POLITECHNIKA LUBELSKA

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

ĆWICZENIE NR 3

TEMET:BADANIE TRANZYSTOROWYCH STOPNI WZMACNIAJĄCYCH.

GRUPA DZIEKAŃSKA ED_INŻ 4.1.

ZESPÓŁ 3. WYKONALI:

LUBLIN 1999-02-25

1. Układy połączeń:

rys.1.Układ pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki dynamicznej i częstotliwościowej.

rys.2. Pomiar oporności wejściowej stopnia.

rys.3. Pomiar oporności wyjściowej układu wzmacniającego.

I. Jednostopniowy wzmacniacz WE.

Pomiary i wykresy dla układu wzmacniacza pracującego w układzie wspólnego emitera.

Rys. Tranzystorowy stopień wzmacniający w układzie WE.

Pomiaru do wyznaczenia charakterystyki dynamicznej dokonujemy w układzie jak na rys.1.

Charakterystyka dynamiczna U_wy = f (U_we) f=1000Hz

Uwe	Uwy
V	V
1	2
1.5	2.8
2.4	4.4
3	5.6
4	6
5.2	6
7.2	6
9.2	6

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki dynamiczne wzmacniaczy i obliczono wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K_u.

Charakterystyka częstotliwościowa K_u = f (f)

f	Uwy	Ku	Ku
Hz	V	V/V	dB
50	1,5	0,6	-4,43
100	4	1,6	4,08
150	4,2	1,64	4,29
200	4,2	1,68	4,5
400	4,4	1,76	4,91
500	4,6	1,84	5,29
800	4,6	1,84	5,29
1000	4,6	1,84	5,29
2000	4,6	1,84	5,29
3000	4,6	1,84	5,29
5000	4,6	1,84	5,29
15000	4,6	1,84	5,29
30000	4,4	1,76	4,91
50000	4,3	1,72	4,71
100000	3,9	1,56	3,86
130000	3,2	1,28	2,14

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy i określono szerokość pasma przenoszenia.

Pomiaru rezystancji wejściowej dokonujemy w układzie jak na rys.2.

Ugen	V	1,4	1,4
Uwy	V	2	1
Rd	Ω	0	1000
Rwe	Ω	-	1000

Oporność wejściowa

stopnia wzmacniającego R_we

R_we = 1000Ω

Pomiaru rezystancji wyjściowej dokonujemy w układzie jak na rys.3.

Ugen	V	1,4	1,4
U”wy	V	2	1
Rd	Ω	0	1400
Rwy	Ω	-	1400

Oporność wyjściowa

układu wzmacniającego R_wy

R_wy= 1400Ω

II. Jednostopniowy wzmacniacz w układzie WB

Pomiary i wykresy dla układu wzmacniacza pracującego w układzie wspólnej bazy.

Rys. Stopień wzmacniacza tranzystorowego w układzie OB.

Pomiaru do wyznaczenia charakterystyki dynamicznej dokonujemy w układzie jak na rys.1

Charakterystyka dynamiczna U_wy = f (U_we) f=1000Hz

Uwe	Uwy
V	V
0,020	1.5
0,028	2,2
0,040	3
0,064	3,6
0,1	4,4
0,14	5,2
0,2	5,2
0,26	5,2
0,32	5,4
0,52	5,6
0,62	5,6

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki dynamiczne wzmacniaczy i obliczono wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K_u.

Charakterystyka częstotliwościowa K_u = f (f)

f	Uwy	Ku	Ku
Hz	V	V/V	dB
50	3,6	56,25	35
70	3,8	59,37	35,47
100	4	62,5	35,91
200	4	62,5	35,91
400	4,1	64,06	36,13
700	4,1	64,06	36,13
1000	4,1	64,06	36,13
2000	4,3	67,18	36,54
4000	4,4	68,75	36,74
8000	4,4	68,75	36,74
12000	4,4	68,75	36,74
18000	4,4	68,75	36,74
28000	4,4	68,75	36,74
40000	4,4	68,75	36,74
100000	4,4	68,75	36,74
200000	4,2	65,62	36,34
250000	4	62,5	35,91
350000	3,9	60,93	35,69
400000	3,8	59,37	35,47
500000	3,6	56,25	35
1000000	3,2	50	33,97
1300000	2,4	37,5	31,48

Pomiaru rezystancji wejściowej dokonujemy w układzie jak na rys.2.

Ugen	V	0,03	0,03
Uwy	V	4	2
Rd	Ω	0	1200
Rwe	Ω	-	1200

Oporność wejściowa

stopnia wzmacniającego R_we

R_we = 1200Ω

Pomiaru rezystancji wyjściowej dokonujemy w układzie jak na rys.3.

Ugen	V	0,03	0,03
U”wy	V	4	2
Rd	Ω	0	1100
Rwy	Ω	-	1100

Oporność wyjściowa

układu wzmacniającego R_wy

R_wy= 1100Ω

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy i określono szerokość pasma przenoszenia.

3. Jednostopniowy wzmacniacz w układzie WC.

Pomiary i wykresy dla układu wzmacniacza pracującego w układzie wspólnego kolektora.

Rys. Schemat ideowy układu WC (wtórnika emiterowego)

Pomiaru do wyznaczenia charakterystyki dynamicznej dokonujemy w układzie jak na rys.1

Charakterystyka dynamiczna U_wy = f (U_we) f=1000Hz

Uwe	Uwy
V	V
0,22	0,16
0,3	0,2
0,38	0,26
0,44	0,32
0,6	0,4
0,7	0,48
0,9	0,56
1	0,66
1,5	1
4	2,8
5	3,4
6	4
8	5,2
9,2	5,2
10	5,2

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki dynamiczne wzmacniaczy i obliczono wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K_u.

