Wzmacniacz tranzystorowy - Pracownia Elektroniczna

Wzmacniacz tranzystorowy
5
Wydział Fizyki UW 2015/2016
Pracownia Fizyczna i Elektroniczna
2015/2016
-2-
Instrukcja do ćwiczenia
5
„Wzmacniacz tranzystorowy
I. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z tranzystorem bipolarnym poprzez zbudowanie i
przebadanie wzmacniacza o wspólnym emiterze.
II. Wymagania
Znajomość całego materiału przedstawionego do tej pory na wykładach i podczas
ćwiczeń. Umiejętność posługiwania się generatorem, oscyloskopem, zasilaczem i
woltomierzem. Znajomość fizycznych podstaw działania diod, tranzystorów. Znajomość
podstaw budowy wzmacniaczy tranzystorowych
III. Aparatura
Miernik uniwersalny (Brymen 805), generator funkcyjny, oscyloskop 2 kanałowy
(Tektronix TDS1002) lub 4 kanałowy, akcesoria pomocnicze (kolba lutownicza, kable
łączeniowe, chwytaki pomiarowe, trójniki rozgałęziające).
IV. Wykonanie ćwiczenia.
• Zbudować wzmacniacz o wspólnym
emiterze
według
schematu
przedstawionego na rysunku obok.
Zasilanie wzmacniacza (E) należy
podłączyć poprzez gniazda radiowe i
przewody z wtyczkami bananowymi.
Wejście i wyjście układu łączymy
poprzez gniazda BNC z kanałami 1 i
2 oscyloskopu.
• Po zasileniu układu napięciem stałym
E = 8 V zmierzyć za pomocą woltomierza napięcie kolektora tranzystora. Dobrać tak
wartość potencjometru (opornika regulowanego) RB1, by wynosiło ono 4 V. W ten sposób,
zgodnie z regułą opisaną w materiałach z wykładu, osiąga się optymalny punkt pracy
tranzystora w tym wzmacniaczu.
• Podać na wejście układu sygnał sinusoidalny o częstotliwości 1 kHz i amplitudzie (peakto-peak) około 50 mV. Porównać przebiegi sygnału wejściowego i wyjściowego. Jeśli
przebieg wyjściowy jest zniekształcony, zmniejszyć nieco amplitudę sygnału wejściowego.
Zmieniając położenie suwaka potencjometru zaobserwować wpływ zmian punktu pracy
tranzystora na kształt przebiegu wyjściowego.
Pracownia Fizyczna i Elektroniczna
2015/2016
-3-
• Ponownie ustawić napięcie kolektora bliskie 4V. Podać na wejście układu sygnał
sinusoidalny o częstotliwości 1 kHz. Wyznaczyć charakterystykę amplitudową
wzmacniacza [UWY(UWE)] w całym zakresie amplitud wejściowych mierzalnych za
pomocą oscyloskopu. (UWE oraz UWY oznaczają tutaj odpowiednio amplitudy zmiennej
składowej sygnału wejściowego i wyjściowego). Określić przedział amplitud UWE, dla
których wzmacniacz pracuje liniowo. Dla tego przedziału wyznaczyć wzmocnienie
wzmacniacza k, dopasowując do danych doświadczalnych prostą typu UWY = k·UWE.
• Wyznaczyć charakterystykę częstotliwościową wzmacniacza, czyli jego wzmocnienie w
funkcji częstotliwości [UWY/UWE](f). Wyniki przygotować do przedstawienia w
logarytmicznej skali
częstotliwości. Określić pasmo przenoszenia wzmacniacza.
Amplitudę sygnału wejściowego należy dobierać tak, by w całym zakresie badanych
częstotliwości (10 Hz - 1 MHz) sygnał był liniowo przetwarzany - czyli by nie
następowało „obcinanie” sygnału sinusoidalnego (UWE na poziomie kilkudziesięciu mV).
Uwaga na pułapkę sprzężenia AC w oscyloskopie przy pomiarach z małą częstotliwością!
• Wykreślić i przedyskutować wyniki. Znaleźć częstotliwości graniczne ωg1 i ωg2. Czy
narastanie charakterystyki częstotliwościowej da się wyjaśnić oddziaływaniem pewnego
jω
ω g1
U WY
wejściowego filtru górnoprzepustowego, czyli opisać funkcją
=
U WE
1+ j ω
? Jeżeli
ω g1
założyć, że filtr ten jest utworzony z rezystancji wejściowej i pojemności sprzęgającej C1,
jaka jest wartość rezystancji wejściowej wzmacniacza? Czy do zbocza opadającego tej
charakterystyki można dopasować charakterystykę pewnego układu całkującego
U WY
1
=
U WE
1 + jω
?
ω g2
====== Powodzenia =====
Strona internetowa PFiE WF UW:
http://pe.fuw.edu.pl/