13032

Включение транзистора по схеме с общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК)

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторная работа № 5. Включение транзистора по схеме с общей базой ОБ и общим коллектором ОК. Цель работы: определение основных параметров схем с общей базой ОБ и общим коллектором ОК. Приборы: Универсальный стенд. вольтметры. Осциллограф. Гене

Русский

2013-05-07

204.5 KB

33 чел.

Лабораторная работа № 5.

 Включение транзистора по схеме с общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК).

Цель работы: определение основных параметров схем с общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК).

Приборы:

  1.  Универсальный стенд.
  2.  вольтметры.
  3.  Осциллограф.
  4.  Генератор.

5.1.Теоретическое введение.

В данной лабораторной работе продолжается рассмотрение основных схем включения транзистора и изучения их свойств.

Сравнивая схему с ОБ (Рис. 5.1.) со схемой ОЭ (лабораторная работа №4), можно увидеть, что источник напряжения сигнала включен между  одними и теми же выводами.

Рис. 5.1. Схема с общей базой.

Коэффициент усиления по напряжению:  .

Входное сопротивление: .

Выходное сопротивление: .

Поэтому получается то же усиление по напряжению, хотя и с положительным знаком, так как вместо  здесь имеет место соотношение .Существенное различие между двумя схемами состоит в том, что источником напряжения сигнала для схемы с общей базой находится между базовым выводом и общей точкой. Поэтому, как видно из Рис. 5.1 этот источник нагружен не базовым, а эмиттерным током. Следовательно, входное сопротивление для схем с общей базой меньше, чем в схеме с ОЭ в  раз.

Для точного расчёта запишем соотношение для рис. 5.1.

,

.

Используя ранее приводимые основные уравнения:

,

,

найдём:

,

при  получим:

,

что совпадает с результатом проведённого качественного анализа схемы.

Выходное сопротивление равно:

.

 

При , получим:

.

Что имеет место также в схеме с ОЭ.

Вследствие малого входного сопротивления схема с ОБ на низких частотах применяется редко. В  высокочастотной  области она обладает некоторыми преимуществами перед схемой с ОЭ.

В каждой схеме есть ряд ёмкостей, которые с сопротивлениями образуют фильтры нижних частот, изображённые на Рис.  5.2 и Рис. 5.3. Основными паразитными ёмкостями являются: - ёмкость монтажа, особенно ёмкость подводящих цепей; - Ёмкость эмиттера; - ёмкость коллектора;  - ёмкость коллектор- эмиттер.

Рис. 5.2. Емкость транзистора и паразитные ёмкости монтажа в схеме ОЭ.

Рис.5.3. Емкости транзистора и паразитные ёмкости монтажа в схеме О.Б.

В схеме на Рис. 5.2 имеются два ФНЧ. Конденсаторы и с параллельно включенным резистором  образуют фильтр низких частот на выходе транзистора. Они уменьшают динамическое коллекторное сопротивление на высоких частотах и тем самым снижают коэффициент усиления по напряжению. На выходе транзистора ФНЧ  образуют конденсаторы  и резистор  действующая входная ёмкость схемы равна:

,

Где А – коэффициент схемы по напряжению.

Такое увеличение ёмкости перехода коллектор – база называется эффектом Миллера. Он связан с тем, что напряжение на коллекторе в  раз превышает входное. При  величина ёмкости оказывается преобладающей и приближённо можно считать, что:

.

По этой причине схема с ОЭ из-за наличия входного ФНЧ имеет относительно малую полоску пропускания.

Характеристики схемы с ОБ оказываются  более благотворными. Из Рис. 5.3 видно, в том режиме транзистора действующая входная ёмкость равна:

, при .

Происходит некоторое уменьшение общей ёмкости.

Принцип действия схемы с общим коллектором (или эмиттерного повторителя) состоит в следующем (Рис. 5.4).

Коэффициент усиления по напряжению: .

Входное сопротивление: .

Выходное сопротивление: .

Рис.5.4 Эмиттерный повторитель.

Если приложить напряжение  больше чем 0,6 В, то протекает коллекторный ток, который вызывает падение напряжения на ,

Выходное напряжение возрастает настолько, чтобы напряжение база-эмиттера достигло 0,6 В Тогда  В.

