Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
Ćwiczenie: Wzmacniacze różnicowe
1. Obserwacja oscyloskopowa charakterystyk przejściowych 10 min
bipolarnego wzmacniacza różnicowego z wyjściem napięciowym
niesymetrycznym (OBOWI
ZKOWE)
f& Zestawić układ pokazany na rysunku 1.
f& Jedno z wejść (We2) zewrzeć z mas , na drugie
podać przebieg trójk tny z generatora poprzez
dzielnik 1:10. Kanał X oscyloskopu doł czyć do
bazy pierwszego tranzystora, Kanał Y do kolektora
drugiego tranzystora.
f& Zaobserwować charakterystykę przejściow przy
różnych wartościach pr du I0.
f& Zmierzyć zakres napięć wejściowych, przy którym
obserwowane s wyraz
ne zmiany napięcia
wyjściowego.
f& Zmierzyć skrajne wartości napięć wyjściowych w
trybie DC oscyloskopu dla dwóch wartości pr du I0
f& Kanał Y oscyloskopu przeł czyć do kolektora
Rys. 1
pierwszego tranzystora i powtórzyć pomiary.
W sprawozdaniu:
f& Określić czy zakres napięć wejściowych, przy którym obserwowane s wyraz
ne
zmiany napięcia wyjściowego zależy od pr du I0?
f& Wyci gn ć wnioski co do wpływu pr du polaryzuj cego I0 na właściwości
wzmacniacza: jego wzmocnienie, zakres napięć wyjściowych.
f& Określić kiedy układ pracuje jako wzmacniacz odwracaj cy, a kiedy jako
nieodwracaj cy.
2. Pomiar charakterystyk statycznych wzmacniacza różnicowego z 10 min
wyjściem napięciowym symetrycznym (OBOWI
ZKOWE)
f& Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 2.
Bazę tranzystora T2 poł czyć z mas . Na bazę
tranzystora T1 podawać napięcie stałe z zadajnika
poprzez dzielnik 1:10. Woltomierz wł czyć między
kolektory tranzystorów. Równocześnie mierzyć
amperomierzem pr d polaryzuj cy I0.
f& Zmierzyć charakterystykę przejściow
wzmacniacza z wyjściem napięciowym
symetrycznym dla wybranej wartości pr du I0, np.
200uA, 500uA.
Rys. 2
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004. wer. 1.0
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
W sprawozdaniu:
f& Wykreślić charakterystykę przejściow wzmacniacza .
f& Wyliczyć wzmocnienie różnicowe. Porównać wzmocnienie z wartości teoretyczn
I0RC
dan wzorem: kUR = Ä…
T
3. Pomiar napięcia niezrównoważenia (+0.5pkt) 2 min
f& W układzie pomiarowym z rysunku 2 zewrzeć bazy obydwu tranzystorów z mas .
f& Zmierzyć napięcie wyjściowe odpowiadaj ce zerowemu napięciu wejściowemu przy
pr dzie I0 takim samym jak w punkcie 2
f& Zmienić o 5% wartość jednej z rezystancji kolektorowych powtórnie zmierzyć
napięcia wyjściowe przy dwóch pr dach polaryzuj cych
f& Napięcie niezrównoważenia uzyskujemy dziel c napięcie wyjściowe przez
wzmocnienie różnicowe.
W sprawozdaniu:
f& Wyliczyć wartości napięć niezrównoważenia uzyskane z pomiarów
f& Czy pr d polaryzuj cy istotnie wpływa na napięcie niezrównoważenia?
f& Czy niesymetria układu obci żenia ma wpływ na napięcie niezrównoważenia?
