Měření vlastností stejnosměrných tranzistorových zesilovačů

Vysoká škola báňská – Technická universita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky

Základy elektroniky – ZEL Laboratorní úloha č. 6

Měření vlastností stejnosměrných tranzistorových zesilovačů Datum měření: Datum odevzdání: Skupina ve cvičení: Učitel:

Tento protokol vypracoval Jméno: Jiří Znoj Login: ZNO0011 Email: [email protected]

1. 11. 2011 8. 11. 2011 16:00 – 17:30 Ing. Lukáš Paulinský

Na měření spolupracoval Jméno: Dluhoš Jan Login: DLU0023

Jiří Znoj – ZNO0011

Základy elektroniky – ZEL

Laboratorní úloha č. 6

5. 11. 2011

A. Zadání úlohy I. I Vlastnosti stejnosměrného tranzistorového zesilovače v zapojení SE (invertující zesilovač). Změřte převodní charakteristiky U 2  f (U1 ) stejnosměrného tranzistorového zesilovače v zapojení se společným emitorem (SE) a emitorovým rezistorem RE (záporná sériová proudová zpětná vazba) pro různé hodnoty kolektorového rezistoru RC a výstup naprázdno (zatěžovací rezistor RZ   ). Na převodní charakteristice určete pracovní oblast a stanovte napěťové zesílení AU  U 2 U1 . Pokyny pro měření: 1. Schéma zapojení pro měření převodních charakteristik zesilovače U 2  f (U1 ) je uvedeno na obr. 1. Ucc RC = 2k, 5k, 10k (2) RB

(1)

2k

+ ZDR1 = -

+ T1 BC546B

U2

U1

V

V1

= ZDR2

Ucc V

V2

RE 1k

GND

GND

obr. 1 ZDR1 – regulovatelný zdroj vstupního ss napětí U1 ZDR2 – regulovatelný zdroj napájecího napětí UCC T1 – modul TRANZISTOR BIPOLAR s tranzistorem BC546B RC – odporová dekáda R DECADE 2 RB – dvou kolíkový rezistor 2k RE – dvou kolíkový rezistor 1k V1 – multimetr M3900 V2 – multimetr M3900 2. Na zdroji ZDR 2 nastavíme velikost napájecího napětí U CC  10V . Na zdroji ZDR 1 postupně nastavujeme vstupní napětí U1 = 0 – 5V s krokem U1 = 0,2V (údaj V-metru V1) a odečítáme velikost napětí U2 (údaj V-metru V2) pro hodnoty RC = 2; 5; 10 k. Naměřené hodnoty vyneseme do grafů U 2  f (U1 ) , RC = parametr. Na zobrazených převodních charakteristikách vymezíme pomocí krajních bodů A [U1min ; U2max] a B [U1max ; U2min] pracovní oblast (přibližně lineární část převodní charakteristiky) a v ní pro pracovní bod P [U1P ; U2P] určíme napěťové zesílení AU  U 2 U1 . Pracovní bod P volíme uprostřed pracovní oblasti A-B.Typický průběh převodní charakteristiky s vyznačenou pracovní oblastí A-B a způsobem určení zesílení AU je uveden na obr. 2.

2




5. 11. 2011

U2

Ucc A

U2max

U1

U2p P

U2 P' B

U2min U2satmin

U1min

U1p

U1max

U1

obr. 2 3. Z grafu převodní charakteristiky zesilovače určené hodnoty AU a U2satmin porovnejte se R RE U CC . zjednodušenými vztahy pro výpočet AU  C a U 2 sat min  RE RE  RC II. Vlastnosti stejnosměrného tranzistorového zesilovače v zapojení SC, emitorový sledovač (neinvertující zesilovač). Změřte převodní charakteristiky U 2  f (U1 ) stejnosměrného tranzistorového zesilovače v zapojení se společným kolektorem (SC) - emitorový sledovač pro různé hodnoty rezistoru RE a pro výstup naprázdno (zatěžovací rezistor RZ   ). Na převodní charakteristice určete pracovní oblast a stanovte napěťové zesílení AU  U 2 U1 . Pokyny pro měření: 1. Schéma zapojení pro měření převodních charakteristik emitorového sledovače U 2  f (U1 ) je uvedeno na obr. 3. Ucc

(1)

RB

T1

2k

BC546B

+

(2)

Ucc

+ ZDR1

=

U1

V1

ZDR2

V

RE = 1k, 10k

-

=

U2

V2

V

GND

GND

obr. 3

ZDR1 – regulovatelný zdroj vstupního ss napětí U1 ZDR2 – regulovatelný zdroj napájecího napětí UCC T1 – modul TRANZISTOR BIPOLAR s tranzistorem BC546B RE – odporová dekáda R DECADE 2 RB – dvou kolíkový rezistor 2k V1 – multimetr M3900 V2 – multimetr M3900 3




