Биполярный транзистор на режим усилителя низкой частоты по постоянному и переменному токам

Лабораторное задание

Цель лабораторной работы: Исследование влияния разброса параметров биполярного транзисторов на режим усилителя низкой частоты  по постоянному и переменному токам. Изучение способа коллекторной стабилизации положения рабочей точки и коэффициента усиления по напряжению с помощью пакета схемотехнического моделирования MicroCAP.

Исходные данные:

R1=RГ=50 кОм, ЕП=12В, [pic 1]= 0,5 В

Анализ работы нестабилизированного усилителя

[pic 2]

Рис.1 проходная и входная характеристики

[pic 3]

Рис.2 выходная характеристика

Найдем рабочую точку по выходной характеристике:

[pic 4]

Uб.0 = 398.704 мВ

[pic 5]

Рис.3 Рабочая точка на проходной характеристике

         [pic 6][pic 7]

[pic 8]

Крутизну проходной характеристики [pic 9] по переходу:

[pic 10]

Найдем выходное дифференциальное сопротивление rкэ:

[pic 11]

Найдем сквозной коэффициент усиления по напряжению:

 [pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

2.В соответствии с таблицей собрали схему УНЧ на БТ без стабилизации. Получили формы входного и выходного напряжения.

[pic 18]

Рис. 4 Схема УНЧ на БТ без стабилизации.

[pic 19]

Рис. 5 формы входного и выходного напряжения

[pic 20]

Рис. 6 нелинейные искажения форм входного и выходного напряжения

Вывод: мы наблюдаем нелинейные искажения в связи с тем, что максимум синусоиды выходного напряжения попадает в область отсечки, а минимум синусоиды попадает в область насыщения.

[pic 21]

Рис. 7 Выходной сигнал с меняющимся коэффициентом передачи тока базы БТ

Вывод: Исходя из графика мы видим, что чем сильнее мы увеличиваем коэффициент усиления по току, тем сильнее меняется форма выходного сигнала. При критическом βmax рабочая точка может попасть в область насыщения, что не является рабочим режимом для БТ.

[pic 22]

Рис. 9 График коэффициента усиления от частоты

[pic 23]

Рис. 10 Зависимость коэффициента усиления от частоты при разных значениях коэффициента передачи по току.

[pic 24]

Рис. 11 Зависимость коэффициента усиления от коэффициента передачи по току.

Вывод: при увеличении [pic 25] [pic 26] сначала линейно увеличивается, а затем резко уменьшается. Такая форма зависимости связана с тем, что [pic 27] зависит от Iк. С увеличением Iк мы выходим из области токов коллектора, в которой достигается максимальное значение [pic 28].

Анализ работы схемы коллекторной стабилизации положения рабочей точки и коэффициента усиления

[pic 29]

Рис. 12 Схема УНЧ на БТ со стабилизацией положения рабочей точки

[pic 30]

Рис. 13 формы входного и выходного напряжения со стабилизацией положения рабочей точки

[pic 31]

Рис. 14 нелинейные искажения форм входного и выходного напряжения со стабилизацией рабочей токи

Вывод: мы наблюдаем нелинейные искажения в связи с тем, что максимум синусоиды выходного напряжения попадает в область отсечки, а минимум синусоиды попадает в область насыщения. Также как и для усилителя без стабилизации.