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

62527. Урок-игра по истории Древнего мира 15.43 KB
  Цель: повторить и обобщить знания учащихся по основным событиям истории Древнего мира; закрепить знания о великих достижениях всемирной культуры. Задачи: обобщить имеющиеся знания по предмету и нацелить на самостоятельный поиск информации...
62528. Н. А. Некрасов «…Не ветер бушует над бором…» из поэмы «Мороз, Красный нос» 23.19 KB
  Цель урока: продолжить ознакомление с творчеством поэта и его произведениями. Белит деревья и дома Морозит устали не зная. Морозная не злая Выделить голосом глаголы. Не за горами и встреча с Дедом Морозом.
62529. Реальное и фантастическое в повести М.А. Булгакова «Роковые яйца» 498.68 KB
  Задачи: отметить особенности мировосприятия писателя своеобразие его творческой манеры; развивать навыки аналитического прочтения художественного произведения творческие способности учащихся; обсудить нравственные проблемы поднимаемые в повести подчеркнув их значимость для современного мира...
62530. Сложение и вычитание числа 3 156.85 KB
  Планируемые результаты: учащиеся научатся пользоваться приемами прибавления и вычитания числа 3; планировать, контролировать и оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее выполнения...
62531. Внетабличное сложение и вычитание чисел без перехода через десяток. Сложение вида 36 + 2; 36 + 20 3.04 MB
  Работа с интерактивным учебником. Первичное закрепление знаний коллективная работа работа у доски. Работа с интерактивным учебником работа в парах. Самостоятельная работа.
62532. СЛУЧАИ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ, ОСНОВАННЫЕ НА ЗНАНИИ НУМЕРАЦИИ ЧИСЕЛ 1.66 MB
  Цель урока: Формировать навыки сложения и вычитания, основанные на знании нумерации чисел; развивать логическое мышление, устойчивость внимания, память; воспитывать положительную мотивацию к учению, интерес к предмету, любовь к природе, чувство взаимопомощи и милосердия.
62533. Табличное умножение и деление 18.99 KB
  Задание для второй команды 9. За правильный ответ команда получает 1 балл фишка соответствующая по цвету эмблеме команды Если представитель команды не знает ответ то право ответа передается представителю другой команды и балл получает другая команда.
62534. Таблиці додавання й віднімання числа 9. Периметр многокутника 26.41 KB
  Відповідь: а трикутник – многокутник геометрична фігура б квадрат – чотирикутник многокутник геометрична фігура До поданих понять добери два родові поняття. а квадрат і прямокутник...
62535. Монастырь 71.21 KB
  Странник называет монастыри Саратовской области места где они находятся Иргизско Воскресенский монастырь Криволучье Свято Алексиевский Саратов Свято Никольский мужской монастырь Саратов Свято Никольский монастырь пос. Мопр Свято Сергиевский монастырь...