистора.

Схема для снятия статических характеристик транзистора представлена на рис.2.

Рис.2. Схема для снятия статических характеристик.

3.1.1. Снятие семейства входных характеристик.

Установить реостатом R2 напряжение U_кэ=0В и поддерживать его постоянным. Изменяя резистором R1 напряжение U_бэ от 0 до 0.7В произвести измерение тока базы U_б, результаты измерения занести в табл.1. Повторить подобные измерения при напряжениях коллектора U_кэ 5, 10, 15В. Интервалы между точками в нелинейной области (при малых токах базы) выбрать небольшими, в линейной области интервалы можно увеличить.

Внимание. Изменение входного напряжения может привести к изменению выходного напряжения. Поэтому. Прежде, чем записывать показания приборов, необходимо восстановить заданное значение напряжения коллектора U_кэ.

Табл.1

Uкэ, В	0					5					10					15
Iб, мкА
Uбэ, В

По результатам измерений построить графики входных характеристик.

3.1.2. Снятие семейства выходных характеристик.

Установить реостатом R1 фиксированный ток базы и поддерживать его постоянным. Изменяя резистором R2 напряжение коллектора U_кэ от 0 до 15В произвести измерение тока коллектора I_к, результаты измерений занести в табл.2. Рекомендуется снимать выходные характеристики при токах базы 0, 20, 40, 60. 80А. При измерениях следует зафиксировать первоначальное напряжение коллектора U_кэ, при котором ток коллектора становится существенным.

Внимание. Изменение напряжения коллектора может привести к изменению установленного тока базы. Поэтому, прежде, чем записывать показания приборов, необходимо восстановить значение тока базы.

Табл.2

Iб, мкА	0					20					40					60					80
Uкэ, В
Iк, мА

По результатам измерений построить графики выходных характеристик транзистора. По графикам входных и выходных характеристик определить h-параметры транзистора.

3.2. Изучение однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером с температурной стабилизацией.

Исследуемая схема представлена на рис.3.

Рис.3. Усилительный каскад по схеме с общим эмиттером.

Параметры схемы: транзистор VT- , резисторы R_б1 = 33 кОм _, R_б2 = 3,6 кОм, R_к = 1 кОм, R_э = 100 Ом, R_н = 910 Ом, C₁ = 10,0 мкФ, C₂ = 10,0 мкФ, C_э = 10,0 мкФ

К входным Г₁, Г₂ и выходным Г₃, Г₄ гнездам схемы рис.3 подсоединить милливольтметры В3-41. Включив выключатель В₁, подать на вход схемы синусоидальное напряжение с генератора, встроенного в стенд схемы. Изменяя величину входного напряжения ручкой Рег U_г, произвести измерения напряжений на входе и выходе усилительного каскада. Результаты измерений занести в табл.3. Измерения провести в режиме холостого хода (выключатель В₂ разомкнут) и под нагрузкой (выключатель В₂ замкнут).

Табл.3

Режим холостого хода	Измерено	Uвх.
		Uвых,
	Вычислено	Кuхх
		Iвх
Режим нагрузки	Измерено	Uвх,
		Uвых,
	Вычислено	Кu
		Iвх,
		Iвых.
		КI
		Кр

Коэффициент усиления по напряжению определяется по формуле К_u=U_вых/U_вх

Входной ток I_вх = U_вх/R_вх, входное сопротивление усилительного каскада с общим эмиттером R_вх ≈ h_11э, значение которого возьмите из п.3.1.2. Выходной ток I_вых = U_вых/R_н. Коэффициент усиления по току K_I = I_вых/I_вх. Коэффициент усиления по мощности K_P = K_I•K_U.

По результатам измерений построить амплитудные характеристики усилительного каскада в режиме холостого хода и под нагрузкой.

Подсоединить к выходу усилительного каскада осциллограф и добиться устойчивого изображения выходного сигнала на экране осциллографа при небольшом входном напряжении. Медленно повышая входное напряжение ручкой регулятора, наблюдать за изменением амплитуды и формы выходного сигнала и зафиксировать величину входного напряжения, при котором форма выходного сигнала начинает отличаться от синусоидальной.