4. Obserwacja charakterystyk przejściowych wzmacniacza 10 min
różnicowego z wyjściem prądowym (+0.5pkt)
f& Zestawić układ pokazany na rysunku 3  wzmacniacz różnicowy obci żony lustrem
pr dowym z przetwornikiem pr d/napięcie zrealizowanym na wzmacniaczu
operacyjnym
f& Jedno z wejść (We2) zewrzeć z mas , na drugie podać przebieg trójk tny z
generatora poprzez dzielnik 1:10. Kanał X oscyloskopu doł czyć do bazy pierwszego
tranzystora, kanał Y do wyjścia wzmacniacza operacyjnego.
f& Zaobserwować charakterystykę przejściow przy różnych wartościach pr du I0.
Na podstawie charakterystyki uzyskanej na
oscyloskopie określić:
" Wpływ pr du I0 na charakterystykę przejściow
układu;
" Zakres napięć wejściowych, przy którym
obserwowane s wyraz
ne zmiany napięcia
wyjściowego. Czy zakres ten zależy od pr du
I0?
" Zakres napięć wyjściowych. Czy zakres ten
zależy od pr du I0?
" Wpływ niesymetrii lustra pr dowego oraz zmian
rezystancji RF na charakterystykę przejściow
Rys. 3
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 2 -
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
W sprawozdaniu:
f& Naszkicować charakterystyki przejściowe wzmacniacza dla dwóch pr dów
polaryzuj cych.
f& Wyci gn ć wnioski co do wpływu pr du polaryzuj cego na właściwości wzmacniacza
5. Pomiar charakterystyk statycznych wzmacniacza różnicowego z 10 min
wyjściem prądowym niesymetrycznym (OBOWI
ZKOWE)
f& Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 4.
Bazę tranzystora T2 poł czyć z mas . Na bazę
tranzystora T1 podawać napięcie stałe z zadajnika
poprzez dzielnik 1:10. Amperomierz wł czyć
między wyjście pr dowe a z
ródło UREF.
Równocześnie mierzyć drugim amperomierzem
pr d polaryzuj cy I0.
f& Zmierzyć charakterystykę przejściow IWY = f(UWE)
wzmacniacza z wyjściem pr dowym
niesymetrycznym dla wybranej wartości pr du I0,
np. 200uA, 500uA.
Rys. 4
W sprawozdaniu:
f& Wykreślić charakterystykę przejściow wzmacniacza.
f& Podać minimaln i maksymaln wartość pr du wyjściowego. Jak wartości te maj się
do pr du I0?
f& Wyliczyć transkonduktancję różnicow . Porównać transkoduktancję z wartości
I0
teoretyczn dan wzorem: gmR = Ä…
T
6. Pomiar transkonduktancji sumacyjnej oraz CMRR we 10 min
wzmacniaczu z wyjściem prądowym ( +0.5 pkt.)
f& W układzie z rysunku 4 podać napięcie bezpośrednio z zadajnika na zwarte bazy
tranzystorów. Wprowadzić niesymetrię lustra pr dowego przez odpowiednie
ustawienie przeł cznika
f& Zmierzyć w 4 punktach charakterystykę przejściow IWY = f(UWES) wzmacniacza z
wyjściem pr dowym niesymetrycznym dla dwóch wartości pr du I0, np. 100uA i
500uA.
f& Zast pić siłę pr domotoryczn I0 rezystorem, powtórzyć pomiary charakterystyk IWY
= f(UWES) dla tych samych co poprzednio wartości pr du I0.
W sprawozdaniu:
f& Narysować charakterystyki przejściowe dla sygnału sumacyjnego.
f& Wyliczyć transkonduktancje sumacyjne na podstawie otrzymanych charakterystyk.
f& Wyliczyć CMRR dla dwóch wartości pr du polaryzuj cego oraz dwóch rodzajów
elementów polaryzuj cych. Wyci gn ć wnioski odnośnie wpływu poszczególnych
czynników na CMRR
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 3 -
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
7. Obserwacja charakterystyk przejściowych unipolarnego 10 min
wzmacniacza różnicowego z wyjściem prądowym
(OBOWI
ZKOWE)
f& Zestawić układ pokazany na rysunku 5  wzmacniacz różnicowy unipolarny
obci żony lustrem pr dowym z przetwornikiem pr d/napięcie zrealizowanym na
wzmacniaczu operacyjnym
f& Jedno z wejść (We2) zewrzeć z mas , na drugie podać przebieg trójk tny z
generatora poprzez dzielnik 1:10. Kanał X oscyloskopu doł czyć do bazy pierwszego
tranzystora, kanał Y do wyjścia wzmacniacza operacyjnego.