Если  увеличить, то , а также и падение напряжения на  повышается, в следствии этого напряжение , а лишь незначительно увеличится при повышении коллекторного тока. Следовательно, выходное напряжение возрастает почти так же, как и коэффициент усиления равен:

.

Поскольку изменения потенциала эмиттера повторяет изменение потенциала базы, то схема с ОК часто называют эмиттерным повторителем.

Для данного расчёта воспользуемся основным уравнением:

,

с учётом:

,

,

получим:

.

При  найдём , что совпадает с результатом, полученным из физических соображений.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя не отличается от входного сопротивления схемы с ОЭ и  отрицательной обратной связью по току. Это следует из:

,

при условии, что:

,

.

Выходное сопротивление можно легко рассчитать для  при .

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя равно сопротивлению схемы с общей базой. В этом случае имеем:

Эмиттерный повторитель представляет собой преобразователь сопротивления. Он передаёт практически всю величину э.д.с. источника сигнала на значительно более низкоомный резистор. Путём включения эмиттерного повторителя можно согласовать высокоомный каскад с низкоомным. Для потенциала эмиттера имеется больше возможностей, так как потенциал коллектора не зависит от управляющего сигнала и равен V+.

Следовательно,  можно выбрать более высоким, чем в схеме с ОЭ и ООС по току.

5.2 Электрические схемы.

Схема 1. Исследование биполярного транзистора включенного по схеме с ОБ.

Схема 2. Исследование биполярного транзистора, включенного по схеме с ОК.


5.3 Ход работы.

! Источник напряжения расположен в центре универсального стенда !

Исследование транзисторных схем с ОБ.

Упражнение №1. Определение коэффициента усиления по напряжению.

  1.  подключить вольтметры V3  и V4.
  2.  Измеряя входное сопротивление снять 7-10 значений напряжения (UВХ,  UВЫХ)
  3.  занести данные в таблицу №1.
  4.  по полученным данным определить коэффициент усиления по напряжению: .

Упражнение №2. Определение коэффициента усиления по току.

  1.  Подключить вольтметры V1 и V2.
  2.  Изменяя входное сопротивление, снять 7-10 значений UR1, UR2 напряжений.
  3.  Занести данные в таблицу №2
  4.  По закону Ома вычислить силу тока , .
  5.  По полученным данным определить коэффициент по току: .

Исследование транзисторных схем с ОК:

Упражнение №3. Определение коэффициента усиления по напряжению.

Упражнение №4. Определение коэффициента по току.

Упражнение №3 и №4 выполняются аналогично упражнению №1.

! При проведении Упражнения 3 и 4 для схемы с ОК ключ В1 должен находиться в замкнутом состоянии !

Упражнение №5. Снятие АЧХ для схем с ОК.

  1.  Подключить генератор на вход схемы («+» - верхняя клемма, «–» нижняя клемма) переключатель В1 в замкнутом состоянии клеммы переменного резистора в max положении.
  2.  Подавая с генератора переменное напряжение.
  3.  Зависимость выходного напряжения от частоты колебаний.
  4.  По полученным данным построить АЧХ.

Таблица №1.

UВХ, B

UВЫХ, B

А

Таблица №2.

UR1, B

UR2, B

I1, A

I2, A

B

Таблица №3.

f, Гц.

UВЫХ, B


5.4 Контрольные вопросы.

  1.  Включение транзистора по схеме с ОБ.
  2.  Особенности работы данной схемы, вывод основных расчётных формул для схемы включения транзистора с ОБ.
  3.  Включение транзистора по схеме с ОК. особенности работы схемы.
  4.  Вывод основных расчётных формул для схемы включения транзистора с ОК.
  5.  Применение эмиттерного повторителя.

