Politechnika Lubelska w Lublinie		Laboratorium elektroniki Ćw. nr 3
Nazwisko: Szczęśniak Sulej Łęcki	Imię: Mirosław Radosław Piotr	Semestr IV	Grupa ED 4.5	Rok akademicki 1996/97
Temat ćwiczeń: Badanie tranzystorowych stopni wzmacniających			Data wykonania: 1997.02.28	OCENA:

Cel ćwiczenia:

Pomiary parametrów tranzystorowych stopni wzmacniających w układach:

wspólnego emitera WE;

wspólnej bazy WB;

wspólnego kolektora WC;

oraz wyznaczanie dla każdego z podanych układów:

charakterystyki dynamicznej U_wy=f(U_we);

charakterystyki częstotliwościowej K_u=f(f);

oporności wejściowej;

oporności wyjściowej;

szerokości pasma przenoszenia wzmacniacza.

Użyte przyrządy:

Wzmacniacze tranzystorowe;

Generator akustyczny;

Oscyloskop;

Woltomierze lampowe;

Opornik dekadowy.

Wykonanie ćwiczenia:

Schemat pomiarowy do punktów a) charakterystyka dynamiczna i b) charakterystyka częstotliwościowa.

Schemat pomiarowy do punktu c) pomiar oporności wejściowej.

Schemat pomiarowy do punktu d) pomiar oporności wyjściowej.

Jednostopniowy wzmacniacz u układzie WE.

Schemat badanego wzmacniacza WE:

charakterystyka dynamiczna U_wy=f(U_we), f=1000Hz;

Uwe	V	0	0.15	0.2	0.25	0.3	0.4	0.45	0.5	0.55	0.7
Uwy	V	0	0.35	0.45	0.6	0.8	1	1.15	1.3	1.5	1.8

Wykres charakterystyki dynamicznej dla wzmacniacza WE

K_u==2.71

charakterystyka częstotliwościowa K_u=f(f), U_we=0.5V;

f	Hz	20	100	500	1k	2k	4k	5k	7k	10k	20k	30k	70k
Uwy	V	0.1	0.6	0.841	0.855	0.883	0.9	0.904	0.91	0.915	0.88	0.873	0.759
Ku	V/V	0.2	1.2	1.682	1.71	1.766	1.8	1.808	1.82	1.83	1.76	1.746	1.518
Ku	dB	-14	1.58	4.52	4.66	1.94	5.1	5.14	5.2	5.25	4.91	4.84	3.63

Wykres charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza WE:

pomiar oporności wejściowej stopnia, f=1000Hz;

Ugen	V	0.1	0.3	0.5
Uwy	V	0.274	0.828	1.346
Rd	W	1440	1450	1505

R_we=1465W

pomiar oporności wyjściowej stopnia;

Ugen	V	0.1	0.2	0.4
Uwy	V	0.268	0.552	1.118
Rd	W	1160	1180	1190

R_wy=1177W

Jednostopniowy wzmacniacz w układzie WB.

Schemat badanego wzmacniacza WB:

charakterystyka dynamiczna U_wy=f(U_we), f=1000Hz;

Uwe	V	0.002	0.005	0.01	0.015	0.02	0.025	0.03	0.035
Uwy	V	0.25	0.6	1.14	1.62	2	2.27	2.47	2.58

Wykres charakterystyki dynamicznej dla wzmacniacza WB

K_u==9.72

charakterystyka częstotliwościowa K_u=f(f), U_we=0.2V;

f	Hz	10	100	1k	3k	7k	10k	30k	50k	60k	80k	100k
Uwy	V	0.18	1.26	2.03	2.05	2.09	2.05	2.05	2.01	1.9	1.83	1.7
Ku	V/V	0.9	6.3	10.15	10.25	10.45	10.25	10.25	10.05	9.5	9.15	8.5
Ku	dB	-0.92	16	20.1	20.2	20.4	20.2	20.2	20	19.55	19.23	18.59

Wykres charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza WB:

pomiar oporności wejściowej stopnia, f=1000Hz;

Ugen	V	0.01	0.02	0.03	0.035
Uwy	V	1.13	1.96	2.42	2.55
Rd	W	600	620	630	640

R_we=622.5W

pomiar oporności wyjściowej stopnia;

Ugen	V	0.01	0.02	0.03	0.035
Uwy	V	1.12	1.97	2.42	2.54
Rd	W	1240	1230	1230	1230

R_wy=1232.5W

-1. Jednostopniowy wzmacniacz w układzie WC tzw. wtórnik emiterowy.

