Politechnika Lubelska w Lublinie	Laboratorium Ćwiczenie nr 3
Nazwisko i imię: Pietrzyk Dariusz	Semestr: IV	Grupa: 4.5	Rok akademicki 96/97
Temat : Badanie tranzystorowych stopni wzmacniających		Data wykonania. 03.03.97	Ocena:

Duda Grzegorz

Szuba Krzysztof

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z działaniem stopni wzmacniających w różnych konfiguracjach tranzystora (WE, WB, WC), zapoznanie się ze sposobami wyznaczania charakterystyk statycznych i dynamicznych stopnia wzmacniającego, charakterystyk częstotliwościowych oraz rezystancji wejściowej i wyjściowej.

Tranzystorowy stopień wzmacniający w układzie WE

Rys. Schemat ideowy stopnia wzmacniacza badanego w ćwiczeniu

Tabela pomiarowa

Uwe	V	0,01	0,033	0,05	0,075	0,1	0,125	0,15	0,19	0,22	0,3
Uwy	V	0,33	0,98	1,3	1,58	1,74	1,67	1,97	2,12	2,24	2,48
Uwe	V	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,8	0,9
Uwy	V	2,61	2,72	2,81	2,9	2,95	3	3,08	3,13	3,21	3,27

Rys. Schemat blokowy układu do wyznaczania charakterystyk dynamicznych i częstotliwościowych

Charakterystyka dynamiczna Uwy = f ( Uwe ) f = const;

Liniowa część charakterystyki dynamicznej Uwy = f ( Uwe ) kończy się już dla około 0,1 V. Dla napięć wejściowych wyższych charakterystyka ulega coraz to większemu zakrzywieniu.

Charakterystyka częstotliwościowa

U _we = 0,4V

f	kHz	0,01	0,02	0,04	0,1	0,2	0,4	1	2	4
Uwy	V	0,15	0,27	0,46	0,65	0,875	0,95	1	1	1
Ku	V/V	0,375	0,675	1,15	1,625	2,1875	2,375	2,5	2,5	2,5
Ku	dB	-8,51937	-3,41392	1,21395	4,21706	6,79896	7,51327	7,9588	7,9588	7,9588
f	kHz	10	20	40	100	200	400	600	1000
Uwy	V	1	1	0,975	0,825	0,58	0,35	0,25	0,16
Ku	V/V	2,5	2,5	2,4375	2,0625	1,45	0,875	0,625	0,4
Ku	dB	7,9588	7,9588	7,73889	6,28787	3,22736	-1,15984	-4,0824	-7,9588

Wykres: Charakterystyka częstotliwościowa

f _min = 120 Hz f _max = 130 kHz

Pasmo wzmacnianych częstotliwości dla badanego stopnia wzmacniającego z tranzystorem w układzie ze wspólnym emiterem WE wynosi 120 Hz - 130 kHz

Rezystancja wejściowa

Rys: Schemat blokowy do układu do pomiaru rezystancji wejściowej.

U gen	V	0,1	0,05
U wy	V	2	1,47
R d	kΩ	1,6	1,63
R we	kΩ	1,6	1,63

R _we = 1,61 kΩ

Rezystancja wyjściowa

Rys: Schemat blokowy układu do pomiaru rezystancji wyjściowej wzmacniacza.

Tabela pomiarowa

U gen	V	0,2	1,36	0,1
U wy	V	2,46	2,83	2,03
R d	kΩ	1,2	2,3	2,2
R we	kΩ	1,2	2,3	2,2

R _wy = 1,9 kΩ

Dwustopniowy wzmacniacz ze stopniami pracującymi w układzie WE.

Rys: Schemat ideowy dwustopniowego wzmacniacza.

Charakterystyka dynamiczna

U we	V	0,025	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4
U wy	V	0,58	1	1,32	1,45	1,57	1,66	1,75	1,84	1,91
U we	V	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85
U wy	V	1,97	2,04	2,1	2,17	2,23	2,29	2,33	2,4	2,43

Wykres: Charakterystyka dynamiczna U wy = f ( U we )

Podobnie jak dla jednego stopnia wzmacniającego liniowa część charakterystyki dynamicznej kończy się dla około 0,1 V. Dla napięć wyższych jest już nie liniowa.

Charakterystyka częstotliwościowa

f	kHz	0,01	0,02	0,04	0,08	0,1	0,2	0,4	0,8	1	2
uwy	V	0,52	0,58	0,59	0,6	0,62	0,62	0,65	0,65	0,65	0,65
Ku	V/V	1,04	1,16	1,18	1,2	1,24	1,24	1,3	1,3	1,3	1,3
Ku	dB	0,3406	1,2891	1,4376	1,5836	1,8684	1,8684	2,2788	2,2788	2,2788	2,2788

f	kHz	4	8	10	20	40	80	100	200	400
U wy	V	0,65	0,65	0,65	0,6	0,65	0,6	0,58	0,37	0,24
Ku	V/V	1,3	1,3	1,3	1,2	1,3	1,2	1,16	0,74	0,48
Ku	dB	2,27886	2,27886	2,27886	1,58362	2,27886	1,58362	1,28916	-2,6153	-6,3751

Wykres: Charakterystyka częstotliwościowa

f _min = 9 Hz f _max = 150 kHz

Pasmo wzmacnianych częstotliwości dla dwóch stopni wzmacniających wynosi 9Hz - 150 kHz

Wnioski

Z powodu braku czasu, nie wykonałem pomiarów związanych z układami ze wspólną bazą WB i wspólnym kolektorem WC. Częściowo przyczyną tego było to że sam wykonywałem wszystkie pomiary.

Podczas opracowywania wyników ćwiczenia nasunęły się duże wątpliwości co do poprawności pomiarów przeprowadzonych podczas wyznaczania charakterystyki częstotliwościowej. Wzmocnienie układu wyznaczone z charakterystyki dynamicznej jest zbliżone do 23.5 dB, a maksymalne wzmocnienie naniesione na charakterystykę częstotliwościową nie przekracza 8 dB. Dla tej samej częstotliwości f=1kHz i napięcia wejściowego U_we= 0,4 V napięcie wyjściowe pomierzone do charakterystyki dynamicznej wynosiło U_wy = 2,72 V, a dla częstotliwościowej U _wy = 1 V. W pierwszym przypadku pomiar dokonywany był miernikiem cyfrowym, a w drugim oscyloskopem. (oscyloskop mierzył wartość maksymalną a miernik skuteczną więc napięcie w drugim przypadku powinno być więkrze od pierwszego, a jest odwrotnie). Prawdopodobnie należy przyjąć że to drugi pomiar jest błędny gdyż odczyt napięcia z oscyloskopu jest dużo trudniejszy niż odczyt z miernika. ( prawdopodobnie błędnie odczytałem zakres oscyloskopu ). Nie znając źródła pochodzenia błędu trudno stwierdzić czy wpłynął on także na poprawność wyznaczonego przedziału częstotliwości. Ten sam problem wystąpił przy pomiarach dla wzmacniacza dwustopniowego.

Dla wzmacniacza dwustopniowego wbrew oczekiwaniom nie zaobserwowałem większego wzmocnienia niż dla wzmacniacza jednostopniowego ( o ile nie było mniejsze ). Natomiast niewątpliwie poszerzył się ( o ile został wyznaczony poprawnie ) przedział wzmacnianych częstotliwości. Charakterystyka częstotliwościowa jest za to bardziej nierównomierna.

Pewne wątpliwości wzbudza także duży rozrzut wartości rezystancji wyjściowych dla różnych napięć wejściowych dla układu pierwszego.

---