Электроника
Лабораторная работа
12 янв 2023
1 страниц

Готовая работа. Усилительный каскад на биполярном транзисторе

Задание для выполнения расчетной работы:
1) Построить график входной характеристики по табл. 1.
2) Вычислить дифференциальное входное сопротивление h11 (в
кОм) в заданной рабочей точке (при заданном в табл. 2 токе I1.0).
3) По выходным характеристикам (рисунка 4 согласно варианту)
вычислить дифференциальные параметры h21 и h22 (h22 – в мСм).
4) Рассчитать эквивалентное сопротивление Rэкв, входное
сопротивление четырехполюсника Rвх, коэффициент усиления по
напряжению при отключенной нагрузке Кu xx и при подключении
нагрузки Кu.
Таблица 1
Данные для построения графика входной характеристики
активного четырехполюсника
u11, мВ i1, мкА u11, мВ i1, мкА
5 0.53 105 35.8
10 1.11 110 40.1
15 1.75 115 44.9
20 2.46 120 50.1
25 3.24 125 55.9
30 4.11 130 62.3
35 5.07 135 69.4
40 6.13 140 77.2
45 7.30 145 85.9
50 8.59 150 95.4
55 10.0 155 106.0
60 11.6 160 117.7
65 13.3 165 130.6
70 15.3 170 144.8
75 17.4 175 160.6
80 19.8 180 178.0
85 22.4 185 197.2
90 25.2 190 218.5
95 28.4 195 242.0
100 31.9 200 268.0
График описывающий входную вольт-амперную характеристику
активного четырёхполюсника, составленный по данным таблицы 1
должен выглядеть аналогично графику, представленному на рисунке
3.
6
Рис. 3 Входная характеристика активного четырехполюсника
5
i2, мА
0 10 u22, В
10
20
30
i1=0,8 мА
i1=0,6 мА
i1=0,4 мА
i1=0,2 мА
i1=0
0
5
i2, мА
0 10 u22, В
10
20
30 i1=0,8 мА
i1=0,6 мА
i1=0,4 мА
i1=0,2 мА
i1=0
0
а) б)
5
i2, мА
0 10 u22, В
10
20
30
i1=0,6 мА
i1=0,45 мА
i1=0,3 мА
i1=0,15 мА
i1=0
0
5
i2, мА
0 10 u22, В
10
20
30 i1=0,6 мА
i1=0,45 мА
i1=0,3 мА
i1=0,15 мА
i1=0
0
в) г)
Рис. 4 Выходные характеристики: а – тип 1; б – тип 2; в – тип 3;
г – тип 4
7
Таблица 2
Варианты заданий для расчета параметров активного
четырехполюсника

Ток покоя I1.0,
мкА
Тип выходных
характеристик
h12
Нагрузка
Rн, кОм Rист, кОм
1 105 1 0.0004 3.0 0.25
2 65 2 0.0005 2.5 0.33
3 70 3 0.0003 3.3 0.40
4 100 4 0.0006 2.7 0.30
5 80 1 0.0002 3.2 0.35
6 85 2 0.0004 3.5 0.25
7 90 3 0.0005 2.4 0.33
8 75 4 0.0003 3.0 0.40
9 110 1 0.0006 2.5 0.30
10 70 2 0.0002 3.3 0.35
11 90 3 0.0004 2.7 0.25
12 60 4 0.0005 3.2 0.33
13 95 1 0.0003 3.5 0.40
14 65 2 0.0006 2.4 0.30
15 80 3 0.0002 3.0 0.35
16 75 4 0.0004 2.5 0.25
17 105 1 0.0005 3.3 0.33
18 60 2 0.0003 2.7 0.40
19 85 3 0.0006 3.2 0.30
20 100 4 0.0002 2.5 0.35
21 65 1 0.0003 3.3 0.25
22 95 2 0.0005 2.7 0.33
23 70 3 0.0006 3.2 0.40
24 90 4 0.0003 3.5 0.35
25 110 1 0.0005 2.4 0.30
26 125 2 0.0002 2.5 0,25
Пример расчета параметров активного четырёхполюсника для
варианта №26 (таблица 2).
Рассчитаем дифференциальное входное сопротивление h11, в кОм
в заданной рабочей точке I1 0=125 мА (таблица 1).
11
11
1
u 165 160 h 0,388 кОм.
i 130.6 117.7
 
