200101_jeimpt_lr_2012
.pdf
Восстановите прежнее значение коэффициента передачи по постоянному току ( F) транзистора 2N3906. Для этого двойным щелчком на изображении транзистора откройте диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3906 будет подсвечена. Чтобы редактировать параметры модели транзистора, нажмите кнопку Edit. Измените, коэффициент передачи по току ( F) до исходного значения 180, потом нажмите кнопку OK. Нажмите кнопку OK еще раз, чтобы вернуться к схеме.
Эксперимент 4. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью дополнительного источника в цепи эмиттера
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Создать схему, изображенную на рис. 7.9.
Рисунок 7.9 – Схема для исследования каскада на NPN-транзисторе с фиксацией тока базы дополнительным источником напряжения
Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора, тока эмиттера, напряжения коллектор-эмиттер и напряжения на базе в раздел «Содержание отчета». Вычислить статический коэффициент передачи DC. Результат записать в раздел «Содержание отчета».
б) Расчет токов и напряжений схемы
Для схемы на рис. 7.9, по формулам из раздела «Краткие сведения из теории», вычислить напряжение в точке UБ по измеренному
101
ранее значению тока базы. Рассчитать ток эмиттера и по его величине вычислить ток коллектора (UБЭО 0.7 В). Вычислить напряжения коллектор-эмиттер по полученным значениям тока эмиттера и коллектора. Результаты записать в раздел «Содержание отчета».
в) Построение нагрузочной прямой и определение положения рабочей точки транзистор
В разделе «Содержание отчета» для схемы, приведенной на рис. 7.9, построить нагрузочную прямую на выходной характеристике транзистора 2N3904, полученной в разделе «Эксперимент 3» лабораторной работы № 6. По результатам, полученным в предыдущем пункте, определите рабочую точку (Q) и отметить её положение на графике.
г) Измерение токов и напряжений в схеме при замене транзистора
Двойным щелчком на изображении транзистора открыть диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Чтобы редактировать параметры модели транзистора, нажмите кнопку Edit. Измените, коэффициент передачи по току ( F) до значения 100, потом нажмите кнопку OK. Нажмите кнопку OK еще раз, чтобы вернуться к схеме. Изменение коэффициента позволяет убедиться, что замена транзисторов приводит к изменению тока коллектора. Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллекторэмиттер в раздел «Содержание отчета».
д) Определение положения рабочей точки при замене транзистора
По новым значениям напряжения база-эмиттер и тока коллектора определить положение рабочей точки на нагрузочной прямой, построенной в пункте в). Отметить её положение на графике в разделе «Содержание отчета».
е) Редактирование коэффициента передачи по току транзистора
Восстановите прежнее значение коэффициента передачи по постоянному току ( F) транзистора 2N3904. Для этого двойным щелчком на изображении транзистора откройте диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Чтобы редактировать параметры модели транзистора, нажмите кнопку Edit. Измените, коэффициент передачи по току ( F) до значения 204, потом нажмите OK. Нажмите кнопку OK еще раз, чтобы вернуться к схеме.
Эксперимент 5. Исследование параметров рабочей точки при
102
задании тока базы с помощью резистора в цепи база-коллектор
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Создать схему, изображенную на рис. 7.10.
Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер в раздел «Содержание отчета». Вычислить статический коэффициент передачи DC. Результат записать в раздел «Содержание отчета».
б) Расчет токов и напряжений схемы
Для схемы, приведенной на рис. 7.10, по формулам из раздела «Краткие сведения из теории» вычислить ток коллектора, используя DC вычисленное ранее (UБЭО 0.7 В). По рассчитанному току коллектора вычислить значение напряжения коллектор-эмиттер. Результаты записать в раздел «Содержание отчета».
Рисунок 7.10 – Схема для исследования каскада на NPN-транзисторе с фиксацией тока базы резистором в цепи база-коллектор
в) Построение нагрузочной прямой и определение положения рабочей точки транзистор
В разделе «Содержание отчета» для схемы, изображенной на рис. 7.10, построить нагрузочную прямую на выходной характеристике транзистора 2N3904, полученной в разделе «Эксперимент 3» лабораторной работы № 6. По результатам, полученным в предыдущем пункте, определите рабочую точку (Q) и отметить её положение на графике.
г) Измерение токов и напряжений в схеме при замене
103
транзистора
Двойным щелчком на изображении транзистора открыть диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Чтобы редактировать параметры модели транзистора, нажмите кнопку Edit. Измените, коэффициент передачи по току ( F) до значения 100, потом нажмите кнопку OK. Нажмите кнопку OK еще раз, чтобы вернуться к схеме. Изменение коэффициента позволяет убедиться, что замена транзисторов приводит к изменению тока коллектора. Включить схему. Записать результаты измерений для тока базы, тока коллектора и напряжения коллекторэмиттер в раздел «Содержание отчета».
