Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение"
Правила проведения лабораторных работ для студентов специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение", выполняемых с помощью моделирующих программных комплексов Electroniks Workbench и MultiSim-10. Требования к порядку оформлению отчётов, их защите.
Рубрика | Педагогика |
Вид | методичка |
Язык | русский |
Дата добавления | 04.01.2018 |
Размер файла | 754,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской федерации
«Дальневосточный государственный технический университет имени В.В. Куйбышева)»
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение"
Владивосток 2010
Одобрено научно-методическим советом университета
УДК 378.147
Приводятся описания восьми лабораторных работ, выполняемых с помощью моделирующих программных комплексов Electroniks Workbench (EWB) и MultiSim - 10, требования к порядку проведения работ, оформлению отчётов и их защиты. Описание каждой лабораторной работы оканчивается контрольными вопросами, ответить на которые необходимо при защите работы.
Предназначены для студентов специальности 210405 при выполнении лабораторных работ по курсу “Электроника”. Могут быть использованы в качестве методических указаний и по другим дисциплинам, для других специальностей электронного профиля.
Печатается с оригинал-макета, подготовленного авторами.
Составители: к.т.н., доцент Ю.И. Галочкин, доцент Ю.В. Беляев.
Издательство ДВГТУ, 2010г.
лабораторный радиосвязь телевещание оформление
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ, ОФОРМЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ РАБОТ
РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
РАБОТА № 2. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ И СТАБИЛИТРОНОВ
РАБОТА № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
РАБОТА № 4. ИССЛЕДОВАННИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
РАБОТА № 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
РАБОТА №6. ПРИМЕНЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
РАБОТЫ №7,8. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторные работы по курсу “Электроника” выполняются с помощью моделирующих программных комплексов “Electronics Workbench” (EWB) и Multisim - 10, которые позволяют исследовать довольно сложные электронные схемы, используя для этих целей модели полупроводниковых диодов, транзисторов, цифровых микросхем, всевозможных источников питания и сигналов, измерительных приборов. Основы работы на EWB изложены в методических указаниях: Соляник С.П., Беляев Ю.В., Галочкин Ю.И. «Моделирующий программный комплекс Electronics Workbench (версия 5.12)». Принципы работы Multisim - 10 мало отличаются от EWB и здесь не рассматриваются, хотя возможности Multisim - 10 существенно шире.
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ, ОФОРМЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ РАБОТ
1. Внимательно изучить методические указания к выполняемой работе. Для своего варианта работы, который определяется по последней цифре номера зачётной книжки, выбрать объект исследования (тип прибора, микросхемы и т.д.), ознакомиться с его параметрами.
2. Приблизительно оценить параметры источников питания, входных и выходных сигналов, пределы и шаг изменения этих величин при снятии необходимых зависимостей на разных этапах эксперимента.
3. Подготовить в рабочей тетради таблицы для записи результатов эксперимента, с указанием измеряемых величин и их размерностей.
4. Последовательно собирая предложенные в работе схемы, произвести необходимые измерения и результаты занести в подготовленные таблицы. Поскольку пределы измерения приборов в EWB и Multisim - 10 выбираются автоматически, то необходимо следить за размерностями измеряемых величин, которые указываются на шкалах приборов. Результаты эксперимента должны быть подписаны преподавателем.
5. На следующее занятие предоставить отчёт о работе, который должен содержать:
заголовок (или титульный лист), с указанием наименования работы, фамилии студента, выполнившего работу, даты выполнения;
цель работы;
параметры исследуемых электронных, полупроводниковых приборов или микросхем, т.е. объектов исследования;
используемые в работе схемы экспериментов;
таблицы с результатами экспериментов;
необходимые расчёты и графики экспериментальных зависимостей с указанием масштабов и размерностей по осям;
выводы об особенностях исследуемого объекта и области его применения.
Защита работы производится на следующем занятии и только после защиты студент допускается к выполнению следующей работы. Для защиты работы необходимо знать основы теории по соответствующему разделу и ответы на контрольные вопросы, приводимые в описании работы. Защита может быть проведена бригадой из двух-трёх студентов, проводящих эксперимент с однотипными приборами и оформившими общий отчёт.
Допускается выполнение работы дома (при наличии на домашнем компьютере системы EWB, версии 5.12 или Multisim - 10), однако, при этом должен соблюдаться график выполнения и защиты работ, т.е. каждые две недели необходимо защищать одну работу (опережение графика допускается).
