Исследование усилительных каскадов на полевом транзисторе с управляющим p-n-переходом. Охремчик С.А. - 33 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

Указание. В усилителях рабочая точка ПТ устанавливается в области
насыщения (в пологой части выходной ВАХ). В области насыщения вы-
ходная ВАХ приблизительно линейна и коэффициент
M слабо зависит от
напряжения
U
СИ
. Поэтому в работе при измерении M рекомендуется в ка-
честве значения
U
СИ0
выбирать напряжение насыщения U
СИ НАС
, опреде-
ляемое в начале пологого участка ВАХ (см. рис. 4). Приращение
ΔU
СИ
> 0
напряжения
U
СИ
рекомендуется выбирать достаточно большим, чтобы ко-
нечное значение
U
СИ1
= U
СИ0
+ ΔU
СИ
напряжения U
СИ
находилось ближе к
концу области насыщения ВАХ (например,
U
СИ1
= 10 В).
Замечание. Согласно (9), коэффициент M можно вычислить по экспе-
риментально измеренным значениям крутизны
S и выходного сопротивле-
ния
R
i
транзистора. При этом необходимо, чтобы параметры S и R
i
измеря-
лись при тех же значениях
U
СИ
= U
СИ0
и U
ЗИ
= U
ЗИ0
(в той же рабочей точке
А), при которых необходимо найти коэффициент усиления
M.
4. Методы измерения характеристик усилителей
В работе исследуются входное R
ВХ
и выходное R
ВЫХ
сопротивления
усилителей, а также коэффициент усиления
K
U
по напряжению для пере-
менного сигнала. Рассмотрим методы измерения этих характеристик.
При измерениях на вход усилителя подают гармоническое напряжение
u
ВХ
(t) = U
mВХ
sin(2πf
t
+
ϕ
U
), где U
mВХ
– амплитуда напряжения, а ϕ
U
– его
начальная фаза. Для обеспечения линейного режима усиления амплитуду
U
mВХ
входного напряжения устанавливают малой (обычно единицы–
десятки милливольт). Значение частоты
f входного сигнала выбирают из
середины рабочей полосы частот (РПЧ) усилителя. Тогда входное
R
ВХ
и
выходное
R
ВЫХ
сопротивления усилителей можно считать чисто активны-
ми, а фазовые сдвиги между током и напряжением во входных и выходных
цепях усилителя практически равны нулю. Для усилителей НЧ, к которым
относятся рассматриваемые в работе усилители на ПТ, частоту
f устанав-
ливают около 1 кГц (в данной работе используется частота
f ≈ 1,4 кГц).
4.1. Метод измерения входного сопротивления
Если на вход усилителя подается гармоническое напряжение
u
ВХ
(t) = U
mВХ
sin(2πf
t
+
ϕ
U
), то в его входной цепи течет ток i
ВХ
(t) = I
mВХ
sin(2πf
t
+
+ ϕ
I
), где I
mВХ
– амплитуда входного тока, а ϕ
I
– его начальная фаза. При
отсутствии фазового сдвига между входными током
i
ВХ
(t) и напряжением
u
ВХ
(t) (т. е. при ϕ
U
= ϕ
I
) входное сопротивление R
ВХ
определяется как
R
ВХ
= U
mВХ
/ I
mВХ
. (42)
Таким образом, для измерения входного сопротивления
R
ВХ
усилителя в пре-
делах его РПЧ следует измерить амплитуды (или эффективные
13)
значения)
13
Амплитудные U
m
(I
m
) и эффективные U
ЭФФ
(I
ЭФФ
) значения напряжений (токов) свя-
заны между собой соотношениями: U
m
= 2 U
ЭФФ
, I
m
= 2 I
ЭФФ
.
33
    Указание. В усилителях рабочая точка ПТ устанавливается в области
насыщения (в пологой части выходной ВАХ). В области насыщения вы-
ходная ВАХ приблизительно линейна и коэффициент M слабо зависит от
напряжения UСИ. Поэтому в работе при измерении M рекомендуется в ка-
честве значения UСИ0 выбирать напряжение насыщения UСИ НАС, опреде-
ляемое в начале пологого участка ВАХ (см. рис. 4). Приращение ΔUСИ > 0
напряжения UСИ рекомендуется выбирать достаточно большим, чтобы ко-
нечное значение UСИ1 = UСИ0 + ΔUСИ напряжения UСИ находилось ближе к
концу области насыщения ВАХ (например, UСИ1 = 10 В).
    Замечание. Согласно (9), коэффициент M можно вычислить по экспе-
риментально измеренным значениям крутизны S и выходного сопротивле-
ния Ri транзистора. При этом необходимо, чтобы параметры S и Ri измеря-
лись при тех же значениях UСИ = UСИ0 и UЗИ = UЗИ0 (в той же рабочей точке
А), при которых необходимо найти коэффициент усиления M.
             4. Методы измерения характеристик усилителей
   В работе исследуются входное RВХ и выходное RВЫХ сопротивления
усилителей, а также коэффициент усиления KU по напряжению для пере-
менного сигнала. Рассмотрим методы измерения этих характеристик.
   При измерениях на вход усилителя подают гармоническое напряжение
uВХ(t) = UmВХ sin(2πf t + ϕU), где UmВХ – амплитуда напряжения, а ϕU – его
начальная фаза. Для обеспечения линейного режима усиления амплитуду
UmВХ входного напряжения устанавливают малой (обычно единицы–
десятки милливольт). Значение частоты f входного сигнала выбирают из
середины рабочей полосы частот (РПЧ) усилителя. Тогда входное RВХ и
выходное RВЫХ сопротивления усилителей можно считать чисто активны-
ми, а фазовые сдвиги между током и напряжением во входных и выходных
цепях усилителя практически равны нулю. Для усилителей НЧ, к которым
относятся рассматриваемые в работе усилители на ПТ, частоту f устанав-
ливают около 1 кГц (в данной работе используется частота f ≈ 1,4 кГц).

              4.1. Метод измерения входного сопротивления
    Если на вход усилителя подается гармоническое напряжение
uВХ(t) = UmВХ sin(2πf t + ϕU), то в его входной цепи течет ток iВХ(t) = ImВХ sin(2πf
t + + ϕI), где ImВХ – амплитуда входного тока, а ϕI – его начальная фаза. При
отсутствии фазового сдвига между входными током iВХ(t) и напряжением
uВХ(t) (т. е. при ϕU = ϕI) входное сопротивление RВХ определяется как
                               RВХ = UmВХ / ImВХ.                              (42)
Таким образом, для измерения входного сопротивления RВХ усилителя в пре-
делах его РПЧ следует измерить амплитуды (или эффективные 13) значения)
13
  Амплитудные Um (Im) и эффективные UЭФФ (IЭФФ) значения напряжений (токов) свя-
заны между собой соотношениями: Um = 2 UЭФФ, Im = 2 IЭФФ.
                                      33

Страницы