д) Определение положения рабочей точки при замене транзистора
По новым значениям напряжения база-эмиттер и тока коллектора определить положение рабочей точки на нагрузочной прямой, построенной в пункте в). Отметить её положение на графике в разделе «Содержание отчета».
е) Редактирование коэффициента передачи по току транзистора
Восстановите прежнее значение коэффициента передачи по постоянному току ( F) транзистора 2N3904. Для этого двойным щелчком на изображении транзистора откройте диалоговое окно выбора модели транзистора. Строка с наименованием транзистора 2N3904 будет подсвечена. Чтобы редактировать параметры модели транзистора, нажмите кнопку Edit. Измените, коэффициент передачи по току ( F) до значения 204, потом нажмите кнопку OK. Нажмите OK еще раз, чтобы вернуться к схеме.
7.3Содержание отчета
Эксперимент 1. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью одного резистора
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ____________ |
Напряжение база-эмиттер (измерение), |
UБЭ = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
б) Расчет токов и напряжений схемы
Ток базы транзистора (расчет), |
IБ = ____________ |
|
104 |
Ток коллектора транзистора (расчет), |
IК = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (расчет), |
UКЭ = ____________ |
в), г), д) Построение нагрузочной |
прямой и определение |
положения рабочей точки транзистора |
|
Отметьте на графике (рис. 7.11) положение рабочей точки до и после изменения коэффициента передачи транзистора по постоянному току. Проведите соответствующие измерения токов и напряжений.
Рисунок 7.11 – Семейство выходных характеристик транзистора схемы с ОЭ и нагрузочная прямая с различными положениями рабочей точки
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ____________ |
|||
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ____________ |
|||
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
|||
е) Редактирование |
коэффициента |
передачи |
по |
току |
транзистора |
|
|
|
|
Восстановите коэффициент передачи |
по постоянному |
току |
||
( F=204) транзистора 2N3904 |
|
|
|
|
ж) Расчет сопротивления резистора в базовой цепи транзистора и измерение токов и напряжений транзистора в режиме насыщения
Сопротивление в цепи базы (расчет), |
RБН = ____________ |
Ток базы транзистора (измерение), |
IБН = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IКН = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭН = ____________ |
з) Измерение токов и напряжений транзистора в режиме насыщения при значительном уменьшении сопротивления в базовой цепи
105
Сопротивление в цепи базы |
|
(уменьшение по отношению, к сопротивлению, |
|
рассчитанному в пункте ж)), |
RБН = ____________ |
Ток базы транзистора (измерение), |
IБН = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IКН = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭН = ____________ |
Эксперимент 2. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью делителя напряжения (NPNтранзистор)
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ____________ |
Ток эмиттера транзистора (измерение), |
IЭ = ____________ |
Напряжение на базе транзистора (измерение), |
UБ = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
Статический коэффициент передачи (расчет), |
DC = ____________ |
б) Расчет токов и напряжений схемы
Напряжение на базе транзистора (расчет), |
UБ = ____________ |
Ток эмиттера транзистора (расчет), |
IЭ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (расчет), |
IК = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (расчет), |
UКЭ = ____________ |
в), г), д) Построение нагрузочной прямой и определение положения рабочей точки транзистора
Отметьте на графике (рис. 7.12) положение рабочей точки до и после изменения коэффициента передачи транзистора по постоянному току. Проведите соответствующие измерения токов и напряжений в схеме.
Ток базы транзистора (измерение), |
|
|
IБ = ____________ |
|||||||||||||
Ток коллектора транзистора (измерение), |
|
|
IК = ____________ |
|||||||||||||
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
|
|
UКЭ = ____________ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
106
Рисунок 7.12 – Семейство выходных характеристик транзистора схемы с ОЭ и нагрузочная прямая с различными положениями рабочей точки
е) Редактирование коэффициента передачи по току транзистора
Восстановите коэффициент передачи по постоянному току
( F=204) транзистора 2N3904.
ж) Измерение токов и напряжений транзистора в режиме насыщения
Отношение сопротивлений плеч |
|
делителя (расчет), |
R1/R2 = ___________ |
Напряжение на базе транзистора (расчет), |
UБ = ___________ |
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ___________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ___________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ___________ |
Эксперимент 3. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью делителя напряжения (PNPтранзистор)
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ______________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ______________ |
Ток эмиттера транзистора (измерение), |
IЭ = ______________ |
Напряжение на базе транзистора (измерение), |
UБ = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
Статический коэффициент передачи (расчет), |
DC = ____________ |
б) Расчет токов и напряжений схемы
Напряжение на базе транзистора (расчет), |
UБ = _____________ |
Ток эмиттера транзистора (расчет), |
IЭ = ______________ |
Ток коллектора транзистора (расчет), |
IК = ______________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (расчет), |
UКЭ = ____________ |
в) Измерение токов и напряжений в схеме при замене транзистора
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
г) Редактирование коэффициента передачи транзистора по току
Восстановите коэффициент передачи по постоянному току
( F=204) транзистора 2N3906.