  
 
Далее по выходной характеристики – тип 2, согласно варианту
(рис. 4) вычислим дифференциальные параметры h21 и h22.
8
5
i2, мА
0 10 u22, В
10
20
30
i1=0,8 мА
i1=0,6 мА
i1=0,4 мА
i1=0,2 мА
i1=0
0
i2=12–6=6 мА
12
6
i1=0.4–0.2=0.2мА
Цена деления 2 мА
5
i2, мА
0 10 u22, В
10
20
30
i1=0,8 мА
i1=0,6 мА
i1=0,4 мА
i1=0,2 мА
i1=0
0
i2=2–0=2 мА
12
6
u22=10–0=10 В
а) б)
Рис.5 Выходные характеристики – тип 2: а – расчет h21; б – расчет h22
Найдем коэффициент передачи тока (рис. 5, а):
2
21
1
i 12 6 h 30 .
i 0.4 0.2
 
  
 
Рассчитаем выходную проводимость (рис. 5, б):
2
22
22
i 2 0 h 0.2 мСм .
u 10 0
 
  
 
Далее согласно четвертого задания определяем эквивалентное
сопротивление Rэкв,
н
экв
22 н
R 2.5 R 1.67кОм.
1 h R 1 0.2 2.5
  
  
Рассчитываем входное сопротивление четырехполюсника Rвх
R h h h R 0,388 30 0,0002 1,67 0,378 вх 11 21 12 экв        кОм.
Находим коэффициент усиления по напряжению:
– при подключенной нагрузке Кu
21 экв
u
ист вх
h R 30 1,67 K 79,8;
R R 0,25 0,378

  
 
– при отключенной нагрузке Кu xx
с учётом входного сопротивления холостого хода
21 12
вх xx 11
22
h h 30 0,0002 R h 0,388 0,358;
h 0,2мСм

    
21
u xx
22 ист вх хх
h 30 K 247.
h (R R ) 0,2(0,25 0,358)
  
 
9
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2: «ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ
СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ»
Стабилизатор напряжения – это преобразователь электрической
энергии, позволяющий обеспечить на выходе аналоговой схемы
требуемое напряжение в заданных пределах, при больших
изменениях, напряжения на входе схемы, так и тока в её нагрузке. По
типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на
стабилизаторы постоянного и переменного тока.
Стабилизаторы напряжения в зависимости от расположения
регулирующего элемента делятся на два типа:
– последовательный, регулирующий элемент включен
последовательно с нагрузкой;
– параллельный, регулирующий элемент включен параллельно
нагрузке.
В зависимости от способа стабилизации стабилизаторы делятся
на:
– параметрический, для работы используется участок пробоя
вольт-амперной характеристики стабилитрона.
– компенсационный стабилизация выходного напряжения
осуществляется за счет использования обратной связи.
Структурная схема параллельного параметрического
стабилизатора на стабилитроне приведена на рисунке 1.
Рис. 1 Структурная схема параллельного параметрического
стабилизатора напряжения
В этой схеме стабильность выходного напряжения определяется
параметрами стабилитрона VD.
Условия нормальной работы параметрического стабилизатора
заключаются в следующем:
10
Входное напряжение Uвх должно быть больше напряжения
пробоя стабилитрона Uст. При этом номинальное входное напряжение
рассчитывается как
U U (I I )R. вх ном ст ст ном н ном   
Ток, проводящий через стабилитрон VD должен находится в
заданном диапазоне значений Iст min÷ Iст max (Iст min и Iст max – предельно
допустимые токи стабилитрона). При выполнении этого условия
Iст min < Iст < Iст max напряжение на нагрузке Uвых = Uст стабильно. Для
ограничения тока через стабилитрон устанавливается балластный
резистор R, номинал которого определяется по формуле
вх ном ст
вх ном н ном
U U
R .
I I



На балластном резисторе падает разность напряжений Uвх – Uст, а
напряжение Uст приложено к нагрузке. Колебания входного
напряжения Uвх и/или тока нагрузки Iнагр приводят к изменению тока
через стабилитрон Iст.
Наибольший ток через стабилитрон протекает при максимальном
входном напряжении и минимальном токе нагрузки
U U (I I )R. вх max ст ст max н min   
Наименьший ток стабилитрона при минимальном входном
напряжении и максимальном токе нагрузки

Timofeevna Timofeevna
7000 р