ĆWICZENIE NR 1

TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

4. PRZEBIEG ĆWICZENIA

4.1. Wyznaczanie parametrów wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym złączowym w układzie OS z automatyczną polaryzacją bramki

A. Warunki pomiarów

–

wykorzystując moduł pomiarowy KL-23004, blok C połączyć schemat pomiarowy zgodnie z rysunkiem 1.

+ 12 V

R12

3,3 kΩ

C4

2,2 µF

C2

10

D

µF

IN

G

OUT1

Q5

S

R13

R11

1 kΩ

C3

1 MΩ

22 µF

Rys. 1. Schemat pomiarowy układu wzmacniacza w układzie OS z automatyczną polaryzacją bramki B. Pomiar napięć stałych na elektrodach tranzystora

- wykorzystując woltomierz napięć stałych dokonać pomiaru napięć UGS, UD, US, zanotować wyniki.

C. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego (układ bez ujemnego sprzężenia zwrotnego)

–

przyłączyć generator sygnałowy do wejścia IN, ustawić napięcie sinusoidalne o częstotliwości 1kHz;

–

przyłączyć oscyloskop do wejścia IN i wyjścia OUT1 wzmacniacza,

–

ustawić maksymalną amplitudę napięcia wejściowego uWE(t) przy której na wyjściu jest niezniekształcone napięcie wyjściowe uWY(t);

–

przerysować oscylogramy, zmierzyć amplitudę napięcia wejściowego UWE i wyjściowego UWY.

D. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego przy odłączonej pojemności C3 (układ z ujemnym sprzężeniem zwrotnym )

–

odłączyć pojemność C3;

–

wykonać czynności z punktu C.

E. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego (układ bez ujemnego sprzężenia zwrotnego, zmieniona wartość rezystancji włączonej w obwód drenu)

–

zmienić rezystancję włączoną w odwód drenu z R12 na R16, przyłączyć pojemność C3;

–

wykonać czynności z punktu C.

F. Pomiar charakterystyki częstotliwościowej dla wzmacniacza z punktu C, D i E

- połączyć odpowiednią konfigurację odpowiadającą wzmacniaczom z punktu C, D i E;

- przyłączyć generator sygnałowy do wejścia IN, ustawić napięcie sinusoidalne o częstotliwości 5kHz;

- przyłączyć oscyloskop do wejścia IN i wyjścia OUT1 wzmacniacza, ustawić połowę maksymalnej amplitudy napięcia wejściowego uWE(t);

- zmieniając częstotliwość w zakresie od 20Hz do około 1MHz dokonać pomiaru amplitudy napięcia wejściowego UWE i wyjściowego UWY, wyniki zapisać w tabeli 1; Tabela 1

Wzmacniacz w konfiguracji z punktu C

f [Hz]

UWE [V]

UWY [V]

Ku [-]

Wzmacniacz w konfiguracji z punktu D

f [Hz]

UWE [V]

UWY [V]

Ku [-]

Wzmacniacz w konfiguracji z punktu E

f [Hz]

UWE [V]

UWY [V]

Ku [-]

G. Zadanie

–

obliczyć wartość napięcia stałego UDS= UD – US;

U WY

–

obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K =

u

, określić wartość

U WE

przesunięcia fazy między napięciem wyjściowym uWY(t) a wejściowym uWE(t);

–

wykreślić charakterystyki częstotliwościowe Ku=F(log f), (w jednym układzie współrzędnych), określić pasmo wzmacniaczy.

4.2. Wyznaczanie parametrów wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym złączowym w układzie OS z potencjometryczną polaryzacją bramki

A. Warunki pomiarów

–

wykorzystując moduł pomiarowy KL-23004, blok C połączyć schemat pomiarowy zgodnie z rysunkiem 2.

+ 12 V

R9

R14

2 MΩ

2,2 kΩ

C4

2,2 µF

C2

10

D

µF

IN

G

OUT1

Q5

S

R13

R8

1 kΩ

C3

270 kΩ

22 µF

Rys. 2. Schemat pomiarowy układu wzmacniacza w układzie OS z potencjometryczną polaryzacją bramki

B. Pomiar napięć stałych na elektrodach tranzystora

–

wykorzystując woltomierz napięć stałych dokonać pomiaru napięć UGS, UD, US, zanotować wyniki.

C. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego (układ bez ujemnego sprzężenia zwrotnego)

–

przyłączyć generator sygnałowy do wejścia IN, ustawić napięcie sinusoidalne o częstotliwości 1kHz;

–

przyłączyć oscyloskop do wejścia IN i wyjścia OUT1 wzmacniacza,

–

ustawić maksymalną amplitudę napięcia wejściowego uWE(t) przy której na wyjściu jest niezniekształcone napięcie wyjściowe uWY(t);

–

przerysować oscylogramy, zmierzyć amplitudę napięcia wejściowego UWE i wyjściowego UWY.

D. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego przy odłączonej pojemności C3 (układ z ujemnym sprzężeniem zwrotnym )

–

odłączyć pojemność C3;

–

wykonać czynności z punktu C.

