Порядок виконання роботи. 5.3.1. Готується схема (рис

5.3.1. Готується схема (рис. 5.3) для вибору параметрів робочої точки біполярного транзистора, у відповідності до варіанту роботи, що виконується. При підготовці до роботи необхідно мати всі необхідні параметри і характеристики транзистора, тобто: сімейство вихідних характеристик, максимально допустимі значення колекторного струму, напруги, потужності, які обмежують робочий діапазон параметрів. Колекторний опір обирається для режиму холостого ходу каскаду самостійно, з послідуючим обґрунтуванням у звіті. Після вибору колекторного опору будується лінія навантаження, на якій попередньо обирається робоча точка і, відповідно до неї, струм спокою бази. За обраною величиною струму бази виконуються попередні розрахунки базового опору, який і встановлюється для проведення дослідів. Величина вхідної напруги задається на рівні одиниць-десятків мВ. Змінюючи значення базового опору і вхідної напруги, в описаній вище послідовності, проводиться робота по найкращому підборі величини базового резистора. Результати фіксуються часовими діаграмами вхідної і вихідної напруг і спектрограмами Фур’є-аналізу, а також величиною струму бази і напруги переходу база-емітер.

5.3.2. Проводиться дослід для побудови характеристики “вхід-вихід”. Для проведення такого досліду задається мінімальна величина вхідної напруги і до колектора транзистора через електролітичний конденсатор приєднується опір навантаження, величина якого приблизно у 10 разів більша за величину колекторного опору (рис. 5.7). Цифровий вольтметр приєднується безпосередньо до навантаження. Вимірюється величина вихідної напруги за допомогою цифрового вольтметра. Змінюючи амплітуду вхідного джерела через опцію Parameter Sweep, для 5-6 точок вимірюють величину вихідної напруги. Остання точка повинна відображати появу режиму насичення каскаду, тобто наявність явного спотворення вихідної напруги за рахунок обмеження робочого діапазону транзистора. За результатами проведених вимірів обчислюється величина коефіцієнта підсилення каскаду і будується графік його залежності від величини вхідної напруги. Також будується графік залежності величини вихідної напруги від вхідної.

5.3.3 За допомогою опції AC Analysis знімається частотна характеристика каскаду, що отримано.

Рис. 5.8

5.3.4. Використовуючи результати досліджень, що отримані в п. 5.3.1, необхідно переключити транзистор за схемою з загальною базою (рис. 5.8) і за допомогою допоміжного джерела напруги вибрати положення робочої точки для забезпечення лінійного підсилення вхідного синусоїдального сигналу. Результати продемонструвати за допомогою часових діаграм і режимних параметрів елементів схеми. Оцінити коефіцієнт підсилення по напрузі і струму.

5.3.5. Провести досліди з вибору робочої точки транзистора, який включено за схемою з загальним колектором (рис. 5.9) і обчислити його коефіціент підсилення.

Рис. 5.9

5.3.6. Збирається схема за рис. 5.10 для дослідження особливостей вибору положення робочої точки польового транзистора.

Рис. 5.10

Транзистор обирається у відповідності до варіанту роботи. Експлуатаційні параметри транзистора повинні бути попередньо підготовлені. Резистор навантаження витоку обирається, виходячи з обмежень по величині струму стоку або меншим на 30-50%. Величина опору витоку задається приблизно на порядок менше величини опору стоку. Величина опору затвора обирається у межах 100…200 кОм. Результати досліду продемонструвати за допомогою часових діаграм і режимних параметрів елементів схеми.

5.4. Вимоги до звіту

5.4.1. Привести принципові схеми з конкретними параметрами резисторів і показами приладів, у тому числі осцилограми, які б підтверджували правильність вибору положення робочої точки кожного з транзисторів для заданих величин колекторних (стокових) опорів.

5.4.2. Дати пояснення показам приладів і особливостям вибору положення робочих точок.

5.4.3. Привести характеристики “вхід-вихід” для кожної з досліджених схем, а також графіки залежності коефіцієнта підсилення від величини вхідної напруги.

5.4.4. Обґрунтувати вибір колекторних (стокових) опорів досліджених транзисторних каскадів.

5.5. Завдання до самотестування і атестації

5.5.1. Пояснити послідовність вибору положення робочої точки спокою для польового і біполярного транзисторів, призначених для роботи в режимі лінійного підсилювача класу А. Пояснити причину суттєвої різниці між особливостями вибору положення робочої точки для польового і біполярного транзисторів.

5.5.2. Які обмеження на величину вхідного і вихідного сигналу накладаються в підсилювачах класу А?

5.5.3. Проаналізувати схеми і обґрунтувати особливості вибору положення робочої точки каскаду підсилення класу А з МДН-транзисторами з індукованим і вмонтованим каналами.

5.5.4. Як забезпечити роботу МДН-транзистора з вмонтованим каналом у режимі збагачення; у режимі збіднення каналу. Що собою являють режими збагачення і режими збіднення?

5.5.5. Пояснити умови вибору резистора колекторного (стокового) навантаження в підсилювачах класу А.

Додатки

Таблиця варіантів до схем лабораторної роботи

Номер варіанту	Тип біполярного транзистора	Тип польового транзистора
	MMBR571	BF410A
	MMBR901	BF556A
	2N2714	BF245A
	2N3390	BC264A
	2N4410	2N5484
	2N5223	NDF9406
	2N2712	NDF9410
	T122	J2N3370
	T501	J2N3458
	ВС107ВР	J2N3684
	2N3702	J2N3687
	2N4291	J2N3821
	MPS3702	J2N3954
	T309	J2N3970
	T396	J2N4220

Польові транзистори з p-n переходом. Довідникові дані

Тип	Uзи пр , В	IC нач , мА	UП (Uотс), В	Cзи, пФ	Cзс, пФ	Примітка
Min	Max	Min	Max	Max	Max
n-канальні
J2N4117A		0,03	0,09	0,6	1,8		1,5	Малі втрати: 1 пА (макс.)
J2N4119A		0,24	0,6				1,5
J2N4338		0,2	0,6	0,3				0,51 А/Гц^1/2 при 100 кГц
J2N4416				2,5			0,8	Малий СВЧ-шум: 2 дБ (макс.) при 100 кГц
J2N5432			–					Ключ: Rвкл = 5 Ом (макс.)
2N5484 –				0,3				Малий шум на ВЧ
2N5486
р-канальні
J2N5114								Ключ: Rвкл = 75 Ом

Схеми для отримання сімейств вхідних та вихідних характеристик транзисторів, що досліджуються

Для вибору величини колекторного опору необхідно знайти робочу область вхідних та вихідних параметрів транзистора. Така область визначається за допомогою сімейств вхідних та вихідних характеристик, виходячи з умови, що при малих значеннях емітерного (колекторного) струму коефіцієнт підсилення α (β) буде малим, а при величинах струму, що перевищує робочий діапазон, коефіцієнт підсилення знову зменшується. Тому, побудувавши сімейство ВАХ транзистора, по їх вигляду можна оцінити діапазони струмів бази та колектора.

Рис. 5.11 демонструє простий спосіб отримання вхідних та вихідних характеристик біполярного транзистора з використанням пакету EWB. Як приклад, взятий транзистор 2N3391A. На рис. 5.11, а наведено схему включення, на рис. 5.11, б представлене вікно задання параметрів виконання опції DC Sweep … Рис. 5.11, в і г – відповідно, сімейства вхідних та вихідних ВАХ транзистора (перше – зняте з вузла 1 наведеної схеми, друге – з вузла 5).

а

б

в

г

Рис. 5.11

Дата добавления: 2015-10-29