Отчет по лабораторной работе №1 «Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ)»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
(ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН»)
Институт автоматизации и робототехники
Кафедра промышленной электроники и интеллектуальных цифровых систем

Дисциплина

«Электротехника и электроника»


Отчет
по лабораторной работе №1
«Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ)»


Вариант 1

Выполнила:

студентка гр. АДБ-20-01 Алексеенко А.А.

Принял:
Преподаватель _____________ Сергеев Ю. Д.

(дата) (подпись)


Москва 2022


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ)


Цель работы

Изучение принципа работы и исследование характеристик усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером.

Порядок выполнения работы

Принципиальная схема усилительного каскада на биполярном транзисторе приведена на рис.5.

Рис.1. Принципиальная схема каскада

Таблица 1.

1.

№	EК,В	R1,кОм	R2,кОм	Rк, Ом	R3, Ом	R4, Ом
1	9	12	4.3	470	30	140

Рис.2. Схема лабораторного макета усилительного каскада

2.Сопротивление нагрузки принять R6=100кОм.

Тип транзистора T – 2N2222 (BF=153).
Использовала следующие значения конденсаторов: С1=С2=5uF; С3=50uF; С4=10pF.
На генераторе входного сигнала XFG1(Function Generator) установила частоту Frequency=1kHz и амплитуду Amplitude=100mVp.

Таблица 2 (до коррекции)

Uкп(В)	Uбп(В)	Uэп(В)	Uкэп(В)	Uбэп(В)	Iкп(мА)	Iбп(мА)	Iэп(мА)
4.937	2.161	1.481	3.456	0.68	8.644	0.067	8.711

ВЫВОД: По результатам эксперимента построили на выходной характеристике I_к= F(U_кэ), по уравнению нагрузочную прямую и определили положение точки покоя П, Где Rэ=R3+R4.
Rэ = R3+R4 = 30 + 140 = 170 Ом
E/(Rк + Rэ) =9/(470+170) = 0,0140625 А
Нужно провести коррекцию, путём изменения резистора R1
Искажения при амплитуде равной 300 mVp

Таблица 2 (после коррекции)

Uкп(В)	Uбп(В)	Uэп(В)	Uкэп(В)	Uбэп(В)	Iкп(мА)	Iбп(мА)	Iэп(мА)
4.834	2.201	1.521	3.313	0,68	8.867	0.080	8.945

Рис.3. Линия нагрузки по постоянному току и точка покоя П
ВЫВОД: Произвела корректировку режима покоя, изменяя номинальное значение резистора R1, с целью получения максимально возможной амплитуды неискаженного выходного сигнала.


3. Определили коэффициент усиления каскада по напряжению Ku=U_вых/U_вх по показаниям мультиметров XMM1 и XMM2.
Ku=U_вых/U_вх =946.5/70.7 = 13.38


4. Вывод: Построила амплитудную характеристику U_выхm=f(U_вхm).
При построении амплитудной характеристики было скорректировано значение R1.
Значения, после проведённой коррекции R1=11.5 кОм
Изменила амплитуду входного напряжения генератора XFG1 и определила амплитуду выходного сигнала по осциллографу XSC1, заполнила таблицу 3.
(При R 11.5 кОм)

Uвхm,(мВ)	200	300	400
Uвыхm, (В)	2,614	3,493	3,239

Рис.4. Амплитудная характеристика усилителя

5. Построим логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) L[дБ]=F(f).
Вывод: Установила на генераторе XFG1 амплитуду входного сигнала U_вхm=100 mV. Включила схему моделирования и при помощи Bode Plotter XBP1 получила ЛАЧХ усилительного каскада.
По графику ЛАЧХ определила полосу пропускания усилителя, учитывая что граничные частоты f_НП и f_ВП при коэффициенте частотных искажений определяются при L[дБ]=L₀[дБ]-3дБ. Где L₀ представляет собой максимальный коэффициент усиления каскада по напряжению в децибелах.

L0 = 22,618 Дб

L = 22,618 – 3 =19,618 Дб





6. Включила схему моделирования при амплитуде входного сигнала U_вхm=100 mV и разомкнутом ключе J1. Рассчиталп коэффициент усиления каскада по напряжению как в пункте 3 и сравнила с коэффициентом, полученным ранее.




Вывод пункт 6: При помощи Bode Plotter XBP1 получила ЛАЧХ усилительного каскада, определила полосу пропускания и сравнила с результатом, полученным прежде
Ku=U_вых/U_вх =187/70.7 = 2.64

Вывод: На этой лабораторной работе мы изучили принцип работы и исследовали характеристики усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером. При размыкании ключа максимальный неискаженный входной сигнал получится при амплитуде 400. Коэффициент усиления каскада Ku по напряжению при замкнутом ключе получится 13.38, а при разомкнутом 2.64. Полоса пропускания при разомкнутом ключе получилась больше, чем при замкнутом.