Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych	Skład grupy: Jarosław Jasiński Piotr Marteliński	Wydział: elektryczny Rok: II Pon. Godz.11:15 Grupa: 3 Rok akad. : 2013/2014
Laboratorium Podstaw Elektroniki
Data ćw. : 12.11.2013 Nr ćwiczenia : 5	Temat: Liniowy Przetwornik Sygnału na Tranzystorze Polowym	Ocena

1. Cel ćwiczenia

Poznanie właściwości jednego ze wzmacniających układów na tranzystorze polowym (unipolarnym). Zastosowanie układu o wspólnym źródle (WS). Zapoznanie się z budową układu, ustalaniem punktu pracy tranzystora w układzie, zastępczymi parametrami układu. Poznanie metody badania układu jako liniowego przetwornika sygnałów przemiennych oraz skutki współpracy układu ze źródłem sygnału

wejściowego i z obciążeniem wyjścia o określonych rezystancjach.

1. Spis przyrządów:

• Makieta wzmacniacza wielostopniowego

• Multimetr METEX MXD-4660A

• Generator FG-8002

• Oscyloskop PeakTech 2020GN 20MHz

• Zasilacz ZSM-1/97

• Tranzystor Polowy FET

1. Wyniki pomiarów:

Wzmacniacz na tranzystorze polowym, w układzie o wspólnym źródle (WS), z wielkościami stałoprądowymi, określającymi punkt pracy tranzystora (ppQ) wraz ze źródłem sygnału eg i obciążeniem wyjścia RL oraz dwa schematy zastępcze, do minimalnego opisu właściwości układu, z wielkościami zmiennoprądowymi, małosygnałowymi.

Tabela 1 Spoczynkowy punkt pracy wzmacniacza WS

Lp	Pomiary napięć	Obliczenia
	ED [V]	UD [V]
1	24,12	7,967

Przykładowe obliczenia:

U_GS = U_G − U_S = 0, 00008 V − 1, 9571 V = −1, 957 V = −1, 96 V

U_DS = U_D − U_s = 7, 967 V − 1, 9571 V = 6, 001V = 6, 0V

$I_{D} = \frac{U_{D}}{R_{D}} = \frac{7,967\text{\ V}}{27000\text{\ Ω}} = 0,000295\text{\ A} = 0,3\ \ \text{mA}$

$I_{G} = \ \frac{U_{G}}{R_{G}} = \ \frac{0,00008\ V}{680000\Omega}$ =0,12 nA

1. Wyznaczenie środka pasma częstotliwościowego wzmacniacza.

Schemat:

Tabela 2 Parametry zastępcze wzmacniacza

Lp	Warunki znam	Pomiary	Obliczenia
	R g [kΩ]	R l [kΩ]	typ trans.
1	330	56	Kuef
2	0	56	Ku
3	0	∞	Ku0

Przykładowe obliczenia:

$\left| k_{\text{uef}} \right| = \frac{U_{\text{oml}}}{E_{g}} = \frac{2,\text{\ V}}{0,2949\text{\ V}} = 6,78\frac{V}{V} = 6,8\frac{V}{V}$ ,

$\ \left| k_{u} \right| = \frac{U_{\text{oml}}}{U_{i}} = \frac{2,9\text{\ V}}{0,4637\text{\ V}} = 6,25\frac{V}{V} = 6,2\frac{V}{V}$ ,

$\left| k_{u0} \right| = \frac{U_{\text{oml}}}{U_{i}} = \frac{4,2\text{\ V}}{0,4635\text{\ V}} = 9,06\frac{V}{V} = 9,1\frac{V}{V}$

R_i ≈ R_G = 680 kΩ    ,         R_o ≈ R_D = 27 kΩ

1. Wyznaczenie pasma pracy układu

	f	b [dz]	B [dz]	ᵠ [°]	ᴪ [°]
G	fg 15 kHz	4	4,9	55	-235
D	fd 28 Hz	4,5	4,9	67	-113

Przykładowe obliczenia:

$_{g} = arcsin\frac{b}{B} = arcsin\frac{4}{4,9} = 54,7187 = 55$, _g = −180−_g = −180 − 55 = −235

$_{d} = arcsin\frac{b}{B} = arcsin\frac{4,5}{4,9} = 66,6886 = 67$, _d = −180+_d = −180 + 67 = −113

Wykres 1

Wykres zależności współczynnika transmitancji od częstotliwości

1. Pomierzone Rezystancje

	Rezystancja Teoretyczna Rn [ KΩ ]	Rezystancja Zmierzona Rx [ KΩ ]	Różnica Rezystancji Rn - Rx [ KΩ ]
RL	56	54,31	1,69
RD	27	26,97	0,03
Rg	330	327,2	2,8
RS	3,3	3,268	0,032
RG	680	671,5	8,5

1. Wnioski:

W labolatorium z Podstaw Elektroniki realizowano ćwiczenie 5 w , którym należało między innymi wyznaczyć pasmo częstotliwościowe wzmacniacza, gdzie w tym układzie z odpowiednio dobranymi elementami (tabela grupa 3) rezystorów kondensatorów i tranzystora polowego 2N4416 wyniosło od około 28Hz do 15kHz. Dla częstotliwości dolnej fd przesunięcie fazowe ᴪ wyszło -113°, a dla częstotliwości górnej fg -235°.

Wartości, które zostały obliczone przed zajęciami w zestawieniu z obliczeniami po przeprowadzeniu doświadczenia.

Tabela 3

Obliczenia	|kuef| [V/V]	|ku| [V/V]	|ku0| [V/V]
I	5	7,42	11
II	6,78	6,2	9,1

1. Obliczenia przed ćwiczeniami

2. Obliczenia po ćwiczeniu

Większość wartości transmitancji, które otrzymaliśmy przy obliczeniach przed zajęciami są nieco wyższe od rzeczywistych. Wyjątkiem jest transmitancja teoretyczna K_uef , gdzie jest niższą wartością od transmitancji rzeczywistej. Zbadane rezystancje są nie co niższe od teoretycznych. Wpływ na te zmiany miały min. rzeczywiste wartości rezystancji rezystorów, temperatura otoczenia oraz urządzenia pomiarowe. W tym przypadku błąd przy obliczeniach teoretycznych wynosi 1 %, wyniki są do siebie bardzo zbliżone.