Задачи для самостоятельного решения

Задача.У транзистора, включённого по схеме ОБ, коэффициент передачи тока эмиттера₀= 0,96 (на постоянном токе), граничная частота, на которой коэффициент передачи тока эмиттера уменьшается враз,f_грОБ= 5 МГц. Определить коэффициент передачи тока эмиттера этого транзистора на частоте 10 МГц.

Решение.Коэффициент передачи тока эмиттера изменяется с частотой по следующему закону:

, (5.1)

где f– частота, для которой вычисляется коэффициент передачи тока эмиттера.

Отсюда для частоты 10 МГц .

Задача 5.1. У транзистора, включённого по схеме ОБ, коэффициент передачи тока эмиттера ₀= 0,96 (на постоянном токе), граничная частота, на которой коэффициент передачи тока эмиттера уменьшается враз,f_грОБ= 5 МГц. Определить частоту, на которой коэффициент передачи тока эмиттера этого транзистора уменьшится до₀= 0,6.

Задача 5.2. Нарисуйте схему температурной стабилизации с фиксированным напряжением базы. Поясните принцип работы схемы и порядок расчета R_э,R_б1иR_б2. Поясните, с какой целью резисторR_эшунтируется конденсатором С_э. Как влияет величина С_эна частотную характеристику усилителя?

Лабораторная работа n6

Исследование усилителя на полевом транзисторе

Цель работы: определение коэффициентов передачи по переменному току и напряжению, входного и выходного сопротивления усилителя, зависимости коэффициента усиления по напряжению от частоты.

Теоретические сведения.

Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей зарядов, протекающим через проводящий канал, и управляемым электрическим полем. Поэтому в полевых транзисторах отсутствуют процессы накопления и рассасывания объемного заряда неосновных носителей, влияющие на быстродействие биполярных транзисторов.

Потоком основных носителей зарядов управляет не ток (как в биполярном), а напряжение на управляющем электроде, который называется затвор. При этом отсутствует статический (постоянный) входной ток и входное сопротивление полевого транзистора получается большим.

Основными параметрами полевого транзистора являются:

- коэффициент усиления по напряжению К_U = U_CИ/U_ЗИ при I_C = const;

- крутизна характеристики S=I_C/U_ЗИU_CИ=const;

- дифференциальное выходное сопротивление r_СТ=U_CИ/I_C приU_ЗИ=const.

С ростом частоты усиливаемого сигнала существенное влияние на коэффициент усиления оказывают входные и выходные емкости полевого транзистора. На высокой частоте возрастает входной ток, определяемый входной емкостью, что вызывает снижение коэффициента усиления. Принято считать, что по частотным свойствам полевой транзистор не имеет существенных преимуществ перед биполярным транзистором.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с принципиальной схемой однокаскадного усилителя, в которой полевой транзистор включен по схеме с общим истоком (ОИ), представленной на рис. 6.1.

2. Установить в цепи стока транзистора сопротивление R_С = 6,2 кОм, переключив П8 в верхнее положение (П8 находится на сменном блоке).

3. Установить рабочую точку усилителя таким образом, чтобы напряжение на стоке было равно –9 В (по вольтметру V4) регулировкой +Е2.

4. Подключить осциллограф к контрольной точке К9 и подать на вход усилителя от ГЗЧ сигнал с частотой 1000 Гц такой величины, чтобы амплитуда выходного сигнала была 2 В.

Рис. 6.1. Схема усилителя ОИ

5. Измерить с помощью осциллографа напряжения U₁ (контрольное гнездо К7), U₁’ (гнездо К8) и U₂ (гнездо К9). Установить величину Rс = 18,2 кОм, переключив П8 в нижнее положение и, не меняя режима усилителя по постоянному току и величины входного синусоидального сигнала, повторно измерить напряжения U₁, U₁’ и U₂. Результаты измерения занести в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Результаты измерений и вычислений для схемы ОИ

Усилитель ОИ	Класс усиления А
	Rс = 6,2 кОм	Rс = 18,2 кОм
U1
U1’
U2
КU
KI
rвх
rвых

Вычислить коэффициенты передачи усилителя ОИ по напряжениюК_U=U₂/U₁’при разных значениях Rс.

Вычислить значения входного и выходного токов усилителя:

I_вх= (U₁–U₁’)/R_вх;I_вых=U₂/Rс;

и определить коэффициенты передачи усилителя по току: К_I= I_вых/I_вхпри разных значениях Rс.

6. Снять амплитудно-частотную характеристику усилителя, изменяя частоту входного сигнала от 250 Гц до 200 кГц. Для этого измерять с помощью осциллографа напряжения на входе U1 (контрольное гнездо К7) и выходе U2 (контрольное гнездо К9) усилителя. Результаты измерений занести в таблицу 6.2.

Таблица 6.2

Rвх=200 кОм
Частота	U1	U2	KU	KUнорм
250 Гц
500 Гц
1000 Гц
2 кГц
5 кГц
10 кГц
20 кГц
50 кГц
100 кГц
200 кГц

Рассчитать коэффициент усиления по напряжению на каждой частоте К_U=U2/U1. Для удобства сравнения с аналогичными характеристиками биполярного транзистора рассчитать нормированное значение коэффициента усиления К_Uнорм = К_U/К_Uмах для каждой частоты (на частоте, при которой К_U максимально, К_Uнорм = 1, на остальных <1).

Содержание отчета:

- принципиальная схема усилителя;

- таблицы результатов измерений и вычислений;

- график амплитудно-частотной характеристики.

Контрольные вопросы

1. Объясните устройство полевого транзистора с управляющим р-n переходом.

2. Объясните принцип работы полевого транзистора с управляющим р-n переходом.

3. Сравните АЧХ усилителя ОИ с АЧХ усилителя ОЭ из лабораторной работы №5. Объясните причины уменьшения усиления с ростом частоты.

4. Объясните, почему уменьшается входное сопротивление усилителя с ростом частоты усиливаемого сигнала.