PAGE  - 7 -


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22982. Тенденції у розвитку мікропроцесорної техніки 1011.5 KB
  Другий шлях полягає навпаки у роздрібненні секціонуванні мікропроцесора на окремі функціональні блоки і модулі кожний з яких виконує свої операції: операційний блок блок мікрокомандного керування блок памяті мікрокоманд та інше. Його система команд майже цілком співпадає з системою команд МП80 і відрізняється від неї лише декількома додатковими командами про які мова йтиме далі. У апаратному відношенні МП85 містить всі ті ж блоки що і МП80 але має крім того: блок керування перериваннями котрий розширює можливість звернення до...
22983. Система команд та методи адресації в мікропроцесорі КР1810ВМ86 1.05 MB
  Серед цього списку можна виявити що деякі команди не змінили ані форми ані змісту наприклад HLT NOP STC IN OUT JMPCALL тощо. Деякі команди зберегли свій зміст але мають дещо іншу мнемоніку: для МП80 INR DCR ANA ORA XRA JZ JNZ JC JNC для МП86 INC DEC AND OR XOR JE JNE JB JNB Зявилися принципово нові команди пoвязані з новими можливостями МП86: MUL множення; DIV ділення; NEG утворення доповняльного коду; NOTінверсія; TEST операція І без фіксації результату тільки заради...
22984. Мультипроцесорні системи 4.79 MB
  Дійсно звернення до памяті або до зовнішніх пристроїв та захоплення системної шини дозволяється одночасно лише одному з процесорів тоді як останні повинні в цей час переробляти раніш одержані дані або знаходитись в режимі очікування. Такий часовий розподіл загальних ресурсів системи має назву арбітражу системної шини і виконується групою пристроїв спеціальних ІМС так званих арбітрів шини. Арбітр шини дозволяє захоплення системної шини лише одному з процесорів що виставили запит тому котрий посідає найвищого пріоритету і...
22985. Мікропроцесори 80386 і 80486 4.79 MB
  Це дозволяє йому здійснювати обмін з памяттю зі швидкістю до 32 Мбайт сек і виконувати до 5 мільйонів операцій у секунду MIPS. Отже під час виконання одної команди відбувається декодування другої а третя видобувається з памяті. Усі можливості МП386 мультипрограмність віртуальна память захист пріоритети зповна відкриваються лише в захищеному режимі. У порівнянні з МП286 у МП386 існують істотні відміни в організації віртуальної памяті.
22986. Поняття про RISC-процесори. Процесори п’ятого та шостого поколінь 6.22 MB
  Процесори пятого та шостого поколінь Поняття про RISCпроцесори Якісний стрибок у розвитку мікропроцесорних систем відбувся з появою мікропроцесора 8086. Такі процесори і компютери дістали назву RISC процесорів та RISC компютерів на відміну від процесорів та компютерів зі складною системою команд Complex Instruction Set Computer CISC компютер. Перший €œсправжній€ RISC компютер було створено наприкінці 70х років в університеті Берклі.
22987. Діагностика несправностей у мікропроцесорних системах 739 KB
  Тут можна навести таку наочну аналогію: візьміть на сторінці друкованого тексту вертикальний рядок літер що розташовані одна над одною і спробуйте встановити зміст тексту. Тому третя трудність полягає у тому щоб будьякимсь чином представити інформацію що міститься у вихідному тестсигналі у компактній та зрозумілій формі по якій можна було б судити про справність або несправність пристрою що перевіряється. Тестпрограма повинна бути періодичною щоб можна було проконтролювати відтворюваність її результатів від кількох актів тестування....
22988. Декотріі принципи роботи сучасних мікропроцесорів та ЕОМ 1.54 MB
  Вони показують яка команда виконується до якої комірки памяті або зовнішнього пристрою звертається процесор і містять іншу важливу і вичерпну інформацію. Після того як у програмі дається сигнал €œвивільнити мікросхему€ вміст усіх регістрів переписується в область памяті що має назву сегмента стану задачі TSS Taske State Segment. При роботі у мультипрограмному режимі можуть виникати певні труднощі з використанням оперативної памяті котра стає тепер вже загальною для кількох задач. Можливі непередбачені ситуації коли одна програма...
22989. Віртуальна пам’ять. Мікропроцесор 80286 4.24 MB
  Мікропроцесор 80286 Як добре відомо процесор може безпосередньо працювати лише з тією інформацією яка записана в його оперативній памяті. Однак обєм оперативної памяті у сучасних ЕОМ порівняно невеликий і часто виявляється недостатнім для розвязання більшменш складних задач. Віртуальна організація памяті дає користувачеві практично необмежений обєм памяті.
22990. Артикуляційна база мови 33 KB
  Робота органів мовлення тобто сукупність їх порухів при вимові певного звука називається артикуляцією від лат. excursio вибігання вилазка або приступ початковий рух органів мовлення підготовка органів мовлення до вимови звука. culmen вершина або витримка поло' ження органів мовлення в момент вимовляння звуків. recursio повернення або відступ повернення органів мовлення у вихідне положення.