Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження включенння біполярного транзистора по схемі зі спільним емітером.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Електронні обчислювальні машини
Інформація про роботу
Рік:
2003
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Комп’ютерна електроніка
Група:
КI
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська Політехніка”
Кафедра електронних
обчислювальних машин
Звіт
про виконання лабораторної роботи № 3
з курсу „Комп’ютерна електроніка”
Тема:
Дослідження включенння біполярного
транзистора по схемі зі спільним емітером.
Виконав:
студент групи КІ-2
Львів – 2003
Мета: Реалізувати та дослідити включенння біполярного транзистора по схемі із спільним емітером.
Теоретичний вступ
Біполярним транзистором називається електроперетворювальний напівпровідниковий пристрій, який має два p-n переходи і три виводи та призначений для підсилення потужності. При функціонуванні напівпровідникових тріодів використовуються носії обох полярностей (електрони і дирки), тому він називається біполярним.
Біполярний напівпровідниковий транзистор являє собою систему n-p-n або p-n-p типу, яка зформована на одному монокристалі напівпровідника.
В залежності від електрода транзистра, який вибраний спільним для вхідного та вихідного сигналів, використовуються три схеми включення транзистора в підсилювальному каскаді:
із спільним емітером (режим СЕ) — підсилює струм, напругу і потужність;
із спільною базою (режим СБ) — підсилює напругу і потужність;
із спільним колектором (режим СК) — підсилює струм і потужність.
Приблизні показники схем включення транзисторів приведені нижче в табл. 1.
Порівнюючи каскади СБ та СК, можна бачити, що каскад СК дещо гірше підсилює, але має добру стабільність функціонування, а каскад СЕ підсилює найкраще, але має нестабільний режим роботи.
Основні властивості схеми СЕ
Рис. 1. Транзисторний каскад із спільним емітером.
Каскад СЕ підсилює струм: EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ,
де β0 – коефіцієнт передачі для частоти f = 0;
fβ – гранична частота, на якій модуль β зменшується в два рази.
При цьому EMBED Equation.3 , тобто частотні властивості СЕ гірші, ніж каскаду СБ.
Каскад СЕ підсилює напругу і потужність вхідного сигналу навіть при RВИХ = RВХ :
EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3
Каскад СЕ міняє полярність сигналу, що підсилюється, на протилежну.
Режим спокою в каскаді СЕ не відзначається стабільністю, внаслідок того, що сильно залежить від впливу зовнішнього середовища на параметри транзистора.
Вхідний опір становить: EMBED Equation.3 . Він практично сягає 1 кОм.
Виконання роботи
Відповідно до власного варіанта вибраємо початкові дані з табл. 2.
Послідовність спрощенного розрахунку транзисторного каскаду СЕ із термостабілізацією
Рис. 2. Підсилювальний транзисторний каскад із термостабілізацією на основі npn-транзистора, який включений по схемі зі спільним емітером.
Вихідна напруга при відсутності вхідної напруги: EMBED Equation.3
Вихідний струм в режимі спокою: EMBED Equation.3
Початковий струм бази: EMBED Equation.3
Струм подільника напруги: EMBED Equation.3
Розрахунковий коефіцієнт підсилення напруги: EMBED Equation.3
Величина опору резистора зворотнього зв'язку: EMBED Equation.3
Величина ємності шунтуючого конденсатора:
EMBED Equation.3
Для того, щоб забезпечити коефіцієнт підсилення напруги EMBED Equation.3 , експериментально підбираємо ємність конденсатора СE рівною 0,2 мкФ.
Напруга початкового зміщення бази:
якщо EMBED Equation.3 , то EMBED Equation.3
Величини опорів подільника напруги R1 та R2, відповідно:
EMBED Equation.3 .
Вибираємо опір резистора R1 рівним 51 кОм.
EMBED Equation.3 . Вибираємо опір резистора R2 рівним 2,4 кОм.
Вхідний опір схеми СЕ із термостабілізацією. Якщо вхідний опір схеми СЕ:
EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 ,
то EMBED Equation.3
Величина ємності вхідного конденсатора: EMBED Equation.3
Вибираємо ємність конденсатора СВХ рівною 1 мкФ.
Величину ємності вихідного конденсатора розраховуємо за формулою:
EMBED Equation.3 .
Вибираємо ємність конденсатора СВИХ рівною 1 мкФ.
Коефіцієнт підсилення струму : оскільки EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 , то
EMBED Equation.3
Коефіцієнт підсилення напруги: EMBED Equation.3 , де EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Коефіцієнт підсилення потужності : EMBED Equation.3
Реалізовуємо підсилювальний каскад CE із термостабілізацією в ELECTRONICS WORKBENCH.
Рис. 3. Підсилювальний транзисторний каскад із термостабілізацією на основі npn-транзистора, який включений по схемі зі спільним емітером.
Рис. 4. Осцилограми сигналів на вході і виході підсилювача.
Розрахунковий коефіцієнт підсилення напруги EMBED Equation.3
Виміряний коефіцієнт підсилення напруги EMBED Equation.3 відрізняється від розрахункового оскільки реальні номінали елементів схеми відрізняються від розрахункових.
Осцилограми спотворення форми вихідного сигналу при перевищенні вхідним сигналом номінальної амплітуди (U′BX = 5·UBX ) та внаслідок неправильного розрахунку робочої точки транзистора (R1′ = 5·R1 ) подано на рис. 5 і 6 відповідно.
Рис. 5. Осцилограми сигналів на вході і виході підсилювача
при перевищенні вхідним сигналом номінальної амплітуди (U′BX = 5·UBX ).
Рис. 6. Осцилограми сигналів на вході і виході підсилювача
при неправильному розрахунку робочої точки транзистора (R1′ = 5·R1 )
(Осцилограма Channel B знята на колекторі транзистора).
Висновок: Виконуючи цю роботу, я реалізував та досліджував підсилювальний транзисторний каскад із термостабілізацією на основі npn-транзистора, який включений по схемі зі спільним емітером допомогою симулятора цифрових і аналогових схем Electronics WorkBench.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора