МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ФРТ


ОТЧЕТ

по лабораторной работе 3

по дисциплине «Схемотехника аналоговых устройств»

тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ В МАЛОСИГНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ»

Студент гр.
Преподаватель		Приходько В.Ю.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы – исследование свойств транзисторного каскада при малосигнальном режиме работы его транзистора.

Исходные данные: тип транзистора (2N2368), положение исходной рабочей точки (U_КЭ0, I_К0), сопротивление резистора R1. Если сопротивление резистора R1 не задано, принять его равным 1 кОм. U_КЭ0=12В, I_К0=1мА.
Ход работы
Пункт 1


Рис.1 Схема измерения малосигнальных параметров транзистора

Рис.2 Малосигнальные параметры транзистора в схеме ОЭ, где Transfer Function отображает передаточную проводимость, Input Impedance – входное сопротивление, равное 1 / g11.


Рис.3 Малосигнальные параметры транзистора в схеме ОЭ, где Transfer Function отображает передаточную проводимость, Input Impedance –выходное сопротивление, равное 1 / g22.
И того параметры: g11=0,00005, g12=-4* , g21=0,0018, g22=0.5*

---

Сопоставим измеренные значения с расчетными, полученными по формулам:
VAF=100В- потенциал Эрли

BF=199,98- коэффициент передачи транзистора по току.
g21 = I_К0 / 0,026= ,

g11 = g21 / β= ,

g12 ≈ 0,

g22 = I_К0 / (|U_Эр| + |U_КЭ|)=
Стоит сказать, что не все значения, полученные экспериментально и аналитически, совпали между собой. Почемууууу?????????????
Пункт 2

В случае, когда в цепь общего электрода транзистора включен резистор сопротивлением 10Ом, нам необходимо увеличить значение напряжения источника на величину U=R1*I_KO1=0,01В.


Рис.4 Схема измерения малосигнальных параметров транзистора




Рис.5 Малосигнальные параметры транзистора в схеме ОЭ, где Transfer Function отображает передаточную проводимость, Input Impedance – входное сопротивление, равное 1 / g11.



Рис.6 Малосигнальные параметры транзистора в схеме ОЭ, где Transfer Function отображает передаточную проводимость, Input Impedance –выходное сопротивление, равное 1 / g22.
И того параметры: g11=0,00005, g12=-4* , g21=0,0024, g22=0,64*
Сравним полученные малосигнальные параметры с теоретическими оценками, получаемыми из соотношений:

g11F ≈ g11 / F ↔ g11(1 + g22 R1) ≈ g11/(1 + g22 R1) ↔

0,00005*(1+ 0,64* *10) ≈ 0,00005/(1+ 0,64* *10) ↔ 0,00005 ≈ 0,00005 – Верно.

g21F ≈ g21 / F ↔ g21(1 + g22 R1) ≈ g21/(1 + g22 R1) ↔

0,0024*(1+ 0,64* *10) ≈ 0,0024/(1+ 0,64* *10) ↔ 0,0024 ≈ 0,00224 – Верно.
g12F ≈ g12 ↔ g12(1 + g22 R1) ≈ g12/(1 + g22 R1) ↔

-4* *(1+0,0024*10) ≈ -4* /(1+0,0024*10) ↔ -4*

---

≈ 4* -Верно.
g22F ≈ g22 / F↔ g22(1 + g22 R1) ≈ g22/(1 + g22 R1) ↔

0,64* *(1+0,0024*10) ≈ 0,64* /(1+0,0024*10) ↔ 0,6* ≈ 0,6* – Верно.
Знаменатель F принимает различные значения для различных схем включения транзистора. В частности, для схемы ОК F_ОК ≈1 + g22 R1.
, для схемы с общим коллектором (ОК) FОК = 1 + g22 R1 и для схемы с общей базой (ОБ) FОБ = 1 + g11R1
Пункт 3
Перед измерениями следует принять необходимое положение ИРТ. Для этого напряжения источника V2 необходимо увеличить по сравнению с пунктом 1 на величину U = R₁*I_К0=1000Ом*1мА=1В.




Рис. 7 Схемы измерения малосигнальных параметров каскадов. Схема ОЭ. Transfer Function - коэффициент усиления, в поле Input Impedance – входное сопротивление, а в поле Output Impedance – выходное сопротивление

Если сравнивать входное сопротивления, выходное сопротивления, и коэффициент усиления изолированного транзистора без резистора в цепи коллектора со схемой ОЭ с нагрузочным резистором, то мы видим коэффициент усиления в п.1 100, что гораздо больше коэффициент усиления в п.3. Знак минус в коэффициенте указывает на то, что сигнал инвертирован (сигнал на выходе имеет сдвиг по фазе на 180 градусов). Входное сопротивления у двух графиков практически совпадают (можно сказать, что наличие нагрузки никак не влияет на входное сопротивление), а выходное сопротивление гораздо меньше у графика п.3 чем у графика п.1 (без нагрузки у коллектора сопротивления выхода растет).