E. Pomiar charakterystyki częstotliwościowej dla wzmacniacza z punktu C

- połączyć odpowiednią konfigurację odpowiadającą wzmacniaczowi z punktu C;

- przyłączyć generator sygnałowy do wejścia IN, ustawić napięcie sinusoidalne o częstotliwości 5kHz;

- przyłączyć oscyloskop do wejścia IN i wyjścia OUT1 wzmacniacza, ustawić połowę maksymalnej amplitudy napięcia wejściowego uWE(t);

- zmieniając częstotliwość w zakresie od 20Hz do około 1MHz dokonać pomiaru amplitudy napięcia wejściowego UWE i wyjściowego UWY, wyniki zapisać w tabeli 2; Tabela 2

Wzmacniacz w konfiguracji z punktu C

f [Hz]

UWE [V]

UWY [V]

Ku [-]

F. Zadanie

–

obliczyć wartość napięcia stałego UDS= UD – US;

U WY

–

obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K =

u

, określić wartość

U WE

przesunięcia fazy między napięciem wyjściowym uWY(t) a wejściowym uWE(t);

–

wykreślić charakterystykę częstotliwościową Ku=F(log f), określić pasmo wzmacniacza.

4.3. Wyznaczanie parametrów wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym złączowym w układzie OD z automatyczną polaryzacją bramki

A. Warunki pomiarów

–

wykorzystując moduł pomiarowy KL-23004, blok C połączyć schemat pomiarowy zgodnie z rysunkiem 3.

+ 12 V

C2

D

10 µF

C5

IN

G

Q5 2,2 µF OUT2

S

R11

R17

1 MΩ

2,2 kΩ

Rys. 3. Schemat pomiarowy układu wzmacniacza w układzie OD z automatyczną polaryzacją bramki B. Pomiar napięć stałych na elektrodach tranzystora

- wykorzystując woltomierz napięć stałych dokonać pomiaru napięć UGS, UD, US, zanotować wyniki.

C. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego

–

przyłączyć generator sygnałowy do wejścia IN, ustawić napięcie sinusoidalne o częstotliwości 1kHz;

–

przyłączyć oscyloskop do wejścia IN i wyjścia OUT2 wzmacniacza;

–

ustawić maksymalną amplitudę napięcia wejściowego uWE(t) przy której na wyjściu jest niezniekształcone napięcie wyjściowe uWY(t);

–

przerysować oscylogramy, zmierzyć amplitudę napięcia wejściowego UWE i wyjściowego UWY.

D. Zadanie

–

obliczyć wartość napięcia stałego UDS= UD – US;

U WY

–

obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K =

, określić wartość

u

U WE

przesunięcia fazy między napięciem wyjściowym uWY(t) a wejściowym uWE(t).

4.4. Wyznaczanie parametrów wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym złączowym w układzie OD z potencjometryczną polaryzacją bramki

A. Warunki pomiarów

–

wykorzystując moduł pomiarowy KL-23004, blok C połączyć schemat pomiarowy zgodnie z rysunkiem 4.

+ 12 V

R7

33 kΩ

C2

10

D

µF

C5

IN

G

Q5 2,2 µF OUT2

S

R10

R15

22 kΩ

6,8 kΩ

Rys. 4. Schemat pomiarowy układu wzmacniacza w układzie OD z potencjometryczną polaryzacją bramki

B. Pomiar napięć stałych na elektrodach tranzystora

- wykorzystując woltomierz napięć stałych dokonać pomiaru napięć UGS, UD, US, zanotować wyniki.

C. Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego

–

przyłączyć generator sygnałowy do wejścia IN, ustawić napięcie sinusoidalne o częstotliwości 1kHz;

–

przyłączyć oscyloskop do wejścia IN i wyjścia OUT2 wzmacniacza,

–

ustawić maksymalną amplitudę napięcia wejściowego uWE(t) przy której na wyjściu jest niezniekształcone napięcie wyjściowe uWY(t);

–

przerysować oscylogramy, zmierzyć amplitudę napięcia wejściowego UWE i wyjściowego UWY.

D. Zadanie

–

obliczyć wartość napięcia stałego UDS= UD – US;

U WY

–

obliczyć wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K =

, określić wartość

u

U WE

przesunięcia fazy między napięciem wyjściowym uWY(t) a wejściowym uWE(t).

5. OPRACOWANIE SPRAWOZDANIA

Sprawozdanie powinno zawierać:

- krótki opis ćwiczenia;

- schematy ideowe układów pomiarowych;

- wyniki pomiarów;

- zdjęte oscylogramy i sporządzone wykresy;

- protokół pomiarowy podpisany przez prowadzącego ćwiczenie;

- przykładowe obliczenia;

- wnioski.

6. PRZYKŁADOWE PYTANIA

1. Narysować symbol tranzystora unipolarnego złączowego z kanałem typu n i typu p.

2. Narysować charakterystykę przejściową i wyjściową tranzystora unipolarnego złączowego.

3. Narysować schemat zasilania tranzystora unipolarnego złączowego z automatycznym minusem na bramce.

4. Narysować schemat zasilania tranzystora unipolarnego złączowego z dwóch źródeł.

5. Narysować schemat zasilania tranzystora unipolarnego złączowego z potencjometrycznym zasilaniem bramki.

6. Wymienić i omówić parametry wzmacniacza.

7. Narysować podstawowe charakterystyki wzmacniacza.

8. Narysować schemat wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym złączowym z kanałem typu n w układzie ze wspólnym źródłem.

9. Narysować schemat wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym złączowym z kanałem typu n w układzie ze wspólnym drenem.