Усилитель на полевом транзисторе

Федеральное агентство связи

Уральский технический институт связи и информатики (филиал) ФГБОУ ВО

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

в г. Екатеринбурге

(УрТИСИ СибГУТИ)

Кафедра Общепрофессиональных дисциплин технических специальностей

Дисциплина (Схемотехника АЭУ)

Отчет

по самостоятельной работе работе №3,4

Усилитель на полевом транзисторе.

Выполнил студент гр. ВЕ-61б

Шестаков Д.В.

Проверил

Малкова И.А.

Екатеринбург 2018

1. Цель работы:  

Изучение схемотехники и принципа действия усилительных каскадов на полевых транзисторах с управляющим p-n-переходом. Исследование характеристик и параметров каскадов с общим истоком, с общим стоком и с общим затвором. Изучение методов измерения параметров усилителей. 

1. Практическая часть

1. Соберём схему для исследования каскада с общим истоком (файл Work 1)

(см. рисунок 1).

[pic 1] 

Рисунок 1 – Схема усилительного каскада с общим истоком.

1. Зададим сопротивление резистора R1 = 1 Мом, а ёмкость конденсатора C1 = 0,1 мкФ. Тип транзистора и параметры остальных элементов выберем из таблицы 1.

Таблица  1.

1. Установим режим работы и параметры измерительных приборов. Амперметр М2 – режим постоянного тока (DC). Остальные вольтметры и амперметры – режим переменного тока (AC). Внутреннее сопротивление  всех амперметров установим 1 мОм, а вольтметра М4 – 1 Мом.
2. Для источника входного сигнала V1 установим напряжение равное UВХ =75 мВ, частоту f = 1 кГц, начальную фазу 0 градусов. Напряжение ис- точника смещения V2 установим равным 1,15 В. Напряжение источника пи- тания V3, установим равным 15 В.

1. Установим режим работы транзистора Q1 по постоянному току, для чего, изменяя напряжение смещения (источник напряжения V2), установим заданное значение тока стока IС транзистора из таблицы 1. Допустимое от- клонение тока стока от заданного значения ±2 мкА.

Iс = 993,3 мкА = 1,993 мВ

Uсм = 139 мкВ

1. Измерим коэффициент усиления по напряжению КU при напряже- нии на выходе усилителя UВЫХ = 1,009 В, на частоте f = 1 кГц. Выходное напряжение установим изменяя входное напряжение UВХ (источник V1).

Uвх = 1,811 В

Ku = Uвых/Uвх

Ku = 1,009/1,811= 0,557

Убедимся, что усилитель не искажает форму сигнала, для чего приоста- новим процесс моделирования и оценим осциллограмму (см. рисунок 2).

Как можно видеть усилитель не искажает форму сигнала.

1. Определим коэффициент усиления по току. Входной ток усилителя

IВХ измеряется амперметром М, а выходной ток IВЫХ  – амперметром М3.

KI = Iвых/Iвх

Iвх = 1026 мкА

Iвых = 42,04 мкА

KI = 42,04/1026 = 0,040

1. Вычислим коэффициент усиления по мощности: [pic 2]Kp=Ku*KI

Kp = 0,557*0,040 = 0,022

[pic 3]

Рисунок 2 – Форма сигнала на выходе усилительного каскада.

1. Найдём входное сопротивление усилителя: rвых=Uвх/Iвх

rвх = 1,811 мВ/1,026 мА = 1,765 Ом

[pic 4]

1. Рассчитаем выходное сопротивление усилителя по формуле:

[pic 5]

где UВХ – напряжение на входе усилителя; UВЫХ – напряжение на выходе усилителя;

UВЫХ (RН = ∞) = 1,505 В – напряжение на выходе усилителя в режиме холостого хода;

UВЫХ (RН) – напряжение на выходе усилителя при заданном со- противлении нагрузки RН ≠ ∞;

IВЫХ (RН) – выходной ток усилителя при заданном сопротивлении нагрузки RН ≠ ∞.