Эксперимент 4. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью дополнительного источника в цепи эмиттера
107
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ____________ |
Ток эмиттера транзистора (измерение), |
IЭ = ____________ |
Напряжение на базе транзистора (измерение), |
UБ = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
Статический коэффициент передачи (расчет), |
DC = ____________ |
б) Расчет токов и напряжений схемы |
|
Напряжение на базе транзистора (расчет), |
UБ = ____________ |
Ток эмиттера транзистора (расчет), |
IЭ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (расчет), |
IК = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (расчет), |
UКЭ = ____________ |
в), г), д) Построение нагрузочной прямой и определение положения рабочей точки транзистора
Отметьте на графике (рис. 7.13) положение рабочей точки до и после изменения коэффициента передачи транзистора по постоянному току. Проведите соответствующие измерения токов и напряжений в схеме.
е) е)Ре-
дактиро-
вание ко-
эффициента передачи
по току
транзи-
стора
Рисунок 7.13 – Семейство выходных характеристик транзистора и нагрузочная прямая с различными положениями рабочей точки
Восстановите коэффициент передачи по постоянному току
( F=204) транзистора 2N3904.
Эксперимент 5. Исследование параметров рабочей точки при задании тока базы с помощью резистора в цепи база-коллектор
а) Измерение токов и напряжений в схеме
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ____________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ____________ |
Статический коэффициент передачи (расчет), |
DC = ____________ |
108 |
|
б) Расчет токов и напряжений схемы
Ток коллектора транзистора (расчет), |
IК = ____________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (расчет), |
UКЭ = ____________ |
в), г), д) Построение нагрузочной прямой и определение положения рабочей точки транзистора
Отметьте на графике (рис. 7.14) положение рабочей точки до и после изменения DC транзистора. Проведите соответствующие измерения токов и напряжений в схеме.
Рисунок 7.14 – Семейство выходных характеристик транзистора и нагрузочная прямая с различными положениями рабочей точки
Ток базы транзистора (измерение), |
IБ = ___________ |
Ток коллектора транзистора (измерение), |
IК = ___________ |
Напряжение коллектор-эмиттер (измерение), |
UКЭ = ___________ |
е) Редактирование коэффициента передачи по току транзистора
Восстановите коэффициент передачи по постоянному току
( F=204) транзистора 2N3904.
7.4 Вопросы для самопроверки
1.Перечислите основные схемы включения биполярного транзи-
стора.
2.Объясните назначение элементов в рассмотренных схемах.
3.Объясните, с какой целью осуществляется задание рабочей
точки.
4.Назовите основные методы установления рабочей точки в каскаде на основе биполярного транзистора.
5.Объясните что такое нагрузочная прямая, как она строится.
109
6.Назовите основные параметры транзисторного каскада, которые можно определить по нагрузочной прямой, построенной на выходных характеристиках транзистора.
7.В чем заключаются различия определения параметров рабочей точки для транзисторов прямой и обратной проводимости?
8.Отличаются ли расчетные и экспериментальные данные?
9.Изменяется ли положение рабочей точки при изменении статического коэффициента передачи тока?
10.Какое условие необходимо выполнить, чтобы перевести транзистор в режим насыщения?
11.Какое условие необходимо выполнить, чтобы перевести транзистор в режим отсечки?
12.Различаются ли напряжения на коллекторе транзистора в схемах, представленных на рисунках 7.6 и 7.7?
13.Чему равно напряжение коллектор-эмиттер в режиме насыще-
ния?
14.Какая связь существует между током коллектора и током эмит-
тера?
15.В чем преимущество схемы со смещением в цепи базы над схемой со смещением в цепи эмиттера?
16.В чем преимущество схемы с делителем напряжения в цепи базы над схемой со смещением в цепи эмиттера?
17.В чем проявляется нестабильность работы схемы, как она определяется?
18.Какое функциональное назначение имеет резистор RЭ в цепи эмиттера рассмотренных схем?
19.Какая из описанных выше схем обладает большей стабильностью, почему?
20.Какие меры предпринимают для повышения стабильности
схемы?
Лабораторная работа № 8 Исследование работы транзисторных усилителей
8.1 Цель работы
1.Определение коэффициента усиления по напряжению в усилителях с общим эмиттером и общим коллектором.
2.Определение фазового сдвига сигналов в усилителях.
3.Измерение входного сопротивления усилителей.
4.Исследование влияния входного сопротивления усилителя на
110