Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Laboratorium elektroniki
Ćwiczenie nr 6	Temat: Badanie wzmacniacza zbudowanego w oparciu o tranzystor MOSFET			Zespół: 1) Mularczyk Paweł 2) Stoch Paweł 3) Tomaszewski Andrzej
Data wykonania ćwiczenia: 23.11.1999 r.		Data:	Ocena:

1. Schemat pomiarowy.

Spis elementów:

R₁=220kΩ, R₂=560kΩ, R_D=3,3kΩ, R_S=270Ω, C_S=25μF, C=10nF (pierwszy pomiar) oraz C=100nF (drugi pomiar).

2. Spis przyrządów

• oscyloskop OS-9020A

• generator G 432

3. Tabele pomiarowe

układ kondensatorem C=10nF układ z kondensatorem C=100nF

U_we=1V, U_DD=7,9V

f [Hz]	Uwypp [V]	log f	kU [V/V]	kU [dB]		f [Hz]	Uwypp [V]	log f	kU [V/V]	kU [dB]
10	-	1	-	-		10	1,9	1	1,9	5,6
25	3	1,4	3	9,54		18	2,5	1,25	2,5	7,95
50	3,2	1,7	3,2	10,1		20	2,6	1,3	2,6	8,3
100	3,4	2	3,4	10,6		50	3,1	1,7	3,1	9,83
200	3,4	2,3	3,4	10,6		100	3,3	2	3,3	10,4
500	3,4	2,7	3,4	10,6		200	3,4	2,3	3,4	10,6
1k	3,4	3	3,4	10,6		500	3,4	2,7	3,4	10,6
2k	3,4	3,3	3,4	10,6		1k	3,5	3	3,5	10,9
5k	3,4	3,7	3,4	10,6		2k	3,5	3,3	3,5	10,9
10k	3,4	4	3,4	10,6		5k	3,6	3,7	3,6	11,1
20k	3,3	4,3	3,3	10,4		10k	3,6	4	3,6	11,1
50k	2,8	4,7	2,8	8,9		20k	3,6	4,3	3,6	11,1
100k	2,6	5	2,6	8,3		50k	3,5	4,7	3,5	10,9
180k	2,4	5,25	2,4	7,6		100k	3,3	5	3,3	10,4
200k	2,3	5,3	2,3	7,23		200k	3,1	5,3	3,1	9,83
500k	1,7	5,7	1,7	4,6		400k	2,65	5,6	2,65	8,46
1 M	1,1	6	1,1	0,83		460k	2,5	5,66	2,5	7,95
						500k	2,3	5,7	2,3	7,23
						1 M	1,4	6	1,4	2,92

Wielkości uzyskane z pomiarów:

układ z kondensatorem C=10nF układ z kondensatorem C=100nF

U_wygr=2,4V U_wygr=2,51V

ku_gr=2,4 V/V ku_gr=2,51 V/V

f_d - brak f_d=18 Hz

f_g=180 kHz f_g=460 kHz

4. Wykresy charakterystyk

1. charakterystyka dla układu z kondensatorem C=10nF

2. charakterystyka dla układu z kondensatorem C=100nF

5. Przykładowe obliczenia:

6. Wnioski

Wzmacniacz zbudowano w oparciu o tranzystor unipolarny MOSFET. Dla badanego wzmacniacza zmierzono charakterystykę współczynnika wzmocnienia napięcia k_U(f).

Z obliczeń przeprowadzanych w czasie pomiarów napięcie wyjściowe graniczne dla układu z kondensatorem C=10nF wynosi 2,4V, natomiast dla układu z kondensatorem C=100nF wynosi 2,51V. Odpowiednio wartość graniczna wzmocnienia napięcia dla układu z kondensatorem C=10nF wynosi ku_gr=2,4 V/V oraz dla układu z kondensatorem C=100nF ku_gr=2,51 V/V.

Z charakterystyk k_U(f), gdzie wzmocnienie napięcia wyrażone jest w decybelach, zaś f jest funkcją logarytmiczną częstotliwości, odczytujemy wartość graniczną wzmocnienia napięcia ku_gr odejmując 3dB od wartości, na której następuje stabilizacja współczynnika wzmocnienia napięcia. Graniczna wartość wzmocnienia napięcia dla układu z kondensatorem C=10nF wynosi ku_gr=7,6 dB, zaś dla układu z kondensatorem C=100nF ku_gr=8 dB.

Również z charakterystyk wyznaczamy pasmo pracy wzmacniacza. Rozwiązując równanie, gdzie niewiadomą jest argument logarytmu, otrzymujemy wartość dolnej i górnej częstotliwości granicznej wzmacniacza. I tak, dla układu z kondensatorem C=10nF dolna częstotliwość graniczna ma wartość około f_d=12,6Hz (pomiar był możliwy dopiero od częstotliwości równej f=25Hz), górna częstotliwość graniczna wynosi około f_g=177,8kHz (w pomiarach uzyskano 180kHz). Dla układu zawierającego kondensator C=100nF wielkości te mają odpowiednio wartości: f_d=17,8Hz (w pomiarach 18 Hz), f_g=446,7kHz (w pomiarach 450kHz). Różnice w wartościach wielkości wyliczonych z charakterystyk a wyliczonych w trakcie pomiarów są rzędu 1-2% i najprawdopodobniej spowodowane są niedokładnością odczytu z przyrządów pomiarowych i charakterystyk.

Na oscylografie mogliśmy również zauważyć przesunięcie fazowe napięcia wyjściowego względem wejściowego oraz odkształcanie się przebiegów napięcia ze wzrostem częstotliwości.

---