- •Моделирование биполярного транзистора при проектировании электронных схем
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •Цель работы.
- •Параметры биполярного транзистора
- •Выходные характеристики
- •Входные характеристики
- •2.1. Параметры модели Гуммеля-Пуна, сведённые в таблицу
- •Расчёт выходной и входной характеристики биполярного транзистора и сравнение их с характеристиками, полученными экспериментально.
- •2.3. Принципиальная схема усилителя низкой частоты, назначение и принцип действия.
- •Расчет положения рабочей точки
- •3.1. Расчет сопротивлений усилителя , , , с учетом таблицы номиналов (Приложение в) и положения рабочей точки , .
- •3.2. Графоаналитический расчет рабочей точки и малосигнальных параметров транзистора
- •Моделирование работы усилителя в режиме большого сигнала
- •5.1 Расчет амплитудных характеристик усилителей
- •5.2 Расчет амплитудно-частотных характеристик усилителей
- •Экспериментальное исследование усилителя
- •6.1 Определение положения рабочей точки
- •6.2 Измерение амплитудных характеристик усилителей
- •6.3 Измерение амплитудно-частотных характеристик усилителей
- •7. Выводы по работе
- •8. Список литературы
5.1 Расчет амплитудных характеристик усилителей
Рис. 13. Осциллограмма схемы без ООС при Uвх=0,1 В
Рис. 14. Осциллограмма схемы с ООС при Uвх=1 В
Данные характеристики не выходят на нужную нам рабочую точку в 6В, а выходят на 6,2 В, данное несоответствие связанно с тем, что происходит выбор номинала, который отличается от расчетного.
Таблица 6. Амплитудные характеристики
Без ООС |
ООС |
||
UВХ, В |
UВЫХ, В |
UВХ, В |
UВЫХ, В |
0,01 |
0,908 |
0,01 |
0,11 |
0,1 |
4,32 |
0,2 |
1,094 |
0,125 |
4,856 |
0,7 |
3,798 |
0,15 |
5,107 |
0,8 |
4,362 |
0,175 |
5,278 |
0,85 |
4,653 |
0,2 |
5,38 |
0,9 |
4,895 |
0,3 |
5,468 |
0,95 |
5,007 |
0,4 |
5,435 |
1 |
5,069 |
0,5 |
5,402 |
1,1 |
5,075 |
Рис. 15. Амплитудные характеристики.
Амплитудные характеристики были построены при помощи программы B2 space A/D Version 4 по схемам на рисунках 9 и 10. Входная амплитуда задавалась на источнике V2, а выходная амплитуда снималась с коллектора при помощи вольтметра IVm1. Амплитудные характеристики вначале имеют линейный характер, а затем идет участок нелинейных искажений, где выходное напряжение не растет при увеличении входного напряжение и остается неизменным (амплитуда выходного напряжения не может быть выше половины напряжения питания).
5.2 Расчет амплитудно-частотных характеристик усилителей
Таблица 7. Амплитудно-частотая характеристика усилителя без ООС при
f,Гц |
UВЫХ, В |
А |
10 |
0,669 |
5,4390244 |
20 |
1,602 |
13,02439 |
50 |
3,474 |
28,243902 |
100 |
4,596 |
37,365854 |
500 |
4,849 |
39,422764 |
1000 |
4,856 |
39,479675 |
2000 |
4,841 |
39,357724 |
3000 |
4,849 |
39,422764 |
5000 |
4,819 |
39,178862 |
7500 |
4,659 |
37,878049 |
10000 |
4,382 |
35,626016 |
40000 |
1,929 |
15,682927 |
80000 |
0,9965 |
8,101626 |
100000 |
0,781 |
6,3495935 |
Рис. 16. Амплитудно-частотная характеристика схемы без ООС
Таблица 8. Амплитудно-частотная характеристика усилителя с ООС при
f,Гц |
UВЫХ, В |
А |
10 |
1,657 |
1,9494118 |
20 |
3,05 |
3,5882353 |
50 |
4,188 |
4,9270588 |
100 |
4,402 |
5,1788235 |
500 |
4,456 |
5,2423529 |
1000 |
4,458 |
5,2447059 |
2000 |
4,445 |
5,2294118 |
3000 |
4,448 |
5,2329412 |
5000 |
4,459 |
5,2458824 |
7500 |
4,441 |
5,2247059 |
10000 |
4,441 |
5,2247059 |
40000 |
4,209 |
4,9517647 |
80000 |
3,242 |
3,8141176 |
100000 |
2,849 |
3,3517647 |
Рис. 17. Амплитудно-частотная характеристика схемы с ООС
Для снятия АЧХ была использована программа B2 space A/D Version 4 по схемам на рисунках 9 и 10. Входная амплитуда бралась как начальная амплитуда перегиба на амплитудных характеристиках. Частота задавалась на источнике V2, а выходная амплитуда напряжения на коллекторе, при помощи вольтметра IVm1. АЧХ имеет максимум, снижаясь на верхних и нижних частотах. Это обусловлено тем, что в эквивалентной схеме с точки зрения переменного сигнала содержится полосовой фильтр, который “обрезает” и нижние и верхние частоты.