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

49946. Изучение теории погрешностей и кинематики материальной точки 192 KB
  Цель работы: Изучение основ теории погрешностей и методов обработки экспериментальных результатов. Определение кинематических характеристик по стробоскопическим фото. Приборы и принадлежности: стробоскопические фотографии, линейка, карандаш.
49949. Вероятностные методы расчета конструкций 852 KB
  Поверхность плотности распределения pxy Вероятностные методы расчета конструкций Литература Арнольд В. В теории вероятностей главная задача зная состав генеральной совокупности изучить распределения для состава случайной выборки. разрушение одного элемента изза перераспределения усилий приводит к изменению вероятностей разрушения остальных элементов. Характеристики распределения случайных величин 3.
49951. Вступ до теорії і методики викладання гімнастики 38 KB
  Стройові вправи. Стройові вправи: стройові прийоми шикування пересування Класифікація стройових вправ Стройові вправи класифікуються таким чином: стройові прийоми пересування шикування та перешикування розмикання та змикання див. Місце стройових вправ у загальній структурі уроку і їх значення Стройові вправи є одним із засобів гімнастики; однією із складових фізичного виховання дітей дошкільного віку школярів студентів а також підготовки допризивної молоді та військовослужбовців. Як правило стройові вправи застосовуються у...
49952. Расчет ветровой нагрузки 75 KB
  Эпюра средней скорости ветра и ветровая нагрузка Расчет волновой нагрузки на опорные колонны СПБУ при регулярном волнении Волновая нагрузка преграды с малыми относительно длины волны l размерами поперечного сечения может быть представлена как сумма скоростной Qск и инерционной Qин составляющих: Q = Qин Qск Однако учитывая что вопервых скоростная составляющая Qск при воздействии на форменные решетчатые конструкции является преобладающей т. Qск Qин и вовторых инерционная составляющая Qин во времени действует асинхронно по отношению к...