Politechnika Świętokrzyska w Kielcach |
||||
Laboratorium elektroniki |
||||
Ćwicenie nr
5 |
Temat: Badanie wzmacniaczy na tranzystorach bipolarnych.
|
Zespół:
1)Kozieł Tomasz 2)Małaczek Mariusz
|
||
Data wykonania ćwiczenia:
21.11.1996 r. |
Data oddania sprawozdania: |
Ocena: |
||
1) Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadami projektowania wzmacniaczy m.cz. oraz wykreślenie charakterystyk ku =ku (f).Podczas ćwiczenia zapoznajemy się z pracą takiego wzmacniacza.
2)Schemat pomiarowy:
Parametry układu:
C=100μF
R2 =4.7[kΩ]
R1 =100[kΩ]
RC =56[kΩ]
RE =1[kΩ]
3)Tabele pomiarowe:
a)bez CE ,U=15[V]:
f |
[kHz] |
0.01 |
0.02 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
kU |
[V/V] |
1.12 |
1.8 |
4.13 |
7.9 |
11 |
14.1 |
18.1 |
21.8 |
25 |
f |
[kHz] |
1 |
2 |
3 |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
kU |
[V/V] |
27.6 |
27.9 |
28 |
28 |
28 |
25.5 |
22.3 |
17 |
14.4 |
f |
[kHz] |
50 |
70 |
100 |
200 |
500 |
900 |
1200 |
1700 |
2000 |
kU |
[V/V] |
12.2 |
9.4 |
6.4 |
3.4 |
1.5 |
0.9 |
0.7 |
0.43 |
0.04 |
b)z CE =2.2[μF],U=15[V]:
f |
[kHz] |
0.02 |
0.05 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
0.5 |
1 |
5 |
kU |
[V/V] |
1.8 |
5.8 |
15.9 |
33 |
57.4 |
69 |
77 |
78.7 |
f |
[kHz] |
10 |
15 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
kU |
[V/V] |
77.7 |
72.3 |
63.8 |
34 |
18.6 |
9.7 |
4.25 |
2 |
c)f=f(ϕ):
f |
[kHz] |
0.2 |
2 |
20 |
ϕ |
[°] |
250 |
200 |
190 |
4)Wzory i przykładowe obliczenia:
a)metoda projektowania:
Projektowanie wzmacniaczy m.cz. polega na przyjęciu następujących założeń:
- URC =0.5UCC URC=7.5[V];
- ku -zakładamy,że ma wynosić 50[V/V];
- I1, IC -przyjmujemy dowolnie.
W dalszej części korzystamy z praw Kirchhoffa,które umożliwiają nam wyznaczenie wszystkich parametrów.
ku=-50=- RC /RE
IC=0.15[mA]
RC= URC /IC=7.5[V]/0.2[mA]≈50[kΩ]
RE= RC /50=50[kΩ]/50≈1[kΩ]
UBE=0.7[V] -napięcie na złączu p-n w kierunku przewodzenia
Rozpływ prądów w tranzystorze:
IE =IC +IB ≈IC
UCC =URC +UCE +URE
Obliczamy UCE:
UCE =UCC -URC -URE=15-7.5-0.2=7.3[V]
Obliczamy UR1:
UR1 =UCC -UBE -URE=15-0.7-0.2=14.1[V]
Zakładamy wartość prądu I1=0.15[mA]
R1 =UR1 /I1=14.1[V]/0.15[mA]=94[kΩ]
Obliczamy R2:
R1 +R2 =UCC /I1=100[kΩ]
R2=6[kΩ]
b)charakterystyki kU = kU(f):
-bez kondensatora:
fd ≈ 350[Hz]
fg ≈ 25[kHz]
szerokość pasma - Δf=fg - fd ≈ 25[kHz]
-z kondensatorem:
fd ≈ 390[Hz]
fg ≈ 28[kHz]
szerokość pasma - Δf=fg - fd ≈ 27[kHz]
c)porównuję oszacowane przesunięcie fazowe z wyznaczonym(układ bez kondensatora):
-dla f=200[Hz]
θ =arctg (fd /f)=arctg (350/200)+π=60+180=240 [°]
wyznaczony - 250 [°]
-dla f=2000[Hz]
θ =arctg (fd /f)=arctg (350/2000)+π=9.9+180=190 [°]
wyznaczony - 200 [°]
-dla f=20[kHz]
θ =arctg (fd /f)=arctg (350/20000)+π=1+180=181 [°]
wyznaczony - 190 [°]
5)Uwagi i wnioski:
Na podstawie wyznaczonych charakterystyk częstotliwościowych można stwierdzić,że głównym zadaniem wzmacniacza jest wzmacnianie sygnału małej częstotliwości (akustycznej).Wzmacniacz powinien być zasilany ze źródła stabilizowanego,gdyż zmiany napięcia zasilania powodują przesunięcie punktu pracy tranzystora,co może wpływać na odkształcenia wzmacnianego sygnału.Włączenie kondensatora równolegle z rezystorem emiterowym wpływa korzystnie na wzmocnienie i przenoszenie sygnału.Na wejściu w celu ustalenia punktu pracy zastosowany został potencjometryczny dzielnik napięcia zbudowany z rezystorów R1 ,R2 .Prąd IB powinien mieć wartość taką,aby potencjał kolektora był równy w przybliżeniu połowie napięcia zasilania,gdyż wtedy wzmacniacz osiąga największą sprawność.
RC
R1
C
+
wy
Generator
(PZL-1)
Zasilacz
ZT 980-4M
R2
CE
RE
-
B
A
Oscyloskop
DT 516 A