Мостовой выпрямитель

Цель:

1. Анализ процессов в схеме выпрямительного диодного моста.

2. Исследование осциллограмм входного и выходного напряжения для выпрямительного моста.

3. Сравнение осциллограмм выходного напряжения выпрямительного моста и двухполпериодного выпрямителя с выводом средней точки трансформатора.

4. Измерение среднего значения выходного напряжения (постоянная составляющая) в схеме выпрямительного моста.

5. Сравнение максимального напряжения на диодах в мостовом и двухполупериодном выпрямителях.

6. Сравнение частот выходного напряжения в мостовом и двухполупериодном выпрямитлях.

7. Вычисление максимального обратного напряжения U_max на диоде выпрямительного моста.

Приборы и элементы

• Амперметры

• Вольтметры

• Осциллограф

• Источник переменного напряжения 220В

• Трансформаторы

• Кремниевые диоды согласно первой таблице

• Резисторы

Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки трансформатора и составляет 20:1.

Среднее значение выходного напряжения U_d (постоянная составляющая) мостового выпрямителя вычисляется по формуле:

U_d = 2U_2m/π,

где максимум вторичного напряжения на полной обмотке трансформатора U_2m вычисляется по формуле:

U_2m = U_1m(n₂/n₁) = U_1m/20,

U_1m - максимальное значение напряжения на первичной обмотке трансформатора.

Максимальное обратное напряжение U_max на каждом диоде для схемы с выпрямительным мостом равно напряжению на вторичной обмотке U_2m.

Частота выходного напряжения f для схемы с двухполупериодным мостовым выпрямителем вычисляется по формуле:

f=l/T,

где Т - период напряжения на выходе выпрямителя.

Эксперимент. Исследование входного и выходного напряжений мостового выпрямителя.

а). Включить схему.

На вход А осциллографа подается входной сигнал, а на вход В — выходной. Измерить максимальные входное U_ВХmax и выходное U_ВЫХmax напряжения

Измерить период Т по осциллограмме выходного напряжения и вычислить частоту f.

в). Определить максимальное обратное напряжение U_{обр max} на диоде.

г). Вычислим коэффициент трансформации K как отношение амплитуд напряжений на первичной и вторичной обмотке трансформатора в режиме, близком к холостому ходу

д). Вычислить среднее значение выходного напряжения U_d (постоянная составляющая). Зафиксировать постоянную составляющую напряжения на выходе U_d, измеренную мультиметром. Сравнить полученные данные.

Выполнить сравнительный анализ трех выпрямительных схем по основным харакиеристикам.

Лабораторная работа №2 Исследование биполярного транзистора.

Цель:

1. Исследование зависимости тока коллектора от тока базы и напряжения база-эмиттер.

2. Анализ зависимости коэффициента усиления по постоянному току от тока коллектора.

3. Исследование работы биполярного транзистора в режиме отсечки.

4. Получение входных и выходных характеристик транзистора.

5. Определение коэффициента передачи по переменному току.

6. Исследование динамического входного сопротивления транзистора.

Приборы и элементы:

• вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
  Тип транзистора	2222	2712	2923	3391	3414	3707	3859	4400	5088	6715

  Биполярный транзистор 2N****

• Источники постоянной ЭДС

• Амперметры

• Вольтметры

• Осциллограф

• Диод

• Резисторы

Статический коэффициент передачи тока определяется как отношение:

.

Коэффициент передачи по переменному току определяется как

.

Дифференциальное входное сопротивление r_ВХ транзистора в схеме с общим эмиттером определяется при фиксированном значении напряжения коллектор-эмиттер

.

Через параметры транзистора его можно определить как

,

где r_Б – распределенное сопротивление базовой области полупроводника,

r_Э – дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер, определяемое из выражения r_Э=25/I_Э, где I_Э – постоянный ток эмиттера в миллиамперах.

Первое слагаемое r_Б в выражении много меньше второго и им можно пренебречь:

.

Дифференциальное сопротивление r_Э перехода база-эмиттер для биполчрного транзистора сравнимо с дифференциальным входным сопротивлением r_ВХОБ транзистора в схеме с общей базой, которое определяется при фиксированном значении напряжения база-коллектор:

.

Через параметры транзистора оно определяется как

.

Первым слагаемым можно пренебречь, поэтому в первом приближении можно считать:

.

Эксперимент 1. Определение статического коэффициента передачи тока транзистора.

а). Включить схему.

Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер. По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора β_DC.

б). Установить номинал источника E_Б равным 3В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер. По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора β_DC.

в). Установить номинал источника E_К равным 5В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора, тока базы и напряжения коллектор-эмиттер. По полученным результатам подсчитать статический коэффициент передачи транзистора β_DC.

Эксперимент 2. Измерение обратного тока коллектора.

Вновь установить номинал источника E_К равным 10В. Изменить номинал источника ЭДС E_Б до 0В. Включить схему. Записать результаты измерения тока коллектора для данных значений тока базы и напряжения коллектор-эмиттер.

Эксперимент 3. Получение выходной характеристики в схеме с общим эмиттером.

а). Измерить значения тока коллектора I_К для каждого значения E_К и E_Б согласно таблице.

		EК(В)
EБ(В)	IБ(А)		0.1	0.5	1	5	10	20
1									IК(А)
2
3
4
5
6

По данным таблицы построить график зависимости I_К от E_К в одних осях координат.

б). По выходной характеристике найти коэффициент передачи тока β_AC при изменении базового тока с 10мкА до 30мкА при E_К=10В.

Эксперимент 4. Получение входной характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером.

а). Установить значение напряжения источника E_К равным 10В и произвести измерения тока базы I_Б, напряжения база-эмиттер U_БЭ, тока эмиттера I_Э для различных значений напряжения источника E_Б в соответствии с таблицей. Обратить внимание, что коллекторный ток примерно равен току в цепи эмиттера.

EБ(В)	IБ(А)	UБЭ(В)	IК(А)
1
2
3
4
5
6

По данным таблицы построить график зависимости I_Б от U_БЭ.

б). По выходной характеристике найти сопротивление r_ВХ при изменении базового тока с 10мкА до 30мкА.