Charakterystyka częstotliwościowa K_u = f (f)

f	Uwy	Ku	Ku
Hz	V	V/V	dB
15	1,8	0,45	-6,92
30	2,1	0,52	-5,59
40	2,8	0,7	-3,09
60	2,8	0,7	-3,09
100	2,8	0,7	-3,09
500	2,8	0,7	-3,09
1000	2,8	0,7	-3,09
2000	2,8	0,7	-3,09
10000	2,8	0,7	-3,09
20000	2,8	0,7	-3,09
30000	2,8	0,7	-3,09
100000	2,8	0,7	-3,09
200000	2,8	0,7	-3,09
500000	2,8	0,7	-3,09
1000000	2,8	0,7	-3,09
2500000	2,7	0,67	-3,41
3000000	2,4	0,6	-4,43
3500000	1,8	0,45	-6,93
4000000	1,6	0,4	-7,96

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy i określono szerokość pasma przenoszenia.

Pomiaru rezystancji wejściowej dokonujemy w układzie jak na rys.2.

Ugen	V	3	3
Uwy	V	2	1
Rd	Ω	0	14000
Rwe	Ω	-	14000

Oporność wejściowa

stopnia wzmacniającego R_we

R_we = 14000Ω

Pomiaru rezystancji wyjściowej dokonujemy w układzie jak na rys.3.

Ugen	V	3	3
U”wy	V	2	1
Rd	Ω	0	180
Rwy	Ω	-	180

Oporność wyjściowa

układu wzmacniającego R_wy

R_wy= 180Ω

Wnioski

Podczas ćwiczenia badaliśmy podstawowe parametry opisujące pracę wzmacniaczy tranzystorowych w trzech podstawowych układach pracy. Pomiary potwierdziły teoretyczne parametry wzmacniaczy, a także pozwoliły zapoznać się z metodami wykreślania dwóch podstawowych charakterystyk każdego wzmacniacza (dynamicznej i częstotliwościowej), oraz określać takie parametry jak: wzmocnienie napięciowe, pasmo przenoszenia, rezystancję wyjściową i wejściową.

Dla układów OE i OB obserwujemy wzmocnienie napięciowe z tym, że dla układu OB jest ono większe. Dla układu OC nie obserwujemy żadnego wzmocnienia napięciowego co jest wynikiem poprawnym. Dołączone do układów szeregowe pojemności są powodem tłumienia sygnałów w pewnych zakresach częstotliwości co objawia się przebiegiem wykresu wzmocnienia w dziedzinie liczb ujemnych. Dla układu OE zniekształcenia napięcia wyjściowego obserwowaliśmy już dla napięcia generatora 4 V. Dla układu OB zniekształcenia obserwowaliśmy już dla napięcia 0,1 V i wyższych co objawia się zakrzywieniem charakterystyki na wykresie.

Pomiary rezystancji wejściowych i wyjściowych potwierdzają z dobrą dokładnością ich zgodność z wartościami teoretycznymi, tj: dla układu OE wejściowa umiarkowanie duża (wg pomiarów 1kΩ), wyjściowa umiarkowanie mała (wg pomiarów 1,4kΩ); dla układu OB wejściowa (wg pomiarów 1,2kΩ), jest porównywalna z wyjściową (wg pomiarów 1kΩ); dla układu OC wejściowa duża (wg pomiarów 14kΩ), wyjściowa mała (wg pomiarów 180Ω).

Z powodu używania oscyloskopu do pomiaru napięcia wyjściowego wzmacniaczy, charakterystyki częstotliwościowe są obarczone dużym błędem przez co nie można precyzyjnie wyznaczyć pasma przepustowego. Jednakże dla wyników, które uzyskaliśmy (z uwzględnieniem 3 dB-owego spadku wzmocnienia w dolnym i górnym zakresie częstotliwości) wynoszą odpowiednio: dla układu OE <50 Hz ; 130 kHz>, dla układu OB <50 Hz ; 1 MHz>, dla układu OC <20 Hz ; 3,2 MHz>. Gdyby użyć mierników cyfrowych do pomiaru napięć można by zagęścić liczbę pomiarów w granicach częstotliwości granicznych przez co wyznaczenie pasma przepustowego byłoby dokładniejsze. To samo odnosi się do pomiaru rezystancji wejściowej i wyjściowej. Ze względu na małą rezystancję wejściową układu OB, obciążał on znacznie generator, który jest źródłem napięciowym wprowadzając błąd odczytu napięcia wyjściowego generatora. Układ ten wymaga sterowania prądowego.

Zauważyłem następujące cechy poszczególnych układów:

układ wzmacniacza ze wspólną bazą charakteryzuje się bardzo szerokim pasmem przenoszenia jak też bardzo dużym współczynnikiem wzmocnienia napięciowego,

rezystancja wejściowa układu ze wspólnym kolektorem są bardzo duże a wyjściowe małe.

10

Laboratorium elektroniki

DUDA STANISŁAW

CZARNACKI KRZYSZTOF

KOZAK ROBERT

GAJDA MAREK

Uwe = const.=2,5V

Ku_min=0.7 ⋅ 1,84 V/V =1,28 V/V

Szerokość pasma zawiera się w następującym przedziale: 80 Hz < f < 130000 Hz

Uwe = const.=0,064V

Szerokość pasma zawiera się w następującym przedziale: 50Hz < f < 1000000 Hz

Uwe = const.=4V

Szerokość pasma zawiera się w następującym przedziale: 20Hz < f < 3200000 Hz

---