Лаба_3

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Аналоговая схемотехника»

Тема: маломощные транзисторные усилители

Студент гр. 5209		Хабибулин А.Р. Соловьев В.А. Мирзоалиев З.Э.
Преподаватель		Ларионов И.А.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы.

Освоение способа установки рабочей точки транзисторного усилителя, оценка термостабильности рабочей, измерение входного и выходного сопротивления и коэффициента усиления по напряжению двух распространенных схем усилительных ксакадов на транзисторах в режиме усиления малых сигналов.

Основные теоретические положения.

Экспериментальные результаты.

Таблица №1. Протокол наблюдений.

Эксперимент	Измеряемый параметр	Результат (схема 1)	Результат (схема 2)
Зависимость напряжения от температуры	Uрт до нагрева(Uкэ)	6,607 В	7,047 В
	Uрт после нагрева (Uкэ)	6,55 В	6,976 В
Исходная рабочая точка	Падение напряжения на Rk	5,391 В	4,92 В
	Падение напряжения на постоянном резисторе базы	2,094 В	10,76 В
Режим усиления входного сигнала	Амплитуда Uвх	56 мВ	72 мВ
	Амплитуда Uвых	100 мВ	600 мВ
Измерение входного сопр	Падение напряжения на входном резисторе URb	228 мВ	173 мВ
Измерение выходного сопр	Амплитуда на выходе без нагрузки Uвых	6 В	7 В
	Амплитуда на выходе с нагрузкой Uвыхн	При R=1кОм U = 0,79В	При R=15кОм U = 6,46В

Обработка результатов эксперимента.

1) Оценим, насколько вырастет ток коллектора при нагреве:

I_k = (U_п-U_кэ) / R_k

Пример расчета:

U_п=12 В (дано); U_кэ=6,607 В

R_k=1000 Ом (для обеих схем)

I_k=(12 В-6,607 В)/1000 Ом= 5,39 мА

2)Вычислим реальное значение коэффицента β для данного транзистора:

I_k=U_Rk/R_k I_Б=U_Б/R_Б(пост) β= I_k/ I_Б

Пример расчета:

(R_Б(пост)=100 кОм для схемы 1, R_Б(пост)=10 кОм для схемы 2)

I_k= 5,39 В/1000 Ом= 5,39 мА

I_Б= 2,094 В/100000 Ом= 21 мкА

β=0,00539 А/0,000021 А= 256,6

3)Рассчитаем коэффицент усиления схемы по напряжению:

K_U=U_ВЫХ/ U_ВХ

Пример расчета:

U_ВЫХ=100 мВ / U_ВХ=56 мВ

K_U= 1,78

4)Рассчитаем значение выходного сопротивления усилителя:

R_ВЫХ=R_Н(U_ВЫХ/ U_ВЫХ^Н-1)

R_Н=1000 Ом

U_ВЫХ=6 В

U_ВЫХ^Н= 0,79 В

R_ВЫХ=1000 Ом*(6 В/0,79 В - 1)=6594 Ом

5)Рассчитаем входное сопротивление схемы:

I_ВХ=U_RB/R_B R_ВХ=U_BX/I_BX

U_RB= 228 мВ U_BX=56 мВ

R_B=1000 Ом

I_ВХ=228*10^(-3) В/1000 Ом=228 мкА

R_ВХ=56 мВ/228 мкА= 245,6 Ом

Эксперимент	Измеряемый параметр	Обозначение	Результат (схема 1)	Результат (схема 2)
Зависимость напряжения рабочей точки от температуры	Uрт до нагрева	Uкэ	6,607 В	7,047 В
	Uрт после нагрева	UкэН	6,551 В	6,976 В
	Напряжение питания	UП	12 В	12 В
	Сопротивление в цепи коллектора	RK	1000 Ом	1000 Ом
	Ток коллектора до нагрева	IK	5,39 мА	4,95 мА
	Ток коллектора после нагрева	IKН	5,45 мА	5,02 мА
Исходная рабочая точка	Падение напряжения на Rk	URK	5,391 В	4,920 В
	Падение напряжения на постоянном резисторе базы	URБ	2,094 В	10,76 В
	Сопротивление в цепи базы	RБ	100000 Ом	10000 Ом
	Ток коллектор	IK	0,0054 А	0,0049 А
	Ток базы	IБ	0,00002 А	0,00108 А
	Коэффицент передачи по току	β	257,45	4,57
Режим усиления входного сигнала	Амплитуда напряжения входного сигнала	Uвх	56 мВ	72 мВ
	Амплитуда напряжения выходного сигнала	Uвых	100 В	600 мВ
	Коэффицент усиления по напряжению	КU	1,78	8,3
Измерение входного сопр	Падение напряжения на входном резисторе	URb	228 мВ	173 мВ
	Ток входного сигнала	IBX	0,000228 А	0,000173 А
	Входное сопротивление схемы	RBX	245,6 Ом	416 Ом
Измерение выходного сопр	Напряжение на выходе без нагрузки	UВЫХ	6 В	7 В
	Напряжение на выходе с нагрузкой	UВЫХН	R1=2,2 kOm U =1,096 В R2=4,7 kOm U=1,31 В R3=1 kOm U=0,79 B	R1=15 kOm U =6,464 В R2=220 kOm U=6,948 В R3=470 kOm U=6,970 B
	Выходное сопротивление схемы	RBЫX	Rвых1=4474Ом Rвых2=3580Ом Rвых3=6594Ом	Rвых1=82,9Ом Rвых2=7,48Ом Rвых3=4,3Ом

Выводы: в лабораторной работе исследовались две схемы усилителя с общим эмиттером, в которых рабочая точка в первом случае задавалась с помощью балластного сопротивления, во втором случае – с помощью внешнего делителя.

Можно сравнить эти схемы: схема с делителем по сравнению с первой отличается более высокой температурной стабильностью рабочей точки (коэффициент усиления схемы зависит от β, а она зависит от температуры), но она характеризуется бОльшим значением входного сопротивления (так как сопротивление со стороны эммитера мало, требуется дополнительное сопротивление), использование схемы с балластным резистором в цепи позволяет нам воспринимать без искажения малые по амплитуде входные сигналы и получать большое их усиление при сравнительно большом входном сопротивлении и малом выходном сопротивлении усилителя.