Материал: Лаб работы (методичка)

Определите с помощью вольтметров и запишите в табл. 6.2 напряжения на выходе генератора Uг, на входе каскада Uвх и на его в ыходе

Uвых = Uкэ.

Рассчитайте и запишите в табл. 6.2 значения переменных токов на входе и выходе каскада Iвх = Iб = (Uг – Uбэ) / Rг, Iвых = IК = Uкэ / Rк и мощ-

ность сигнала на выходе каскада Pвых = Uвых × Iвых.

Рассчитайте и запишите в табл. 6.2 основные параметры усилительного каскада – коэффициенты усиления по напряжению, по току и по мощ-

ности, кпд и входное сопротивление каскада: KU = Uвых / Uвх, KI = Iвых / Iвх, KP = KU × KI, η = Pвых / Pо, Rвх = Uвх / Iвх, а также дифференциальный коэффициент передачи тока транзистора h21э = Iк / Iб.

Увеличивая напряжение источника питания E1, установите постоян-

ное напряжение Uкэ(0) = 2,5 В и повторите проведенные выше измерения и расчеты, полученные значения запишите в табл. 6.2.

Уменьшая напряжение источника питания E1, установите постоянное

напряжение Uкэ(0) = 7,5 В и повторите проведенные выше измерения и расчеты, полученные значения также запишите в табл. 6.2.

26

Используя аналитические формулы [1, п. 3.10], рассчитайте значения

KU, KI и Rвх и также запишите их в табл. 6.2 (при расчете примите значение rá′ = 100 Ом).

На графике 6.6 постройте зависимости теоретических и экспериментальных значений KU, KI и Rвх, а также η и h21э от постоянного напряжения Uкэ(0).

2.4. Исследование влияния сопротивления нагрузки на основные параметры усилительного каскада

Изменяя напряжение источника питания E1, установите постоянное напряжение Uкэ(0) = 5 В и определите входное напряжение Uвх и выходное напряжение Uвых, соответствующее Rн = ∞.

Подключая последовательно в качестве сопротивления нагрузки Rн резисторы 10 кОм; 3,3 кОм; 1 кОм; 560 Ом и 100 Ом, определите соот-

ветствующие значения Uвых и запишите их в табл. 6.3.

Рассчитайте соответствующие разным сопротивлениям нагрузки ко-

эффициенты усиления по напряжению KU и по току KI. Следует иметь в виду, что при наличии нагрузки выходной ток определяется по формуле

Iвых = Uвых / Rн.

На графике 6.7 постройте зависимости коэффициентов усиления по напряжению KU и по току KI от сопротивления нагрузки Rн.

27

Лабораторная работа 7

ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ

Цель работы

1.Освоить методику экспериментального исследования полупроводниковых приборов в импульсном режиме.

2.Исследовать статические характеристики транзисторного ключа.

3.Измерить параметры, характеризующие инерционность работы транзисторного ключа.

Подготовка к выполнению работы

1.Изучите разделы курса, посвященные импульсному режиму работы биполярного транзистора [1, п. 3.12] и ключу на биполярном транзисторе, его характеристикам и параметрам [3, п. 7.2.1].

2.Изучите порядок выполнения работы и подготовьте протокол для

еевыполнения.

Порядок выполнения работы

1. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНЗИСТОРНОГО КЛЮЧА

Соберите схему, приведенную на рис. 7.1 (обозначения выводов транзистора приведены на рис. 4.2).

Увеличивая с помощью источника питания E1 напряжение на входе ключа Uвх от 0 до 3 В, снимите зависимости входного тока Iвх = Iб от напряжения Uвх (входную характеристику) и выходного напряжения Uвых

от Uвх (передаточную характеристику); значения измеряемых величин записывайте в табл. 7.1 и одновременно отмечайте точки на графике 7.1.

Рис. 7.1

Таблица 7.1

Uвх В

Iвх мкА

Uвых В

28

Укажите на передаточной характеристике два горизонтальных участка, соответствующие закрытому и открытому состояниям ключа, и крутой участок, соответствующий переключению ключа из закрытого состояния в открытое.

Отметьте на передаточной характеристике точку, соответствующую переходу ключа в открытое состояние, и определите по входной характери-

стике минимальный ток базы Iб мин, при котором транзистор переходит в режим насыщения.

2.ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ИНЕРЦИОННОСТЬ ТРАНЗИСТОРНОГО КЛЮЧА

Соберите схему, приведенную на рис. 7.2, установите частоту следования импульсов fг = 1 кГц.

Рис. 7.2

Установив переключатели входов каждого из каналов осциллографа в нижнее положение (АС – открытый вход) и увеличивая сигнал генератора, получите на экране осциллограммы входного и выходного импульсов. Оцените фазовые соотношения между импульсами.

Для удобства проведения измерений инвертируйте фазу выходного импульса, установите размах импульсов, равный пяти клеткам, и совместите импульсы на экране.

Увеличивая частоту следования импульсов fг до 100–250 кГц, проследите за изменением формы импульсов. Зафиксируйте частоту, при которой наглядно наблюдаются задержки фронтов выходного импульса относительно входного.

На графике 7.2 нарисуйте осциллограммы входного и выходного импульсов и отметьте на них интервалы, соответствующие временам за-

держки фронта tз, нарастания фронта tф, рассасывания tр и спада (среза) импульса tс.

С помощью осциллографа определите значение времен tз, tф, tр и tс.

29

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ ФРОНТА И ВРЕМЕНИ РАССАСЫВАНИЯ

ОТ ГЛУБИНЫ НАСЫЩЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА

Изменяя размах входных импульсов Uмакс от 2 до 10 В, проследите за изменением формы выходного импульса.

Выберите в указанном интервале изменения Uмакс 4–5 характерных значений, позволяющих проследить изменение времен фронта и рассасывания, и определите при этих значениях Uмакс величины tф и tр; запишите значения Uмакс tф и tр в табл. 7.2.

Для каждого значения Uмакс определите соответствующие значения тока базы Iб = Uмакс / 2 R1 и параметра, называемого глубиной насыщения

транзистора n = Iб / Iб мин; значения Iб и n также записывайте в табл. 7.2. Таблица 7.2

Uмакс В

tф мкс

tр мкс

Iб мкА

n -

По данным табл. 7.2 на графике 7.3 постройте зависимости tф и tр от глубины насыщения n.

30