��Politechnika BiaB
ostocka WydziaB
Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do 
wicze laboratoryjnych z przedmiotu PRZYRZ DY P�A
PRZEWODNIKOWE TRANZYSTOR W UKA
ADZIE WZMACNIACZA BIAA
YSTOK 2006 TRANZYSTOR W UKA
ADZIE WZMACNIACZA 1.1. WST
P Tematem 
wiczenia s
podstawowe wB
a[
ciwo[
ci jednostopniowego wzmacniacza pasmowego z tranzystorem bipolarnym. 
wiczenie skB
ada si
z dw�ch odr
bnych cz
[
ci. Pierwsza z nich, maj
ca charakter wprowadzenia, jest po[
wi
cona ilustracji zasady wzmacniania za pomoc
elementu sterowanego, na przykB
adzie elementarnego wzmacniacza oporowego z tranzystorem w konfiguracji WE. W cz
[
ci tej dokonuje si
obserwacji statycznej napi
ciowej charakterystyki przej[
ciowej oraz pomiaru staB
opr
dowego wzmocnienia ukB
adu badanego dla r�|
nych punkt�w pracy tranzystora. Druga cz
[


wiczenia polega na zmierzeniu wzmocnienia i cz
stotliwo[
ci granicznych jednostopniowego tranzystorowego wzmacniacza pasmowego RC z typowym ukB
adem zasilania i stabilizacji punktu pracy tranzystora. Niekt�re elementy tego wzmacniacza, decyduj
ce o wzmocnieniu i dolnej cz
stotliwo[
ci granicznej, s
projektowane i wmontowywane przez wykonuj
cego 
wiczenie. Celem 
wiczenia jest zilustrowanie jako[
ciowych i ilo[
ciowych zwi
zk�w mi
dzy podstawowymi parametrami roboczymi (wzmocnienie, pasmo) tranzystorowego wzmacniacza maB
ych sygnaB
�w, a parametrami element�w ukB
adu, w tym r�wnie|
zale|
no[
ci wzmocnienia od punktu pracy tranzystora oraz ugruntowanie umiej
tno[
ci praktycznego wykorzystania tych zwi
zk�w. 1.2. OPIS TECHNICZNY UKA
AD�W BADANYCH 1.2.1 Elementarny ukB
ad wzmacniaj 
cy z tranzystorem bipolarnym w konfiguracji WE (wkB
adka DN011A) UkB
ad badany skB
ada si
z tranzystora bipolarnego T (element sterowany), opornika kolektorowego Rc oraz opornika Rg reprezentuj
cego rezystancj
wewn
trzn
z
r�dB
a sygnaB
u (rys.3.l. la). Rodzaj z
r�dB
a sygnaB
u e zale|
y od przeprowadzanego a) przej[
ciowej ukB
adu badanego, do "wej[
cie l" doprowadza si
pi
cie tr �jk 
tne z wkB
adki terograficznej dwukanaB
owej (wkB
adka SN7212, p. rozdz. 2). z
r�dB
em sygnaB
u wej[
ciowego mo|
e by
generator skoku napi
cia (wkB
adka SN1011, jw.), kt�ry mo|
liw ia wysterowanie ukB
adu pi
cia skB
adowej staB
ej E b) jak i poziom staB
y mog
by
Rys. 3.1.1. Elementarny ukB
ad wzmacniaj
cy z tranzystorem bipolarnym wkB
adka (DN011A). y
r�dB
o eg(t) doB

czone jest z zewn
trz (a). KsztaB
t eg(t) przy pomiarach wzmocnienia (b) 1.2.2. Wzmacniacz pasmowy (wkB
adka DN011B) 
wiczeniu przedstawia rys.3.1.2. Pr
d emitera tranzystora T okre [
lony jest przez rezystory R i wynosi okoB
o reprezentuje rezystancj 
wewn 
trzn 
z
r�dB
a steruj 
cego, za [
R rezystancj 
obci 
|
enia. Elementy s
wmontowywane do ukB
adu przez wykonuj 
cego 
wiczenie po czeniu ich warto [
ci wg podanych w p. 1.4 zaB
o |
eD
projektowych. PB
yty czoB
owe obu wkB
adek z ukB
adami badanymi przedstawiono Rys.3.1.2. Schemat jednostopniowego wzmacniacza pasmowego (wkB
adkaDN011B) Rys.3.1.3 PB
yty czoB
owe ukB
ad�w badanych. 1.3. WYKAZ APARATURY POMOCNICZEJ Do wykonania 
wiczenia potrzebne s
nast
puj
ce przyrz
dy pomocnicze: - wkB
adka charakterograficzna XY dwukanaB
owa (wkB
adka SA7212), - generator sinusoidalny przestrajany (wkB
adka SN2013), - przetwornik warto[
ci szczytowej ac-dc (wkB
adka SN5011 lub SZ5031), - wskaz
nik poziomu napi
cia ac (wkB
adka SN6Oll), - przeB