Schemat badanego wzmacniacza WC:

Charakterystyka dynamiczna nie jest wyznaczana, ponieważ wtórnik emiterowy charakteryzuje się tym, że nie powoduje wzmocnienia napięciowego, a tylko prądowe.

charakterystyka częstotliwościowa K_u=f(f), U_we=2V;

f	Hz	10	50	100	500	1k	3k	5k	7k	10k	80k	100k
Uwy	V	0.73	1.8	1.91	1.94	1.96	1.96	1.95	1.96	1.96	1.98	1.97
Ku	V/V	0.365	0.9	0.955	0.97	0.98	0.98	0.975	0.98	0.98	0.99	0.985

f	Hz	200k	300k	400k	500k
Uwy	V	1.94	1.86	1.78	1.77
Ku	V/V	0.97	0.93	0.89	0.885

Wykres charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza WC:

pomiar oporności wejściowej stopnia, f=1000Hz;

Ugen	V	1	1.5	2	2.5
Uwy	V	0.99	1.49	1.97	2.46
Rd	W	170	230	290	340

R_we=257.5W

pomiar oporności wyjściowej stopnia;

Ugen	V	1	1.5	2	2.5
Uwy	V	1	1.49	1.98	2.47
Rd	W	16000	16700	17000	18000

R_wy=16925W

Punkty 1e), 2e), 3e) Wyznaczanie szerokości pasma przenoszenia wzmacniacza.

Wyniki w tych punktach otrzymuje się w analogiczny sposób. Na wykresach charakterystyk częstotliwościowych należy poprowadzić prostą równoległą do osi f[Hz] w punkcie o wartości K_umin=0.7K_u, gdzie K_u oznacza maksymalne wzmocnienie występujące w środku pasma. Te wartości częstotliwości, dla których wartość wzmocnienia znajduje się powyżej krzywej określają szerokość pasma przenoszenia wzmacniacza. Dla poszczególnych wzmacniaczy K_umin przyjmuje wartości:

Dla WE K_umin=0.7·1.873 » 1.3

Dla WB K_umin=0.7·10.45 » 7.3

Dla WC K_umin=0.7·0.99 » 0.69

Wnioski:

Dla układu wzmacniającego ze wspólnym emiterem ( WE ) można zaobserwować, że do momentu dopóki sygnał wyjściowy nie jest zniekształcony charakterystyka dynamiczna jest prostą ( z pewnym przybliżeniem ), a wartości wzmocnienia dla poszczególnych wartości napięcia wejściowego wahają się w przedziale o niewielkim rozrzucie. Natomiast z charakterystyki częstotliwościowej wyraźnie widać, że dla pewnej wartości f, krzywa wzmocnienia zaczyna rosnąć wolniej i w pewnym przedziale dąży do prostej równoległej do osi f. Ten odcinek tej krzywej nazywamy szerokością pasma przenoszenia wzmacniacza.

Dla naszego układu oporność wejściowa była nieznacznie większa od wyjściowej. Zaobserwowaliśmy, że wartości oporności rosły wraz ze wzrostem napięcia wejściowego, przy czym oporność wejściowa rosła znacznie gwałtowniej.

Układ wzmacniacza ze wspólną bazą ( WB ) zachowywał się podobnie do układu ze wspólnym emiterem. Jednak występuje tu znacznie większe wzmocnienie napięcia, natomiast prąd w tym układzie nie jest wzmacniany ( układ ze wspólnym emiterem powoduje zarówno wzmocnienie napięciowe jak i prądowe ).

W układzie ze wspólną bazą oporność wejściowa była około dwa razy mniejsza niż oporność wyjściowa. W przeciwieństwie do układu ze wspólnym emiterem, wartości oporności były dość stabilne mimo zmieniającego się napięcia wejściowego.

W układzie ze wspólnym kolektorem ( WC ) tzw. wtórniku emiterowym charakterystyki dynamicznej nie wyznaczaliśmy, ponieważ układ ten nie powoduje wzmocnienia napięciowego, a tylko prądowe. Wykres charakterystyki częstotliwościowej jest podobny do wykresu w dwóch pozostałych przypadkach.

Wartości oporności były bardzo niestabilne i gwałtownie rosły ze wzrostem napięcia generowanego sygnału. Oporność wejściowa jest niska ( rzędu kilkuset omów ), gdy tymczasem oporność wyjściowa przyjmuje wartości rzędu kilkunastu kiloomów.

---