1.Wstęp

Wzmacniacze to powszechnie stosowane układy elektroniczne. Przekształcają one sygnały wejściowe o małej mocy na sygnały wyjściowe o większej mocy.

Wzmacniacze tranzystorowe dzielą się na polowe i bipolarne. Tranzystory bipolarne pracują w trzech układach: wspólna baza (WB), wspólny emiter (WE), wspólny kolektor (WC).
Tranzystory o wspólnej bazie są rzadko spotykane ze względu na małą impedancję wejściową. Stosuje się je głównie we wzmacniaczach wysokiej częstotliwości.
Tranzystory o wspólnym kolektorze, tzw. wtórniki emiterowe charakteryzują się wzmocnieniem napięciowym k_U=1, wzmocnieniem prądowym k_I=h_FE+1 oraz spadkiem napięcia na złączu baza-emiter około 0,6V.
Wzmacniacz z tranzystorem w układzie o wspólnym emiterze jest wzmacniaczem odwracającym, a jego wzmocnienie napięciowe wynosi k_U=-R_C/R_E. Jest to najprostszy wzmacniacz napięciowy prądu stałego.

Wzmacniacze operacyjne są bardzo często wykorzystywane w elektronice. Posiadają one dwa wejścia: nieodwracające oznaczone znakiem „+” i odwracające oznaczone znakiem „−” oraz jedno wyjście. Wzmacniacze takie charakteryzują się dużym wzmocnieniem rzędu 10⁶.

Charakterystyki częstotliwościowe.

Jest to najistotniejsza charakterystyka wzmacniacza. Na osi poziomej zamieszczamy częstotliwość sygnałów sinusoidalnych, na osi pionowej – wzmocnienie. Częstotliwość najczęściej nanosimy w podziałce logarytmicznej. Wzmocnienie wyznaczamy ze wzoru:

k = U_wy/U_we lub
L(f) = 20log(U_wy/U_we), gdzie
U_we — Amplituda sygnału wejściowego

U_wy — Amplituda sygnału wyjściowego

L(f ) — Wzmocnienie w decybelach.

Schemat układu pomiarowego

2. Pomiary

Napięcie zasilające = 12V

Dla wzmacniacza tranzystorowego

Dla f=1 kHz:
U_we=100mV, U_wy=3000mV

k=3000/100=30
k₀=30/(2^1/2)=30/1,41=21,2

f	Uwe	Uwy	k
Hz	mV	mV	-
110	100	2120	21,2
120		2200	22
130		2280	22,8
150		2400	24
200		2640	26,4
250		2760	27,6
500		2960	29,6
1000		3000	30
250000		2900	29
300000		2840	28,4
350000		2720	27,2
400000		2640	26,4
450000		2500	25
500000		2440	24,4
550000		2320	23,2
600000		2280	22,8
650000		2200	22
700000		2120	21,2

Dla wzmacniacza operacyjnego

Dla f=1 kHz:
U_we=100mV, U_wy=8880mV

k=8880/100=88,8
k₀=88,8/(2^1/2)=88,8/1,41=63,2

f	Uwe	Uwy	k
Hz	mV	mV	-
17	100	6080	60,8
17,5		6160	61,6
18		6320	63,2
20		6640	66,4
25		7200	72
50		8240	82,4
100		8560	85,6
200		8720	87,2
300		8800	88
400		8880	88,8
600		8880	88,8
900		8880	88,8
1000		8880	88,8
2000		8640	86,4
3000		8240	82,4
4000		7600	76
5000		6880	68,8
6000		6400	64
6500		6320	63,2
7000		6160	61,6

Na wykresie zostały opisane tylko wartości minimalne i maksymalne częstotliwości (f_min i f_max), tj. wartości równe wzmocnieniu maksymalnemu k₀ podzielonemu przez 2^1/2.

K1(f) przedstawia charakterystykę wzmacniacza tranzystorowego.
K2(f) przedstawia charakterystykę wzmacniacza operacyjnego.

3.Wnioski i uwagi

Jak widać wzmacniacz operacyjny działa w węższym zakresie ale za to przy o wiele mniejszych częstotliwościach. Zapewnia też ponad dwukrotnie większe wzmocnienie sygnału.
Dla przejrzystości wykresu musiała zostać zastosowana skala logarytmiczna na osi częstotliwości.
Może się wydawać nieco chaotyczny sposób dokonywania pomiarów, a mianowicie chaotyczne dobieranie wartości. Pomiary zostały przeprowadzone w sposób, aby nie trzeba było dokonywać dużej ilości pomiarów, lecz by znaleźć punkty f_min i f_max i skutecznie wykonać wykres zależności współczynnika wzmocnienia k od częstotliwości.