cznik czterokanaB
owy dc (wkB
adka SA4022), - przeB

cznik dwukanaB
owy ac (wkB
adka SN4211), l.4. OBLICZENIA WST
PNE I PROJEKTOWE 1. Obliczy
takie warto[
ci element�w Rc i C2 wzmacniacza przedstawionego na rys.3.1.2, aby napi
ciowe wzmocnienie skuteczne kuef0 oraz dolna cz
stotliwo[

graniczna tego ukB
adu byB
y zawarte w przedziaB
ach okre[
lonych w tablicy 1.1. Mo|
na wybra
dowoln
kombinacj
przedziaB
�w kuef0 oraz fd3dB. Do obliczeD
przyj 

podane na schemacie nominalne warto[
ci innych elem ent�w ukB
adu oraz katalogowe parametry tranzystora (patrz Przyj

, |
e h tranzystora BC 147 we wkB
adce ll 370 � 5%. 2. Obliczy
f zaprojektowanego ukB
adu. Tabli ca 1. 1 ZaB
o|
one zakresy wzmocnieni a skutecznego l cz 
stotliw o [
ci granicznej wzm acniacza pasmowego kuef0, V/V 9 � 11 14 � 17 22 � 27 36 � 44 58 � 70 90 �100 fd3dB, Hz 25 � 30 30 � 36 50 � 60 90 � 100 150 � 180 200 � 240 1.5. OBSERWACJE I POMIARY 1.5.1. Badania elementarnego ukB
adu wzmacniaj 
cego z tranzystorem bipolarnym (wkB
adka DN011A) 1.5.1.1. Statyczna charakterystyczna przej [
ciowa elementarnego stopnia wzmacniaj
cego o konfiguracji WE. Obe j rze
na ekrani e i przer ysowa
do protok �B
u charakt eryst yk
przej [
ci ow 
ukB
adu badanego DN011A (rys. 3.1.la). Dl a p rz ejrz ysto [
ci by
obserwowana i l kresach ws p�B
r z
dnych: czuB
o [
ci odchyl ani a toru x r�wnej 0, 2 V/ cm, za[
l mat ukB
adu R ys.3 .1 .4 . U k B
ad do obserwacji charaktery przej[
ciowej stopnia wzmacniaj 
cego a) dlaczego poza [
rodkowym zakresem charakterystyka jest pB
aska? Odpowiedz
uzasadni
b
dz
opisem fizycznych zjaw isk zachodz
cych w tranz ysto rze, b
dz
odpowiednimi schem atami zast
pczymi; b) dlaczego w [
rodkowym zakresie charakterystyka przej [
ciowa jest nieliniowa? W odpowiedzi nale |
y okre [
li
przebieg pochodnej duwy = f (EG ) duwe1 i poda
uzasadnienie ksztaB
tu tego przebiegu oraz interpretacj 
fizycz n
tej pochodnej. Co c) czy przebieg charakterystyki przej [
ciowej ma zwi 
zek z charak terystyk 
wej [
ciow 
tranzystora? Czy mo |
na powiedzie
, |
e s
to cha d) bior 
c pod uwag 
uzyskany w wyniku obserwacji rysunek, nary sowa
charakterystyk 
przej [
ciow 
). Skomentowa
rysunek. 1.5.2 Pomiar wzmocnienia i pasma jedno stopniowego wzmacniacza tranzystorowego DN011B 1.5.2.1 Pomiar wzmocnienia Po wmontowaniu element�w o obliczonych warto [
ciach (zgodnie z zaB
o |
eniami przedstawionymi w p. 1.4) nale |
y zmierzy
wzmocnienie ukB
adu badanego w konwencjonalny spos�b, tzn. mierz 
c napi 
cia skB
adowej zmiennej na wej [
ciu l i wyj [
ciu wzmacniacza. Zauwa |
my, |
e dokB
adny, definicyjny (przyrostowy) spos�b pomiaru wzmocnienia, podany w opisie, wkB
adki DN011A nie mo |
e by
tu wykorzystany ze wzgl 
sprz 
|
enia pojemno [
ciowe, ograniczaj 
ce pasmo wzmacniacza od doB
u. Rys .3.1.5. UkB
ad do pomiaru wzmocnienia wzmacnia Do pomiaru napi

nale|
y wykorzysta
w olto mierz cyfrowy wsp�B
pracuj
cy z przetwornikiem warto[
ci szczytowej oraz, dla wygody, z przeB

