Схемотехника аналоговых электронных устройств
Лабораторная работа № 2. Изучение транзисторного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером
Цель работы: экспериментально изучить свойства и измерить параметры усилительного каскада, включенного по схеме с общим эмиттером; оценить влияние номиналов элементов на параметры каскада.
Краткие теоретические сведения
Усилительные каскады, выполненные на биполярных транзисторах (БПТ), включенных по схеме с общим эмиттером (ОЭ), находят широкое применение в качестве предварительных усилителей. Наиболее распространены каскады с подачей смещения фиксированным напряжением база – эмиттер и эмиттерной стабилизацией точки покоя, работают такие каскады, как правило, без отсечки тока, т.е. в режиме А. Принципиальная схема такого каскада приведена на рисунке 1.
Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения, который обеспечивает смещение транзистора (постоянное напряжение база – эмиттер 
при отсутствии входного сигнала). Для того чтобы делитель обеспечивал необходимое смещение, необходимо чтобы эквивалентное сопротивление этого делителя было меньше, чем входное сопротивление транзистора (т.е. сопротивление перехода база – эмиттер). Резистор R4 и конденсатор C2 образуют цепь стабилизации точки покоя: резистор R4 обеспечивает отрицательную обратную связь (ООС) по постоянному току, а конденсатор устраняет ООС по переменному току, чтобы цепь стабилизации точки покоя не снижала усиление сигнала. Резистор R3 является коллекторной нагрузкой. Конденсаторы C1 и C3 являются разделительными: они предотвращают протекание постоянной составляющей входного и выходного токов соответственно через источник сигнала и через нагрузку, а равным образом для предотвращения нарушения режима работы транзистора из-за возможного проникновения постоянной составляющей из источника сигнала во входную цепь транзистора.
Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема усилительного каскада на БПТ, включенном по схеме с ОЭ, с подачей смещения фиксированным напряжением база – эмиттер и эмиттерной стабилизацией точки покоя
Порядок выполнения работы
1. Изучить техническое описание лабораторной работы №1.
2. Подготовить к работе электронный макет схемы усилительного каскада на БПТ, включенного по схеме с общим эмиттером (в схеме использовать транзистор КТ503А или его аналог 2N4123, начальные номиналы схемы выставить следующие: +U= +15 В, R1=82 кОм, R2=10 кОм, R3=7,5 кОм, R4=1 кОм, С1=С3=0.1мкФ, С2=10мкФ). Подать на вход каскада переменный сигнал частотой 1кГц и амплитудой 0,02 В. Убедиться в работоспособности схемы.
3. Цепь эмиттерной стабилизации отключить.
4. Подать на вход каскада синусоидальный сигнал амплитудой 0,02 В и частотой 1 кГц.
5. Подключить осциллограф к выходу каскада, зарисовать осциллограмму.
6. Включить цепь эмиттерной стабилизации. Выбирая различные варианты номиналов элементов цепей эмиттерной стабилизации, оценить ее влияние на параметры каскада.
7. Изменяя сопротивление резистора R3, оценить влияние величины коллекторной нагрузки на коэффициент усиления каскада.
8. Изменяя сопротивление резистора R4, оценить влияние величины обратной связи на коэффициент усиления сигнала.
9. С помощью генератора и осциллографа измерить АЧХ каскада с цепью эмиттерной стабилизации (заполнить таблицу, затем построить график).
10. Повторить пункт 8 для номиналов входного разделительного конденсатора «1 нФ», «1000 мкФ». Оценить разницу выходных сигналов.
11. Заполнить отчет. Отчет должен содержать титульный лист, цель работы, схему исследуемого каскада, осциллограммы, таблицы графики и выводы.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен резистор R4 принципиальной схемы?
2. Для чего предназначен конденсатор С2 принципиальной схемы?
3. Как влияет на АЧХ емкость входного разделительного конденсатора? Почему?
4. Как влияет на коэффициент усиления величина коллекторного сопротивления? Почему?
5. Чем определяется входное и выходное сопротивления каскада?