5. 11. 2011

2. Na zdroji ZDR 2 nastavíme velikost napájecího napětí U CC  10V . Na zdroji ZDR 1 postupně nastavujeme vstupní napětí U1 = 0 – 2V s krokem U1 = 0,2V U1 = 2 – 10V s krokem U1 = 1V U1 = 10 – 12V s krokem U1 = 0,2V (údaj V-metru V1) a odečítáme velikost napětí U2 (údaj V-metru V2) pro hodnoty RE = 1; 10 k. Naměřené hodnoty vyneseme do grafu U 2  f (U1 ) , RC = parametr. Na zobrazených převodních charakteristikách vymezíme pomocí krajních bodů A [U1min ; U2min] a B [U1max ; U2max] pracovní oblast (přibližně lineární část převodní charakteristiky) a v ní pro pracovní bod P [U1P ; U2P] určíme napěťové zesílení AU  U 2 U1 . Pracovní bod P volíme uprostřed pracovní oblasti A-B. Typický průběh převodní charakteristiky s vyznačenou pracovní oblastí A-B a způsobem určení zesílení AU je uveden na obr. 4. U2 U1 Ucc B

U2max P'

U2 P

U2p

U2min

A

U1min

U1p

U1max U1

obr. 4

3.

Z grafu převodní charakteristiky zesilovače určenou hodnotu AU porovnejte se vztahem pro výpočet napěťového zesílení emitorového sledovače AU  1.

B. Použité přístroje a pomůcky a. b. c. d. e.

2x Regulovaný zdroj stejnosměrného napětí 2x multimetr Rezistory 1kΩ , 2kΩ odporová dekáda R DECADE 2 Modul Tranzistor Bipolar 4




5. 11. 2011

C. Postup měření Invertující zesilovač  Zapojili jsme obvod dle schématu na obrázku č. 1  Na zdroji ZDR2 jsme nastavili velikost napájecího napětí Ucc= 10 V  Na ZDR1 jsme postupně nastavovali napětí U1=0 -5V po 0,2 V  Pro hodnoty Rc=2,5,10 k  jsme zaznamenávali hodnoty voltmetrem 2 Neinvertující zesilovač  Zapojíme obvod dle schématu č. 2  Na zdroji ZDR2 jsme nastavili velikost napájecího napětí Ucc=10 V. Na zdroji ZDR1 jsme postupně nastavovali napětí U1  Pro hodnoty Re=1,10 kΩ jsme zaznamenávali hodnoty napětí na voltmetru V2

D. Naměřené hodnoty I. U1 [V] 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0

2 kΩ 10 10 10 9,93 9,58 9,23 8,85 8,52 8,08 7,70 7,29 6,90 6,51 6,18 5,80 5,30 5,06 4,65 4,23 3,84 3,72 3,83 3,95 4,09 4,22 4,36

U2 [V] 5 kΩ 10 10 10 9,85 9,04 8,09 7,15 6,25 5,29 4,28 3,30 1,52 1,67 1,81 1,97 2,10 2,27 2,41 2,57 2,72 2,87 3,04 3,16 3,32 3,48 3,65

10 kΩ 9,88 9,88 9,88 9,50 7,76 5,89 4,30 2,18 1,09 1,22 1,34 1,48 1,63 1,78 1,95 2,10 2,26 2,42 2,58 2,72 2,89 3,04 3,20 3,36 3,52 3,68

5




5. 11. 2011

II. U2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 10,2 10,4 10,6 10,8 11,0 11,2 11,4 11,6 11,8 12,0

Pro 1 kΩ U2 [V] 0 0 0 0,03 0,22 0,38 0,55 0,74 0,94 1,16 1,30 2,34 3,35 4,34 5,30 6,30 7,21 8,30 8,88 8,91 8,96 9,03 9,10 9,15 9,23 9,29 9,34 9,41 9,47

Pro 10 kΩ U2 [V] 0 0 0 0,11 0,25 0,43 0,63 0,81 1,03 1,21 1,39 2,39 3,41 4,45 5,36 6,45 7,31 8,44 9,40 9,57 9,72 9,78 9,86 9,93 10,00 10,06 10,14 10,21 10,28

E. Grafy I. 12 10 8 U2 [V] 2 kΩ 6

U2 [V] 5 kΩ

4

U2 [V] 10 kΩ

2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5

6




5. 11. 2011

II. 12 10 8 6

Pro 1 kΩ U2 [V]

4

Pro 10 kΩ U2 [V]

2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 10,2 10,4 10,6 10,8 11,0 11,2 11,4 11,6 11,8 12,0

0

F. Závěr Ověřili jsme si chování stejnosměrných tranzistorových zesilovačů v zapojení se společným emitorem (SE) a v zapojení se společným kolektorem (SC). I. Z grafu lze vyčíst, že při zapojení stejnosměrného zesilovače v zapojení SE - invertujícího zesilovače je výstupní napětí ze začátku maximální - neboli stejné jako na vstupu, poté začne přibližně lineárně klesat a jakmile dosáhne minima, začne velmi mírně stoupat. II. Z grafu lze vyčíst, že při zapojení stejnosměrného zesilovače v zapojení SC - emitorového sledovače (neinvertujícího zesilovače) je výstupní napětí z počátku nulové, poté přibližně lineárně stoupá a když je U1 přibližně rovno 11V je maximální neboli stejné jako na vstupu. Hodnoty dále mírně rostou, ale to je způsobeno odchylkou měření, nepřesností přístrojů a jinými okolními vlivy.

7

Měření vlastností stejnosměrných tranzistorových zesilovačů

Recommend Documents