cznikiem dwukanaB
owym Ze wzgl
du na stosunkowo maB

czuB
o[

nale|
y tak dobra
am plitud 
napi 
cia sinusoidalnego z generatora SN2013, aby am plituda sygnaB
u wyj[
ciowego byB
a nieco wi 
ksza od z jednej strony zapewni a wB
a [
ciw 
prac
przetwornika, z drugiej za[
- speB
nienie war unku maB
osygnaB
owej pracy wzmacniacza. R�wn ie|
ze wzgl 
du na czuB
o [

przetwornika, napi
cie wej [
ciowe wzmacniacza nale|
y mierz y
na poziomie 10 lub 100 razy wy |
szym, w ykorzystuj
c w tym celu dzielnik wy j [
ciowy generatora l Pomiar�w nale|
y dokona
przy cz 
stotliw o [
ci [
redniej pasma wzmacniacza, kt�r
nale|
y ustali 
eksperymentalnie. Pomiaru cz
stotliwo[
ci mo|
na dokonywa
na dowolnym wyj [
ciu generatora lub na wyj [
ciu l a) por�wna
wyni k pomiar u z zaB
o|
on
warto[
ci
wzmocnienia k i poda
przyczyny ewentualnych odchyB
ek; b) oszacowa
bB

d pomiaru, przyjmuj 
c katalogowe dane o dokB
adno [
ci prz yrz 
d�w pomiarowych. 1.5.2.2. Pomiar pasma wzmacniacza DN011B Zmierzy
pasmo 3 dB badanego wzmacniacza, korzystaj 
c z gene sinusoid aln ego SN2013 oraz wskaz
nika poziomu napi
cia wyj [
cio dB na wskaz
ni powinien by
u staw iony przy [
rodkowej cz 
stotliw o [
ci byB
o wzmocnione l zapewni
warunki maB
osygnaB
o le |
y ustawi
najwi
ksz
czuB
o [

wskaz
nika SN6011. Dzi
temu wzmacniacz mo|
e by
mo|
liw ym sygnaB
em w Rys. 3.1.6. UkB
ad do pomiaru pasma pasma dokonuje si
przestrajaj
c generator w g�r 
i w d �B
, a |
do uzyska trzydecybelow ego sp adku napi
cia wyj [
ciowego, obserwowanego na wskaz
niku. Cz
stotliw o [

sygnaB
u mo|
na mierzy
na dowolnym wyj[
ciu a) por�wna
zmierzone cz
stotliw o [
ci graniczne z obliczonymi wyja [
ni
ewentualne odchyB
ki; b) oszacowa
udziaB
poszczeg�lnych czynnik�w ograniczaj
cych c) oszacowa
udziaB
poszczeg�lnych staB
ych czasowych wynikaj
cych z pojemno[
ci C wzmacniacza od doB
u, dokona
odpowiednich oblicze D
. 1.5.2.3. Obserwacja przebiegu napi 
cia wyj[
ciowego przy przesterowaniu wzmacniacza Zaobserwowa
na oscyloskopie znieksztaB
cenia sygnaB
u wyj[
ciowego, wynikaj
ce z przesterowania wzmacniacza, powstaj
ce wskutek podania na jego wej [
cie sygnaB
u o zbyt du|
ej amp litud zie. Obserwowany przebieg napi
cia naszkicowa
w protok�le. a) wyja[
ni
ksztaB
t napi
cia na wyj[
ciu wzmacniacza pracuj
cego 1.5.2.4. Pomiar charakterystyki amplitudowej wzmacniacza DN011B na stanowisku sterowanym cyfrowo w standardzie 1EC-625 Zapozna
si
z prac
automatycznego ukB
adu pomiarowego w stan Demonstracji stano w iska dokona prowadz
cy zaj
oceni
jakie warunki musi speB
nia
ukB
ad badany, aby procedura przyj
ta w wprowadzaB
a znacznych bB

d�w. WYKAZ LITERATURY [1] J. Baranowski i inni: UkB
ady elektroniczne. WNT, Warszawa 1998. [2] J. Baranowski, G. Czajkowski.: UkB
ady elektroniczne cz. II. UkB
ady analogowe nieliniowe i impulsowe. WNT, Warszawa 1994. [3] A. Filipkowski: UkB
ady elektroniczne analogowe i cyfrowe. WNT, Warszawa 1995. [4] P.Horowitz, W.Hill. Sztuka elektroniki. Cz
[

1 i 2. WKA
, Warszawa 1996. [5] W. Stepowicz. Elementy p�B
przewodnikowe i ukB
ady scalone. GdaD
sk1999. [6] U.Tietze, Ch. Schenk. UkB
ady p�B
przewodnikowe, WNT, Warszawa 1998. [7] W. WawrzyD
ski. Podstawy wsp�B
czesnej elektroniki. WPW, 2003.