Akademia Techniczno- Rolnicza w Bydgoszczy
Zakład Elektroniki	Nazwisko i Imię:
Laboratorium elementów i układów elektronicznych	1. Albrecht Wojciech 2. Ciechanowski Rafał
Nr ćwiczenia: 4 Temat: Wtórnik emiterowy.	Nr grupy N4 Semestr V
Data wykonania ćwiczenia Data oddania 7.10.96 21.10.96	Instytut T i E

Sprawozdanie

1.Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się podstawowymi właściwościami układów wtórnikowych zbudowanych na tranzystorach bipolarnych.

2. Pomiar wzmocnienia napięciowego oraz rezystancji wejściowej i wyjściowej wtórnika emiterowego :

Wykaz elementów:

• R1=1M8

• R2=1M3

• R3=910k

• R5=2k2

• C1=1u5

• C2=25uF

• C3=3u3

• T1=T2=BC107

A. Układ pierwszy:

a) Pomiar wzmocnienia napięciowego K_u

f	kHz	1	10
Ui	V	0,999	0,978
Uo	V	0,976	0,975
Ku= Uo / Ui	V/V	0,976	0,996

b) Pomiar R_i

f	kHz	1	10
UR	mV	435	0,430
Ri	kΩ	36,25	35,706

R =270 kΩ, U_i = 0,100V

Ri = (U_R * R) / ( U_i - U_R)

c) Pomiar R_o

f	kHz	1	10
Ro	Ω	72,18	72,66

B. Układ drugi:

a) Pomiar wzmocnienia napięciowego K_u

f	kHz	1	10
Ui	V	0,998	0,995
Uo	V	0,983	0,980
Ku= Uo / Ui	V/V	0,984	0,984

b) Pomiar R_i

f	kHz	1	10
UR	mV	0,367	0,347
Ri	kΩ	872,43	803,24

R =270 kΩ, U_i = 0,100V

Ri = (U_R * R) / ( U_i - U_R)

c) Pomiar R_o

f	kHz	1	10
Ro	Ω	16,869	14,856

C. Układ trzeci:

a) Pomiar wzmocnienia napięciowego K_u

f	kHz	1	10
Ui	V	0,999	0,995
Uo	V	0,984	0,981
Ku= Uo / Ui	V/V	0,985	0,986

b) Pomiar R_i

f	kHz	1	10
UR	mV	0,435	0,247
Ri	kΩ	7740,2	3293,3

R =270 kΩ, U_i = 0,100V

Ri = (U_R * R) / ( U_i - U_R)

c) Pomiar R_o

f	kHz	1	10
Ro	Ω	116,66	29,96

3. Porównanie układów pod względem wzmocnienia napięciowego, rezystancji wejściowej i wyjściowej.

f = 1 kHz	Ku	Ri	Ro
	V/V	kΩ	Ω
układ nr1	0,976	36,25	72,18
układ nr2	0,984	872,43	16,869
układ nr3	0,985	7740,2	116,66

f = 10 kHz	Ku	Ri	Ro
	V/V	kΩ	Ω
układ nr1	0,996	35,706	72,66
układ nr2	0,984	803,24	14,856
układ nr3	0,986	3293,3	29,96

4. Wyznaczenie parametrów układu na podstawie analizy małosygnałowej:

4.1. Układ pierwszy:

4.2 Układ drugi:

3. Układ trzeci:

5. Wnioski:

Podsumowanie wyników pomiarów wykazało, że wzmocnienie napięciowe wszystkich trzech układów wtórników napięciowych dla różnych częstotliwości (1[kHz] i 10[kHz]) jest praktycznie takie samo, a różnice pomijalnie małe. Do tych samych wniosków (biorąc pod uwagę tylko dane dotyczące wzmocnienia napięciowego) możemy dojść konfrontując wyniki pomiarów z wynikami otrzymanymi podczas obliczeń teoretycznych.

Wyniki obliczeń teoretycznych dość znacznie odbiegają od wyników obliczeń otrzymanych z przeprowadzonych wcześniej pomiarów. Spowodowane może to być tym, iż w obliczeniach pominięto reaktancje kondensatorów (kondensatory stanowiły zwarcie przy analizie małosygnałowej).

Porównanie rezystancji wejściowej (zarówno dla obliczeń teoretycznych jak i dla obliczeń otrzymanych z wyników pomiarów) dla wszystkich trzech układów wtórników pokazuje nam wzrost tego parametru dla częstotliwości f=1[kHz] w zależności od typu zastosowanego układu wtórnika napięciowego. Układ drugi różni się od pierwszego tym, że w drugim zastosowano układ dwóch kaskadowo połączonych tranzystorów (tak zwanej pary Darlingtona), co zminimalizowało wpływ rezystancji widzianej z bazy tranzystora pierwszego T₁ w kierunku masy układu o β+1 razy w stosunku do układu pierwszego (β - współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora T₂). Wprowadzono także dodatkowy rezystor R₃, który zwiększa rezystancję wejściową R_i określaną przez dzielnik polaryzujący bazę T₁. W układzie trzecim zastosowano układ regulujący poziom napięcia w punkcie połączenia rezystorów R₁,R₂ i R₃ proporcjonalnie do zmian napięcia wejściowego U_i, praktycznie eliminując składową zmienną prądu płynącego przez R₃ co powoduje, iż wartość rzeczywista widziana zamiast połączenia R₃+R₁*R₂/(R₁+R₂) jest wielokrotnie od niego większa. W układzie trzecim występuje duża nie­sta­bil­ność parametru jakim jest rezystancja wejściowa R_i (dla częstotliwości f=10kHz w porównaniu z częstotliwością f=1kHz R_i zmalała o rząd wielkości). Mimo tego układ ten jest najlepszy (biorąc pod uwagę jego parametry takie jak K_U,R_I,R_O) przy współpracy ze źródłami sinusoidalnie zmiennymi o częstotliwości nie­prze­kra­cza­jącej 1[kHz]. Zapewnienie dużej rezystancji wejściowej przy niskich częstotliwościach jest korzystne ze względu na reaktancję kondensatora, której wartość jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości i tworzy przy niskich częstotliwościach z R_i dzielnik napięciowy ograniczając w ten sposób dolną częstotliwość graniczną wzmacniacza.

Reasumując możemy stwierdzić, że wtórnik napięciowy charakteryzuje się dużą rezystancją wejściową, małą pojemnością wejściową, małą rezystancją wyjściową, wzmocnieniem napięciowym mniejszym od jedności. Ze względu na te wszystkie parametry wtórnik napięciowy stosowany jest chętnie jako separator, transformator impedancji pracujący w warunkach stałego obciążenia o małej wartości rezystancji. Ponadto wtórnik napięciowy nie odwraca nam fazy wymuszenia na wyjściu co stanowi niewątpliwie dodatkową zaletę tego rodzaju układów.

1

---