Laboratorium układów elektronicznych
	Temat: Tranzystorowy układ różnicowy
	Data wykonania ćwiczenia:	Ocena:

Schemat badanego układu

1. Zakresy pracy tranzystorów w zależności od napięć wejściowych:

Przyjmujemy:

U_O = 0 [V]

R_C = 2 [kΩ]

I = 1,5 [mA]

Stąd wynika, że napięcie wejściowe różnicowe U_wer = U_B1.

W zależności od tego napięcia oba tranzystory mogą znajdować się w różnych stanach. Jako granicę między stanem aktywnym a nasyceniem przyjmujemy U_B1 = 4φ_T.

1)

Przy takim napięciu tranzystor T₁ jest odcięty, a T₂, ponieważ suma prądów emiterów obu tranzystorów jest stała, jest nasycony.

U_C1 = U_CC - I_C1R_C

U_C2 = U_CC - I_C2R_C

Ponieważ I_C1 = 0 [mA] oraz I = 1,5 [mA], tak więc I_C2 ≈ 1,5 [mA]

U_C1 = 5 [V]

U_C2 = 2 [V]

2)

W tym zakresie oba tranzystory są w stanie aktywnym. Wraz ze wzrostem napięcia U_B1 obniża się potencjał kolektora pierwszego, a wzrasta potencjał kolektora drugiego. Przyjmując eksponencjalną zależność prądu kolektora od napięcia wejściowego, potencjały kolektorów wynoszą:

3)

W tym zakresie napięć relacje prądu są odwrotne (T₁ - nasycony, T₂ - odcięty). Zatem potencjały kolektorów wynoszą:

U_C1 = 2 [V]

U_C2 = 5 [V]

4)

Dalsze zwiększanie napięcia U_B1 powoduje zmianę polaryzacji złącza kolektor-baza (na przewodzącą). Co za tym idzie, prąd I_C1 można opisać zależnością:

z której wynika liniowa zależność potencjału kolektora pierwszego tranzystora od napięcia wejściowego:

gdzie U_BCP - napięcie przewodzenia złącza kolektor - baza tranzystora T₁.

Potencjał kolektora drugiego nie zmienia się:

U_C2 = 5 [V]

Zależność potencjałów kolektorów od napięcia wejściowego

Wyjaśnienie nieliniowości charakterystyki przejściowej wzmacniacza w stanie aktywnym obu tranzystorów

Z faktu użycia źródła prądowego wynika zależność:

Korzystając z wykładniczej zależności prądów tranzystora od napięcia U_BE można wyprowadzić równanie:

Z powyższych równań otrzymujemy:

Wykorzystując ogólne zależności:

U_C1 = U_CC - I_C1R_C

U_C2 = U_CC - I_C2R_C

otrzymujemy:

Szukane wzmocnienie wynosi:

Dla R_C = 2 [kΩ], I = 1,5 [mA],
= 25 [mV] wartość wzmocnienia k_{ur max} = 60 [V/V].

2. Mnożenie analogowe sygnałów

Schemat modulatora AM

Założenia:

U_N = 0,5 [V], m = 0,4

Sygnał na wejściu wzmacniacza jest tłumiony stukrotnie, wartość wzmocnienia k_ur = 60 [V/V] obliczamy jaką amplitudę powinien mieć sygnał wejściowy modulowany:

[V]

Wzmocnienie zależy od prądu I_E3, który zmienia się wprost proporcjonalnie do napięcia na R₁₆.

Schematy blokowe:

Schemat połączenia przyrządów pomiarowych do obserwacji charakterystyk przejściowych układu różnicowego DN031A

Układ do pomiarów wzmocnienia różnicowego i sumacyjnego

Schemat pomiarowy do badania ukła­du różnico­we­go pracującego jako modulator amplitudy

---