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

49758. Выполнение проекта структурированной кабельной системы 344.5 KB
  Современный мир устроен так, что информационное взаимодействие, обмен информацией являются важнейшими компонентами, которые обеспечивают благополучие и развитие общества. Затраты на развитие и поддержание инфраструктуры такого взаимодействия весьма существенны и с целью снижения таких издержек пришли к пониманию необходимости комплексного решения задач информационного взаимодействия
49759. Разработка программы для имитационного моделирования системы массового обслуживания 815.12 KB
  Основные показатели: коэффициент использования системы средняя задержка в очереди среднее время ожидания среднее по времени число требований в очереди и в системе. Емкость накопителя требований r равна 14 дисциплина обслуживания – циклическая с квантом q = 10 секунд. В системе интервалы времени между поступлениями требований являются независимыми случайными величинами со средним временем = 60 секунд. Время обслуживания является случайной величиной некоррелированной с интервалами поступления требований.
49760. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА 591 KB
  Требуемая мощность кВт электродвигателя привода определяем по формуле: где Рв потребляемая мощность измельчителя Уточнение передаточных чисел привода Определяем общее передаточное отношение привода по формуле: Тогда Находим передаточное число редуктора: Тогда Принимаем Уточняем передаточное отношение открытой передачицепной: тогда SH – коэффициент запаса прочности принимаем в соответствии с рекомендациями с....
49761. Разработка базы данных подразделения учета основных средств предприятия 269.12 KB
  Целью данной курсовой работы является разработка базы данных подразделения учета основных средств предприятия. По итогам выполнения данной работы должна получиться информационная система, удовлетворяющая современным требованиям и упрощающая работу работников бухгалтерии по учету основных средств сельскохозяйственного предприятия.
49763. Автоматизация конструирования и технологической подготовки производства РЭС 263.93 KB
  На рисунках 1 и 2 представлены условнографическое отображение микроконтроллера PIC16C8404 P и чертеж его корпуса соответственно. Рисунок 1 – Условнографическое отображение микроконтроллера PIC16C8404 P. На рисунках 1 и 2 представлены условнографическое отображение микросхемы КМ155ИД11 и чертеж её корпуса соответственно. Рисунок 1 – Условнографическое отображение микросхемы КМ155ИД11.
49765. Экономическое обоснование проекта стратегического развития предприятия в сфере дорожного проектирования на примере предприятия ООО «АСК Драфт» 9.38 MB
  Проектирование дорог – это комплексный подход к решению транспортной проблемы в пределах целого региона или страны. Начинается он с этапа принятия решения о строительстве связи в сети дорог. Обязательной задачей этого и последующих этапов проектирования является анализ и сравнение различных вариантов.