P O L I T E C H N I K A L U B E L S K A

w Lublinie

SPRAWOZDANIE

LABORATORIUM Z ELEKTRONIKI	Ćwiczenie nr 3
TEMAT: BADANIE TRANZYSTOROWYCH STOPNI WZMACNIAJĄCYCH	Data: 2007-10-11
NAJDA MICHAŁ, PASTERNAK MICHAŁ, Grupa: 5.3 RACHWAŁ MAREK	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było wykonanie pomiarów parametrów tranzystorowych stopni wzmacniających w trzech konfiguracjach: wspólnej bazy WB, wspólnego emitera WE i wspólnego kolektora WC. Dla każdego z tych układów wyznaczyliśmy charakterystyki: dynamiczną i częstotliwościową.

1. Układ do wyznaczania charakterystyki dynamicznej i częstotliwościowej stosowany przy wszystkich trzech badanych wzmacniaczy:
   
   

2. Jednostopniowy wzmacniacz WE.

Tranzystorowy stopień wzmacniający w układzie WE.

Wyznaczanie charakterystyki dynamicznej: Zmieniając napięcie z generatora na wejściu wzmacniacza odczytywaliśmy napięcie U_WY oraz U_WE z oscyloskopu i na podstawie tych pomiarów zapisanych w tabeli mogliśmy wyznaczyć charakterystykę dynamiczną tranzystora pracującego w układzie WE.

Punkt pracy tranzystora - punkt przecięcia prostej obciążenia z charakterystyką elementu nieliniowego wyznacza punkt pracy Q tego elementu oraz punkt pracy części liniowej obwodu. Ponadto jest to taki punkt na charakterystyce który nie ulega zmianom pod wpływem temperatury (wyznaczany przez konkretne wartości prądu i napięcia).

Dane charakterystyki dynamicznej dla f=1kHz:

UWE [V]	0,3	0,14	0,2	0,32	0,48	0,52	1,1	1,5	1,7	2	2,2	<2,8
UWY [V]	0,76	0,36	0,48	0,86	1,2	1,4	2,7	3,6	4,2	5	5,2	<6,4 ZNIEKSZTAŁCENIE

Charakterystyka dynamiczna:

Wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej: Pomiary przeprowadzaliśmy na podanym układzie przy stałej amplitudzie sygnału wejściowego. Zmienialiśmy częstotliwość tego sygnału. Na podstawie tych pomiarów wyznaczyliśmy charakterystykę częstotliwościową i wzmocnienie napięciowe wzmacniacza w układzie WE.

Dane charakterystyki częstotliwościowej:

f [kHz]	logf	UWE [V]	UWY [V]	KU [V/V]	KU [dB]
0,075	-1,12	1,2	2	1,66	4,44
0,15	-0,82	1,2	2,5	2,08	6,38
0,2	-0,70	1,2	2,6	2,16	6,72
0,25	-0,60	1,2	2,7	2,25	7,04
0,3	-0,52	1,2	2,8	2,33	7,36
0,7	-0,15	1,2	2,9	2,41	7,66
1	0,00	1,2	2,9	2,41	7,66
1,2	0,08	1,2	2,9	2,41	7,66
1,6	0,20	1,2	2,9	2,41	7,66
15	1,18	1,2	3	2,5	7,96
20	1,30	1,2	2,9	2,41	7,66
50	1,70	1,2	2,8	2,33	7,36
61	1,79	1,2	2,7	2,25	7,04
72	1,86	1,2	2,6	2,16	6,72
81	1,91	1,2	2,5	2,08	6,38
100	2,00	1,2	2,4	2	6,02
135	2,13	1,2	2,2	1,83	5,26
151	2,18	1,2	2	1,66	4,44
185	2,27	1,2	1,8	1,5	3,52
200	2,30	1,2	1,7	1,41	3,03
250	2,40	1,2	1,5	1,25	1,94
300	2,48	1,2	1,4	1,16	1,34

Charakterystyka częstotliwościowa:

3. Jednostopniowy wzmacniacz WB.

Stopień wzmacniacza tranzystorowego w układzie WB.

Wyznaczanie charakterystyki dynamicznej: Zmieniając napięcie z generatora na wejściu wzmacniacza odczytywaliśmy napięcie U_WY oraz U_WE z oscyloskopu i na podstawie tych pomiarów zapisanych w tabeli mogliśmy wyznaczyć charakterystykę dynamiczną tranzystora pracującego w układzie WB.