Пункт 4

Перед началом измерений обеспечить необходимое положение ИРТ. Для этого напряжение источника V1 необходимо увеличить по сравнению с п. 2 на значение, равное падению напряжения на резисторе R1 при протекании через него тока эмиттера, т. е. на U = R₁I_К0 = 1000Ом*1мА=1В. Учесть, что в качестве выходного узла схемы ОК выступает не коллекторный, а эмиттерный электрод транзистора.


Рис. 8 Схемы измерения малосигнальных параметров каскадов. Схема ОК. Transfer Function - коэффициент усиления, в поле Input Impedance – входное сопротивление, а в поле Output Impedance –

---

выходное сопротивлениею

Пункт 5
Включим в цепь общего электрода (коллектора) транзистора 2-полюсник – резистор R2 сопротивлением 1 кОм, увеличив при этом напряжение источника V2 еще на U = R₂I_К0=1В



Рис. 9 Схемы измерения малосигнальных параметров каскадов. Схема ОК. Схема Transfer Function - коэффициент усиления, в поле Input Impedance – входное сопротивление, а в поле Output Impedance – выходное сопротивление.

Если сравнивать результаты в п.4 и в п.5, то мы можем заметить, что без нагрузки у коллектора коэффициент передачи и входное сопротивление равняется нулю. С появлением нагрузки у коллектора наблюдается повышение всех характеристик: входное сопротивление, входное сопротивление, коэффициент усиления.

Пункт 6
Перед началом измерений обеспечим необходимое положение ИРТ. Для этого напряжение источника V2 необходимо увеличить по сравнению с п. 1 на значение, равное падению напряжения на резисторе R1 при протекании через него тока коллектора, т. е. на U = R₁I_К0 = 1В.


Рис. 10 Схемы измерения малосигнальных параметров каскадов. Схема ОБ. Transfer Function - коэффициент усиления, в поле Input Impedance – входное сопротивление, а в поле Output Impedance – выходное сопротивление.

Пункт 7
Сопоставим измеренные в п. 3–5 параметры с вычисленными на основании следующих теоретических соотношений:

K_ОЭ = − g21 R1, R_вхОЭ = 1 / g11, R_выхОЭ = 1 / g22;

K_ОК = g21 R1 / (1 + g21 R1), R_вхОК = (1 + g21 R1) / g11, R_выхОК = 1 / g21;

K_ОБ = g21 R1, R_вхОБ = 1 / g21, R_выхОБ = 1 / g22.

В этих формулах g11= 0,00005, g12 = -4* , g21 = 0,0018, g22 = 0,5* - малосигнальные параметры транзистора, включенного по схеме ОЭ, рассчитанные в п. 1

K_ОЭ = − g21*R1= − 0,0018* 1000 = − 1,8

R_вхОЭ = 1/g11= 1/0,00005 = 20000

R_выхОЭ = 1/g22 = 1/0,5* = 2*
K_ОК = g21*R1/(1 + g21 R1) = 0,0018*1000/(1+0,0018*1000) = 0,64

R_вхОК = (1 + g21*R1)/g11 = (1+ 0,0018*1000)/0,00005= 56000

R_выхОК

---

= 1/g21 = 1/0,0018= 555,56;
K_ОБ = g21*R1 = 0,0018*1000=1,8

R_вхОБ = 1/g21= 1/0,0018=555,56

R_выхОБ = 1/g22 = 1/0,5* = 2*

		Эксперимент	Расчет
ОЭ	К	-1,79507	-1,8
	Rвх	21704,1	20000
	Rвых	999,521	2*10^(6)
ОК c R1	К	0	0,64
	Rвх	81060,5	56000
	Rвых	0	555,56
ОБ	К	-1,80618	-1,8
	Rвх	539,882	539,882
	Rвых	999,517	1*10^6

При сопоставлении учесть, что расчетные выходные сопротивления относятся непосредственно к транзистору в той или иной схеме включения, а измеренные – к параллельному соединению выходного сопротивления Rвых и резистора R1.
Вывод: сравнивая разные схемы подключения можно сказать следующее: схема ОЭ и ОБ обладает высоким коэффициентом усиления. ???????????????

---

Смотрите также файлы

• Анализ розничного товарооборота по общему объему за отчетный период. В процессе анализа определить удельный вес оборота каждого квартала в год.docx

• Практическая работа 1 по дисциплине финансы организаций.doc

• Билет 1 За чей счет должны проходить медицинские осмотры лица, принимаемые на работу непосредственно связанную с движением поездов и маневровой работой, и работники, выполняющие такую работу и (или) подвергающиеся воздействию вредных и опасных производств.docx

• Курсовой проект по дисциплине Электроника тема работы Проектирование аналогоцифрового преобразователя.docx

• Посылюжная Кристина Игоревна Задания Заполните таблицу Техники в рамках когнитивнобихевиорального подхода.docx