По эквивалентным схемам видно, что схемы на рисунках 16 и 17 идентичны.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ТЕМА: КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА В РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

Цель лабораторной работы: определение коэффициентов усиления транзистора в различных схемах подключения

Теоретическая часть:

В зависимости от того, какой из электродов общий для входной и выходной цепи различают 3 схемы включения: с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ), и с общим коллектором (ОК) – свойства таких схем различны, что и определяет их применение. К основным свойствам схем относятся:

Rвх – входное сопротивление траннзистора;

Rвых - выходное сопротивление траннзистора;

K_i= I_вых/ I_вх - коэффициент усиления по току;

K_u= U_вых/ U_вх - коэффициент усиления по напряжению;

K_p= P_вых/ P_вх = K_u *K_i - коэффициент усиления по мощности.

1. Схема с ОБ – для неё входной цепью является цепь эмиттера, выходной – цепь коллектора, т.е. Iэ – это входной ток, Iк – выходной ток (Рис.14).

Рис.14

Потенциал общего электрода принимают равным нулю, а потенциалы других электродов отсчитывают относительно общего.

Входное напряжение – Uэб;

Выходное – Uкб (относительно Б).

В схеме включения транзистора с ОБ входным током будет ток эмиттера, а выходным - ток коллектора, следовательно, усиления тока в такой схеме не происходит. Передача тока эмиттера в цепь коллектора оценивается статическим коэффициентом передачи тока эмиттера « a » :

( a = 0,96-0,99).

Уже то, что транзистор при таком включении не дает усиления по току, является показателем низкого входного сопротивления схемы с ОБ.

Параметры схемы с ОБ:

- Rвх – невелико, т.к. это сопротивление прямо включенного эмиттерного перехода (десятки Ом);

- Rвых – очень большое т.к. это сопротивление обратно включенного коллекторного перехода (сотни КОм);

Kiб=L

Iк

- Ki=--------- ~ (0.95/0.99) при Uкб=const - коэффициент усиления по току (коэфицент передачи тока);

Iэ

Uкб Iк•Rн Кi•Rн

- Кu= --------- = --------------- = ---------, составляет десятки раз.

Uэб Iэ•R_вхб R_вхб

Pвых ( Iк•Iк) •Rн (Ki•Ki) •Rн

- Кр =-------- = -------------------- ~ --------------- или Кр = Кi•Кр, составляет десятки раз.

Рвх ( Iэ•Iэ) •Rвх Rвх

Из-за малого входного (Rвх) схема применяется редко.

Схемы включения транзистора с ОЭ и с ОК - это схемы с базовым управлением: выходной ток следует за всеми изменениями входного базового тока. В схеме с ОЭ выходным током является ток коллектора, а в схеме с ОК - ток эмиттера.

2. Схема с ОЭ (Рис.15)

Рис.15

I_б – входной ток (I_б<<1мА) U_бэ – входное напряжение

I_к – выходной ток U_кэ– выходное напряжение

Параметры:

- входное сопротивление (Rвх) – значительно больше, чем в схеме с ОЭ, т.к. входным током является ток базы (Iб), который много меньше тока эмиттера (Iэ), поэтому входное сопротивление составляет КОмы;

- выходное сопротивление (Rвых) – зависит от параметров транзистора и составляет единицы, десятки КОм, т.е. лишь на порядок выше входного.

Iк

Кi = –––––– , выразим Iб = Iэ-Iк,

Iб соcтавляет десятки раз.

Uкэ

- Ku= ––––––– составляет сотни раз, т.к. Rн > Rвх в десятки раз;

Uбэ

- Kp= Ki•Ku состовляет тысячи, десятки тысяч раз, наибольший из всех схем, т.к. и Ki и Ku – велики.

Т.к. схема увеличивает сигнал и по току, по напряжению и по мощности, её Rвых не так значительно превышает Rвх, как в схеме с ОБ и не требуется соответствующих трансформаторов для соединения каскадов, то она широко используется для усиления сигналов звуковой частоты.

3. Схема с ОК – эту схему обычно изображают в многокаскадных усилителях в следующем виде, где (+) – общий (Рис.16).

В классическом виде схема с ОК выглядит (Рис.17):

Рис.17

По эквивалентным схемам видно, что схемы на рисунках 16 и 17 идентичны.

Iб – входной Uбк – входное напряжение

Iэ – выходной Uэк – выходное напряжение

Параметры:

- Rвх – достаточно велико т.к. входной ток базы очень мал ( составляет десятки КОм)

- Rвых – очень мало (десятки, сотни Ом), т.к. выходной ток эмиттера во много раз больше входного тока (~ 1000 раз).

Iэ Iэ

- Ki= ––––– = ––––––––– соcтавляет десятки раз.

Iб Iэ- Iк

Uвых

- Ku= –––––– <1 , т.к. выходное напряжение меньше входного, оно лишь его часть.

Uвх

- Kp=Ki•Ku ~ Ki, соcтавляет десятки раз.

Каскад с ОК называется иначе эмиттерным повторителем, т.к. выходной сигнал, снимаемый с эмиттера, по величине и фазе повторяет входной сигнал практически без изменений, и это является особенностью данной схемы.

Схемы с ОК широко применяются, когда необходимо иметь малое выходное сопротивление каскада и большое входное, скажем, для согласования между высокоомным предшествующим каскадом и низкоомной нагрузкой (громкоговорители).

Схемы включения транзистора	Параметры
Схемы включения транзистора	K_i= I_вых/ I_вх	K_u= U_вых/ U_вх	K_p= P_вых/ P_вх = K_u *K_i	R_вх	R_вых
ОБ	min 0.95- 0.99	средний десятки раз	min десятки раз	min десятки Ом	max сотни КОм
ОЭ	max десятки раз	max сотни раз	max тысячи раз	средний сотни, тысячи ОМ	средний единицы, десятки КОм
ОК	max десятки раз	min <1	min десятки раз	max десятки КОм	min десятки, сотни Ом

Порядок выполнения работы:

Приступая к выполнению данной лабораторной работы необходимо запустить программу ELECTRONICS WORKBENCH. После запуска она будет выглядеть следующим образом:

1. Схема подключения транзистора с общей базой.

Чтобы схема начала функционировать, необходимо нажать кнопку в верхнем правом углу .

Изменение значения переменного резистора (при нажатии клавиши <R> сопротивление уменьшается, при нажатии комбинаций клавиш <shift>-<R> сопротивление увеличивается).

2. Схема подключения транзистора с общим эмиттером.

3. Схема подключения транзистора с общим коллектором.

Заполнить таблицу экспериментов и сравнить значения с теоретическими параметрами:

Схемы включения транзистора	Параметры
Схемы включения транзистора	I_вх,А	I_вых,А	K_i= I_вых/ I_вх	U_вх, В	U_вых,В	K_u= U_вых/ U_вх	K_p= K_u *K_i
ОБ	6,438	5,649	0,88	5	15	3	2,64
ОЭ	0,001*10⁶	0,001*10⁶	1	5	15	3	3
ОК	0,001*10⁶	0,001*10⁶	1	5	5	1	1

Вывод: Научился определять коэффициенты усиления транзистора в различных схемах подключения

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 35; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!