f& Zaobserwować charakterystykę przejściow przy różnych wartościach pr du I0.
f& Sprawdzić, czy układ działa poprawnie przy UREF = 0.
Na podstawie charakterystyki uzyskanej na
oscyloskopie określić:
" Wpływ pr du I0 na charakterystykę przejściow
układu;
" Zakres napięć wejściowych, przy którym
obserwowane s wyraz
ne zmiany napięcia
wyjściowego. Czy zakres ten zależy od pr du
I0?
" Wpływ niesymetrii lustra pr dowego oraz zmian
rezystancji RF na charakterystykę przejściow
Rys. 5
W sprawozdaniu:
f& Naszkicować charakterystyki przejściowe wzmacniacza dla dwóch pr dów
polaryzuj cych.
f& Wyci gn ć wnioski co do wpływu pr du polaryzuj cego na właściwości wzmacniacza
8. Pomiar prądu IDSS oraz napięcia UP tranzystorów polowych 5 min
(+0.5pkt)
f& Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 6.
f& Ustawić napięcie z zadajnika na tak wartość, by
pr d drenu tranzystora spadł poniżej 10uA -
Napięcie z zadajnika jest wtedy równe napięciu
odcięcia UP.
Rys. 6
f& Zewrzeć bramkę tranzystora z mas . Pr d
wskazywany przez amperomierz będzie pr dem IDSS
tranzystora.
W sprawozdaniu:
f& Podać zmierzone wartości. Wykorzystać je do obliczeń w punkcie 9.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 4 -
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
9. Pomiar charakterystyk statycznych unipolarnego wzmacniacza 10 min
różnicowego z wyjściem prądowym niesymetrycznym
(OBOWI
ZKOWE)
f& Zestawić układ pomiarowy pokazany na rysunku 7.
Bazę tranzystora T2 poł czyć z mas . Na bazę
tranzystora T1 podawać napięcie stałe z zadajnika
poprzez dzielnik 1:10. Amperomierz wł czyć
między wyjście pr dowe a z
ródło UREF.
Równocześnie mierzyć drugim amperomierzem
pr d polaryzuj cy I0.
f& Zmierzyć charakterystykę przejściow IWY = f(UWE)
wzmacniacza z wyjściem pr dowym
niesymetrycznym dla wybranego pr du I0, np.
100uA, 500uA
Rys. 7
W sprawozdaniu:
f& Wykreślić charakterystyki przejściowe wzmacniacza.
f& Wyliczyć transkonduktancję różnicow . Porównać j z wartości teoretyczn dan
2I0 Å" IDSS
wzorem: gm = (wykorzystać wartości zmierzone w punkcie 8).
UP
f& Podać minimaln i maksymaln wartość pr du wyjściowego. Jak wartości te maj się
do pr du I0?
f& Dla dwóch wartości pr du polaryzuj cego podać zakres napięć wejściowych, przy
którym obserwuje się zmiany pr du wyjściowego.
f& Porównać właściwości wzmacniacza bipolarnego i unipolarnego
UWAGA: obowi zuje przygotowanie do tematu według skryptu lub innej literatury np.
U.Tietze, Ch.Schenk  Układy półprzewodnikowe ,
Wszystkie charakterystyki powinny być odpowiednio opisane, a obliczone wartości
prawidłowo i wyczerpuj co skomentowane. W przypadku odstępstw od
przewidywanych zależności należy wskazać przyczyny i z
ródła ew. błędów.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 5 -