МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ОБМЕЖУВАЧА-ПІДСИЛЮВАЧА НА ТРАНЗИСТОРІ ІНСТРУКЦІЯ до лабораторної роботи №8 з курсу "ЕЛЕМЕНТИ ДИСКРЕТНИХ ПРИСТРОЇВ АВТОМАТИКИ" для студентів спеціальності 7.091401 "Системи управління і автоматики" усіх форм навчання Затверджено на засіданні кафедри автоматики та телемеханіки Протокол № від Львів 2002 Дослідження роботи обмежувача-підсилювача на транзисторі з курсу "Елементи дискретних пристроїв автоматики" для студентів спеціальності “Системи управління і автоматики” усіх форм навчання / Укл. О.С.Вітер, В.Б.Дудикевич, В.М.Максимович – Львів: НУ(ЛП(, 2002, 13с. Укладачі: О.С.Вітер, канд. техн. наук, доц.,В.Б.Дудикевич, докт. техн. наук, проф.,В.М.Максимович, канд. техн. наук, доц. Відповідальний за випуск: І.М.Ковела, к.т.н., доц. Рецензенти: З.Р.Мичуда, З.М.Стрілецький кандидати техн. наук, доценти 1. МЕТА РОБОТИ Метою роботи є ознайомлення з практичною схемою обмежувача амплітуди на транзисторі і вивчення його роботи. 2. ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП
Обмеження амплітуди напруги за допомогою транзистора базується на використанні роботи транзистора в режимах відсічки і насичення. На рис. 1 зображена принципова схема обмежувача на транзисторі типу n-p-n, що включений по схемі зі спільним емітером. Обмеження здійснюється в результаті запирання транзистора, при якому відбувається обмеження сигналу в колекторному колі на рівні
, і при насиченні транзистора, на рівні
. Таким чином можна отримати двостороннє обмеження.
На рис. 2 а,б наведені статичні характеристики транзисторного обмежувача зі спільним емітером, а на рис. 2в показаний вигляд динамічної колекторно-базової характеристики
, точки зламу якої визначають порогові рівні обмеження. Початкове положення робочої точки на динамічній характеристиці повинно бути вибрано так, щоб відрізки АВ і АС були однакові (при бажанні отримати рівностороннє обмеження). При цьому відрізки
і
будуть рівними і напруга на виході буде симетричною відносно осі часу. При наростанні напруги за час додатного напівперіоду вхідної напруги робоча точка переміщується вниз по характеристиці (від А до С). Струм колектору при цьому зменшується (точки 4-5 на рис. 2б), а напруга на ньому зростає. При деякому значенні
струм колектору зменшується майже до нуля. Транзистор запирається. Струм закритого n-p переходу має дві складові: теплову (некеровану) складову, що обумовлена тепловою генерацією носіїв, і складову, що обумовлена опором втрати (витікання) переходу. Струм втрати переходу незрівнянно менший теплової складової зворотного струму переходу і тому можна рахувати, що зворотний струм переходу дорівнює тільки тепловому струму. Струм
суттєво залежить від температури. Приблизно можна рахувати, що струм
германієвих транзисторів подвоюється при підвищенні температури на кожні 100С
. (1) Напруга
на колекторі закритого транзистора в схемі (рис. 1) дорівнює
. Якщо опір
достатньо малий, такий що
(
де
– значення
при максимальній температурі, то
З моменту запирання транзистора настає режим відсічки і напруга на виході буде постійною (ділянка 5,6 на рис. 2б). При наростанні від’ємної напівхвилі вхідної напруги робоча точка переміщується вверх по характеристиці (ділянка АВ на рис. 2а). При деякому значенні
настає насичення (точка В). Струм колектора досягає максимального значення (точки 1-2 на рис. 2б), і напруга на колекторі зменшується до мінімуму. В області насичення колекторний струм визначається в основному зовнішнім, по відношенню до транзистора, колом. При деякому значенні струму бази
колекторний струм досягає величини
(точка В), яка приблизно дорівнює
. Величина струму бази насичення
дорівнює
. При
струм колектора вже не змінюється і залишається рівним максимальній величині
. Ступінь насичення транзистора характеризується коефіцієнтом насичення S:
. (2) В області насичення напруга між будь-якими виводами транзистора не перевищує 0,2 В. Перепад колекторної напр...