POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA W KIELCACH
LABORATORIUM Z ELEKTRONIKI
Ćwiczenie nr 6	Temat ćwiczenia: Badanie wzmacniacza na tranzystorze polowym.		Zespół nr: 2 1.Mazur Marek 2.Met Marcin 3.Mociak Jarosław
Data wykonania ćwiczenia: 22.11.1999r.		Ocena:	Wydział: WEAiI

1. Cel ćwiczenia.

Ćwiczenie polegało na zaprojektowaniu układu wzmacniacza o zadanych wartościach napięcia zasilania i wzmocnienia oraz wykreśleniu charakterystyk: amplitudowej i przesunięcia fazowego w zależności od częstotliwości i wzmocnienia.

2. Schemat pomiarowy.

3. Tabela pomiarowa.

a) wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej

f	U1	Bez obciążenia				Z obciążeniem R=1kΩ
				U2	ku	t0	φ	U2	ku	t0	φ
Hz	V	V		μs	˚	V		μs	˚
5	3,2	8,0	2,5	0	180	3,0	0,94	-3000	174,6
10	3,2	8,6	2,68	0	180	4,0	1,25	-1000	176,4
20	3,2	8,8	2,75	0	180	4,4	1,38	-500	176,4
30	3,2	9,0	2,81	0	180	4,6	1,44	0	180
40	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
50	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
70	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
100	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
200	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
500	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
1000	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
5000	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
10000	3,2	9,2	2,87	0	180	4,6	1,44	0	180
50000	3,2	9,0	2,81	0	180	4,6	1,44	0	180
100k	3,2	9,0	2,81	0	180	4,6	1,44	0	180
300k	3,2	8,6	2,68	0	180	4,4	1,38	0	180
500k	3,2	8,8	2,75	0,1	198	4,4	1,38	0,05	189
700k	3,2	7,4	2,31	0,15	217,8	4,4	1,38	0,1	205,2
800k	3,2	7,0	2,18	0,15	223,2	4,2	1,31	0,1	208,8
900k	3,2	6,6	2,06	0,15	228,6	4,2	1,31	0,1	212,4
1M	3,2	6,2	1,93	0,16	237,6	4,2	1,31	0,1	216
1,1M	3,2	6,0	1,87	0,16	243,4	4,0	1,25	0,1	219,6

b) wyznaczanie charakterystyki U₂=U₂(U₁)

• dla f=100Hz

U1	Bez obciążenia	Z obciążeniem R=1kΩ
		U2	U2
V	V	V
1,2	3,6	1,9
1,5	4,6	2,2
2,0	5,6	2,8
3,0	8,6	4,4
4,0	10,4	5,4
4,8	11,6	6,3
5,0	11,8	6,4

• dla f=100kHz

U1	Bez obciążenia	Z obciążeniem R=1kΩ
		U2	U2
V	V	V
1,1	3,2	1,6
2,0	6,0	2,9
2,5	7,2	3,6
3,4	11,2	4,8
4,4	11,5	6,0
4,8	11,6	6,4

• dla f=1MHz

U1	Bez obciążenia	Z obciążeniem R=1kΩ
		U2	U2
V	V	V
0,6	1,1	0,8
1,0	2,0	1,3
1,5	3,0	2,0
2,2	4,3	2,8
3,0	5,8	4,0
4,0	7,6	5,0
5,0	8,8	6,0

4. Obliczenia elementów wzmacniacza.

E_D=-16V

U_GS=-8V

Wartości rezystancji R_B1 i R_B2 należy dobrać tak aby napięcie na bramce było równe połowie napięcia zasilania. Ze względu na to, że prąd bramki jest praktycznie równy zero, rezystancje R_B1 i R_B2 mogą być dowolnie duże. Przyjmujemy:

R_B1=560kΩ

R_B2=560kΩ

Rezystancję w obwodzie drenu wyznaczamy na podstawie charakterystyk wyjściowych tranzystora MOS. Znając napięcie zasilania oraz wartość maksymalną prądu drenu możemy wyznaczyć rezystancję R_D.

I_D = -13 mA

5. Wnioski.

Na podstawie wykreślonych charakterystyk możemy stwierdzić, że wzmacniacz na tranzystorze MOS w porównaniu ze wzmacniaczem na tranzystorze bipolarnym charakteryzuje się mniejszym wzmocnieniem, lecz szerszym pasmem przenoszenia. Wzmacniacz ten również przesuwa fazę sygnału o 180 stopni, przy czym dla częstotliwości niskich przesunięcie jest mniejsze niż 180 stopni, a dla częstotliwości wysokich - większe.

Z charakterystyk k_U = f(f) wynika, że wzmocnienie wzmacniacza zależy od częstotliwości. Przy tej samej częstotliwości wzmocnienie jest większe dla układu bez dołączonego obciążenia R₀. Dołączenie obciążenia powoduje zmniejszenie wzmocnienia układu i zmniejszenie kąta przesunięcia fazowego między napięciem wejściowym a wyjściowym.

Metoda pomiaru napięć oscyloskopem obarczona jest dość dużym błędem wynikającym z niedokładnego odczytywania wartości mierzonego napięcia.

---