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

12976. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЫЛЬ И СРЕДСТВА ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ 180.5 KB
  ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЫЛЬ И СРЕДСТВА ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ Характеристика промышленной пыли Производственная пыль является наиболее распространенным вредным фактором производственной среды. Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности на транспорте...
12977. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 380.5 KB
  ПРОМЫШЛЕННЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ВВЕДЕНИЕ В нашей стране в системе профилактических мероприятий направленных на обеспечение безопасных условий труда и снижение профессиональных отравлений и заболеваний в металлургической химической промышленн...
12978. Математичний аналіз. Відповіді до екзамену 4.31 MB
  Математичний аналіз Числова послідовність та її границя. Означення. Послідовність – це будьяка функція fn визначена на множині N натуральних чисел. Означення. Послідовність називають обмеженою якщо існують такі числа т і М що для всіх п викону
12979. Математичне моделювання та диференціальні рівняння 300.5 KB
  Лекція 1 Математичне моделювання та диференціальні рівняння. 1.1. Поняття математичного моделювання. Поняття математичного моделювання трактується різними авторами по своєму. Ми будемо його пов’язувати з нашою спеціалізацією – прикладна математика. Під ма
12980. ТЕОРІЯ СИСТЕМ ТА МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ. ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ 252.63 KB
  ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ ТЕОРІЯ СИСТЕМ ТА МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ Лабораторна робота №1. ТЕМА: Моделі що описуються диференціальними рівняннями. Диференціальні моделі руху механічних систем модель популяцій модель протікання захворюванн...
12981. Математичний аналіз. Відповіді 976 KB
  Математичний аналіз Числова послідовність та її границя. Границя й неперервність функції в розумінні Коші та Гейне. Властивості неперервних функцій на відрізку. Диференційованість функції. Критерії диференційованості. Локальний екстремум. Нео
12982. Системы искусственного интеллекта. Функциональная структура использования СИИ 24.24 KB
  Системы искусственного интеллекта. Основные понятия и определения Область применения Краткий исторический обзор развития работ в области ИИ Функциональная структура использования СИИ...
12983. Модели и методы решения задач 42.78 KB
  Лекции 23: Модели и методы решения задач Классификация представления задач. Логические модели. Сетевые модели Продукционные модели. Сценарии. Интеллектуальный интерфейс Классификация уровней понимания Методы решения задач. Решение задач методом поиска