Порядок выполнения работы

а) По схемам, приведенным на рисунке 1.5, снять прямую и обратную ветви ВАХ диода. Данные свести в таблицу 1.1-1.2.

 

Таблица 1.1 Данные для построения ВАХ диода при его прямом включении

UД, В
UR, В
IR, мА

 

Таблица 1.2 Данные для построения ВАХ диода при его обратном включении

UД, В
UR, В
IR, мА

 

б) Изобразить ВАХ в виде графиков I = f ( U ) и по ним определить величины:

- U _от , r _диф – по прямой ветви ВАХ;

- I _обр – по обратной ветви ВАХ.

в) По схемам приведенным на рисунке 1.6 снять прямую и обратные ветви ВАХ стабилитрона.  Данные свести в таблицу 1.3-1.4

 

Таблица 1.3 Данные для построения ВАХ стабилитрона при прямом

включении

UД, В
UR, В
IR, мА

 

Таблица 1.4 Данные для построения ВАХ стабилитрона при                  обратном включении

UД, В
UR, В
IR, мА

 

 

г) изобразить их в виде графиков I = f ( U ) и по ним определить величины:

- U _ст , r _диф – по прямой ветви ВАХ;

- I _ст.мин , U _ст и r _диф – по обратной ветви ВАХ.

Примечание . Измерение токовпроизводить косвенным методом – измеряя падения напряжения на токоограничивающих резисторах U_R и вычисляя токи по закону Ома. Сопротивления токоограничивающих резисторов указаны на установках.

 

           1.5 СОДЕРЖАНИЕ отчетА

Отчет по лабораторной работе оформить в соответствии с требованиями, изложенными в СТО БГАУ 2018.

Он должен содержать:

а) цель работы;

б) принципиальные схемы установок для снятия ВАХ исследуемых приборов;

в) формулы, используемые для обработки экспериментальных данных;

г) полученные экспериментальные данные в виде таблиц;

д) графики ВАХ исследуемых диода и стабилитрона;

е) полученные по графикам ВАХ основные параметры исследуемых диода и стабилитрона.

 

              1.5 вопросы для самоконтроля

 

1. Какой полупроводниковый прибор называется диодом?

2.  Какой полупроводниковый прибор называется стабилитроном?

3. Какая характеристика называется ВАХ диода?

4. Какое сопротивление называется дифференциальным сопротивлением диода?

5.Какова типовая величина напряжения отпирания кремниевого полупроводникового диода?

6. Какой диод называется диодом Шоттки?

7. Какой диод называется варикапом?

8. Какой диод называется светодиодом, а какой – фотодиодом?

6. Можно ли использовать выпрямительный диод, имеющий паспортное значение Uобр.max=250В для выпрямления сетевого напряжения 220В/50Гц?

7. Можно ли использовать выпрямительный диод, имеющий паспортные значения Uобр.max=160 В, Iпр.max=1.0 A. для построения выпрямителя напряжения 36 В/ 50Гц, работающего на нагрузку 20 Ом?

8. Через кремниевый полупроводниковый диод протекает постоянный ток 1А. Какова оценочная величина мощности, рассеиваемой на этом диоде?

 

Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДИНОЧНЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ  НА ТРАНЗИСТОРАХ

 

Цель и программа работы

Целью работы является получение навыков в исследовании основных технических характеристик усилительных каскадов на биполярных транзисторах, выполненных по схемам с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК), общей базой (ОБ).

Программа работы:

1) Изучение лабораторной установки и сборка схем для исследования перечисленных усилительных каскадов.

2) Снятие отсчетов для построения амплитудной (АХ) и амплитудно-частотной (АЧХ) характеристик каскадов.

3) Обработка полученных результатов и построение АХ и АЧХ каскадов.

4) Оформление отчета по работе и ответы на контрольные вопросы.

 

 

Краткие теоретические сведения

Во всем многообразии схемотехники транзисторов выделяются три основные схемы, на основе которых строятся более сложные схемы. При использовании биполярных транзисторов различают: усилитель с общим эмиттером (ОЭ), усилитель с общей базой (ОБ) и усилитель с общим коллектором (ОК).По переменному напряжению в этих схемах с общим проводом («корпусом») соединяются, соответственно, эмиттер, база или коллектор транзистора. Под общим проводом («корпус») подразумевается «общий» проводник как для входной цепи каскада, так и для выходной.

 

Схема с ОЭ

Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе «с ОЭ» приведена на рисунке  2.1 [1].

 Через резисторы (базовый делитель) R _б1 , R _б2  на базу транзистора подается напряжение смещения U _бэ ≈ 0,5…0,8 В (для кремниевых транзисторов – для германиевых U_бэ ≈ 0,3…0,4 В). Это напряжение предназначено для того, чтобы открыть эмитерный переход и обеспечить постоянный ток коллектора в активном режиме работы транзистора. Величина начального постоянного ток коллектора определяется техническими условиями эксплуатации и для маломощных транзисторов составляет I _кн = 0,1…10 mA.

Рисунок 2.1 Схема каскада с ОЭ

 

Напряжение питания, как правило, равно 5…20 В, а полярность устанавливается такой, чтобы закрыть коллекторный переход. Описанный выше режим по постоянному току – обязательное условие, обуславливающее возможность усиления слабых сигналов в усилителе. Если транзистор закрыт и постоянный ток коллектора равен нулю, то каскад не будет усиливать слабые переменные сигналы.

Совокупность переменных токов и напряжений на элементах каскада определяют режим усилителя по переменному напряжению. Через конденсатор С₁ переменный входной сигнал поступает на базу транзистора и управляет относительно большим током коллектора. Конденсатор С₁ имеет относительно большую емкость. Следовательно, его емкостное сопротивление X_{C 1} = 1/ wC ₁ мало и поэтому он хорошо пропускает переменный входной ток. Основное назначение этого конденсатора – не пропустить на вход усилителя постоянное напряжение, которое может присутствовать во входном сигнале. Поэтому этот конденсатор называется разделительным.

Большая часть переменного тока коллектора через выходной разделительный конденсатор протекает по внешней нагрузке усилителя R _н. На этой нагрузке выделяется усиленный по мощности переменный сигнал.

 

Схема ОК

На рисунке  2.2 приведена схема усилительного каскада на биполярном транзисторе «с ОК». В этой схеме коллектор транзистора с общим проводом («корпусом») не соединен. Напротив, на коллекторе присутствует большое постоянное напряжение источника питания. В усилителе ОК напряжение смещения поступает на базу транзистора через базовый делитель R _б1 , R _б2, также как и в схеме «ОЭ» (см. рисунок 2.1) [1].

Рисунок  2.2 Схема каскада с ОК

 

Схема ОБ

Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе «с ОБ» приведена на рисунке  2.3 [1].

Назначение разделительных конденсаторов и резисторов в этой схеме аналогично их назначению в схеме ОЭ. Здесь с общим проводом («корпусом») соединена база транзистора. В отличие от схемы с общим эмиттером в усилителе ОБ через резистор R _б подается отрицательное напряжение смещения. Только при такой полярности напряжения смещения открывается транзистор VT 1, через него начинает протекать постоянный ток и только в этом случае усилитель ОБ сможет усиливать слабые переменные сигналы.

 

 

Рисунок 2.3 Схема каскада с ОБ