Dane charakterystyki dynamicznej dla f=1kHz:

UWE [V]	0,1	0,95	0,9	2,6	0,24	0,28	0,42	0,52	0,64
UWY [V]	5,8	7,2	7	7,6	2,8	3,2	4,4	5,2	6

Charakterystyka dynamiczna:

Wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej: Pomiary przeprowadzaliśmy na podanym układzie przy stałej amplitudzie sygnału wejściowego. Zmienialiśmy częstotliwość tego sygnału. Na podstawie tych pomiarów wyznaczyliśmy charakterystykę częstotliwościową i wzmocnienie napięciowe wzmacniacza w układzie WB.

Dane charakterystyki częstotliwościowej:

f [kHz]	logf	UWE [V]	UWY [V]	KU [V/V]	KU [dB]
0,009	-2,05	0,6	2	3,33	10,46
0,018	-1,74	0,6	5,6	9,33	19,40
0,037	-1,43	0,6	4,8	8,00	18,06
0,544	-0,26	0,6	5,6	9,33	19,40
1	0,00	0,6	5,6	9,33	19,40
2,3	0,36	0,6	5,6	9,33	19,40
15	1,18	0,6	5,6	9,33	19,40
268	2,43	0,6	5,2	8,67	18,76
528	2,72	0,6	4,8	8,00	18,06
856	2,93	0,6	4,4	7,33	17,31
986	2,99	0,6	4	6,67	16,48
1320	3,12	0,6	3,6	6,00	15,56
1550	3,19	0,6	2,8	4,67	13,38

Charakterystyka częstotliwościowa:

4. Jedno stopniowy wzmacniacz WC.

Schemat ideowy układu WC (wtórnika emiterowego)

Wyznaczanie charakterystyki dynamicznej: Zmieniając napięcie z generatora na wejściu wzmacniacza odczytywaliśmy napięcie U_WY oraz U_WE z oscyloskopu i na podstawie tych pomiarów zapisanych w tabeli mogliśmy wyznaczyć charakterystykę dynamiczną tranzystora pracującego w układzie WC.

Dane charakterystyki dynamicznej dla f=1kHz:

UWE [V]	0,32	0,36	0,4	0,44	0,48	0,52	0,56	<8,4
UWY [V]	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	<7,6 zniesztalcenie

Charakterystyka dynamiczna:

Wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej: Pomiary przeprowadzaliśmy na podanym układzie przy stałej amplitudzie sygnału wejściowego. Zmienialiśmy częstotliwość tego sygnału. Na podstawie tych pomiarów wyznaczyliśmy charakterystykę częstotliwościową i wzmocnienie napięciowe wzmacniacza w układzie WC.

Dane charakterystyki częstotliwościowej:

f [kHz]	logf	UWE [V]	UWY [V]	KU [V/V]	KU [dB]
1	0,00	0,8	0,8	1,00	0,00
480	2,68	1	1	1,00	0,00
3000	3,48	1	1	1,00	0,00
4500	3,65	1	0,8	0,80	-1,94
5000	3,70	1	0,6	0,60	-4,44

Charakterystyka częstotliwościowa:

5. Wnioski:

Na podstawie wykonanych pomiarów zaobserwowaliśmy znaczne różnice parametrów wynikające z różnych konfiguracji badanych tranzystorów. Z charakterystyk częstotliwościowych, po uprzednim zaznaczeniu 3-decybelowego spadku wzmocnienia, możemy określić pasmo przenoszenia wzmacniaczy w poszczególnych konfiguracjach.
Dla wzmacniacza w konfiguracji WE pasmo to wynosi ok. 150 kHz:

f_p=f_g-f_d=151000-75=150925Hz ≈ 150kHz

W przypadku wzmacniacza w konfiguracji WB pasmo to wynosi ok. 1MHz:

f_p=f_g-f_d=986000-9=985991Hz ≈ 1MHz

Przy wzmacniaczu pasma przenoszenia w konfiguracji WC występuje największe pasmo przenoszenia jednak z uwagi na czas nie zdążyliśmy wykonać niezbędnej ilości pomiarów aby wyznaczyć to pasmo. Jest ono jednak w granicach 5MHz.

Poprzez analizę pomiarów da się zauważyć że największe wzmocnienie napięciowe daje wzmacniacz w układzie WB. Wzmocnienie napięciowe wykazuje również wzmacniacz w układzie WE. We wzmacniaczu o WC wzmocnienie to jest praktycznie równe 1. Ma to swoje potwierdzenie na charakterystykach poszczególnych wzmacniaczy a konkretnie widoczne jest to na podstawie prostoliniowych zakresów i stromości ich nachylenia.