В начало

 

Лабораторная работа

Исследование ВАХ биполярного транзистора

 

Цель работы

Изучение семейства ВАХ биполярного транзистора, работы усилителя в линейном и нелинейном диапазоне (режимы большого и малого сигналов), влияние элементов схемы на его характеристики. 

 

Ход работы

I. Расчётная часть.

1.      Снять входные ВАХ транзистора (рис. 1). Изменяя при этом  Eк 0/30В.

2.      Заполнить таблицу.

3.      Снять выходные ВАХ (рис. 2) при изменение Ib 1/30mA.

4.      Заполнить таблицу.

5.      С помощью MCAD, получить аппроксимирующие функции  входной I_Б(U_Б) и семейство  выходных I0(Uк),I1(Uк),...,I5(Uк) характеристик.

6.      Построить нагрузочную характеристику

I(U)=(-U+Eк)/Rк принять: Eк=10В, Rк=0,0666кОм.

7.      По аппроксимирующему выражению входной характеристики находим базовый ток точки покоя.

II. Экспериментальная часть.

1.      Собрать схему 1 (усилитель)

2.      Снять осциллограмму U1(t) и U2(t).

3.      Определить коэффициент усиления  Ku=U2/U1, сравнить с расчётами.

4.      По показаниям  амперметра  определить коэффициент по току.

5.      В режиме малого сигнала  добавим Rэ.

6.      Подать сильный сигнал, снять осциллограмму.

7.      Сравнить изменение коэффициента усиления с предыдущем случаем при Сэ и без него.

8.      Сменить точку покоя с середины линейного участка, путём  изменения состояния R1 и R2.

9.      Пронаблюдать выходные сигналы  при той же амплитуде малого сигнала. 

Схема 1

 

 

 

Входные характеристики:

 

Входные ВАХ транзистора при различных Ib

 

           

 

Рис. 1

Выходные характеристики:

 

Выходные ВАХ транзистора при различных Ib

 

       

 

Рис. 2

 

 

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получение аппроксимирующих выражений:

 

Выходные ВАХ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точки пересечения нагрузочной прямой и выходных ВАХ:

 

 

Аппроксимация проходных характеристик:

 

 

Характеристика                   Характеристика

 по напряжению:                        по току:

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет сопротивления делителя (R1 и R2 в кОм):

   

 

 

 

 

Схема для подбора сопротивлений R1 и R2:

 

 

Режим малого сигнала Re=0, Ce=0:

 

 

 

 

 

Ki=Ik/Ib=55.9/0.27=207,03                 Ku=VB1/VA1=-5.54019/0.0702586= -788.54

 

 

Re=10 Om, Ce=0:

 

 

 

 

 

 

 

 

Ki=Ik/Ib=31.1/0.0819= 379.73                Ku=VB1/VA1=-0.515014/0.0706085=-7.2939

 

Re=10 Om, Ce=20mF:

 

 

 

 

Ki=Ik/Ib=30.8/0.926= 33.26              Ku=VB1/VA1=-2.5193/0.068989=-36.51

 

 

 

Сменить точку покоя с середины линейного участка,

путём  изменения состояния R1 и R2.

 

 

 

 

 

Ki=Ik/Ib=61.3/0.261= 234.86                        Ku=VB1/VA1=-2.3364/0.06097=-38.32

Режим большого сигнала:

 

 

 

 

 

Ki=Ik/Ib=18.5/0.538=34.38               Ku=VB1/VA1=-8.7502/0.68775= -12.722

 

 

Выводы

Пронаблюдал семейства ВАХ биполярного транзистора, работу усилителя в режимах большого и малого сигналов, влияние элементов схемы на его характеристики.

Пронаблюдал поведение ВАХ транзистора в схеме с ОЭ. Проделав эксперименты выяснил, что коэффициент усиления  по току и напряжению меньше всех при большом сигнале при R=10 Oм и C=20mF