Схемы опытов, приведённые в настоящих методических указаниях, выполнены разными способами - с использованием условных обозначений, рекомендуемых отечественными нормативными документами, условных обозначений, применяемых в системах EWB, версии 5.12 или Multisim - 10. Конечно же любые обозначения совершенно равноценны и могут быть взаимно заменены.
РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
Цель работы: знакомство с принципом работы полупроводниковых выпрямительных диодов и стабилитронов, экспериментальное определение их статических характеристик и параметров.
Краткие сведения из теории. Полупроводниковый диод - это полупроводниковый прибор с выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используются те или иные свойства выпрямляющего перехода. В качестве выпрямляющего электрического перехода чаще всего используется переход, разделяющий p- и n-области кристалла полупроводника, который называется p-n переходом (могут использованы и переходы металл-полупроводник, примесный полупроводник - собственный полупроводник, переходы между полупроводниками разной физической природы). В случае p-n перехода последний возникает из-за диффузионных процессов на границе p- и n- областей полупроводникового кристалла и характеризуется значительным уменьшением концентрации носителей электрических зарядов по сравнению с концентрацией электронов в n-области и дырок в p-области, возникновением потенциального барьера на границе раздела областей, высоким сопротивлением области перехода и отсутствием тока через переход - это так называемое равновесное состояние, возникающее на границе p- и n- областей при отсутствии внешнего электрического напряжения.
Кроме равновесного, переход может находиться в двух состояниях - прямом (к p-области - аноду - подключен плюс внешнего источника, а к n-области - катоду - минус этого источника) и обратном (к p-области подключен минус, а к n-области - плюс источника напряжения).
При прямом включении снижается высота потенциального барьера, резко уменьшается сопротивление перехода и увеличивается ток через него, который определяется процессами инжекции (впрыска) неосновных (для данной области полупроводника) носителей.
Обратное включение сопровождается ростом потенциального барьера, величины сопротивления перехода и значительным (на несколько порядков по сравнению с прямым включением) уменьшением тока через переход. Обратный ток через переход почти не увеличивается в пределах заданного рабочего (допустимого) напряжения. Дальнейшее увеличение обратного напряжения ещё на 20% - 25% приводит к пробою перехода, который сопровождается увеличением обратного тока при, практически, неизменном обратном напряжении (ток при этом ограничивается внешним сопротивлением). Это явление называется пробоем, может носить лавинный или туннельный характер и используется в специальных диодах, называемых стабилитронами, поскольку они поддерживают постоянное по величине напряжение в некотором диапазоне изменения тока через них.
Поскольку переход имеет вполне определённые размеры и заряд носителей по обе его стороны изменяется с изменением приложенного напряжения (как у конденсатора), то он обладает ёмкостью, которая определяет временные и частотные свойства диодов (эта ёмкость шунтирует активное сопротивление перехода).
Конкретные значения прямых и обратных токов и напряжений, частотные свойства диодов определяются используемыми полупроводниковыми материалами, значениями концентраций донорных и акцепторных примесей и соотношениями между этими концентрациями, размерами и конструкцией переходов и диодов. Сочетания всех этих обстоятельств позволяют получить громадное разнообразие диодов как по параметрам и характеристикам, так и по областям применения. В работе кроме выпрямительных диодов исследуются стабилитроны, диоды Шоттки, туннельные диоды и светоизлучающие диоды, принципы работы которых изучались в курсе «Физические основы электроники».
Порядок выполнения работы.
1. Из таблицы выбрать марки полупроводниковых диодов, соответствующие Вашему варианту.
Таблица Полупроводниковые диоды.
Вариант |
Выпрямит. диод |
Туннельный диод |
Диод Шоттки |
Стабилитрон |
Светодиод (LED) |
|
0 |
1BH62 |
1N3712 |
8EQ045 |
1N4097 |
blue |
|
1 |
1DH62 |
1N3713 |
BAS81 |
1N4370 |
green |
|
2 |
1GH62 |
1N3714 |
BAS82 |
1N4371 |
ir |
|
3 |
1LH62 |
1N3715 |
BAS83 |
1N4372 |
orange |
|
4 |
1N1199 |
1N3720 |
BAS85 |
1N4461 |
red |
|
5 |
1N1200 |
MBD1057 |
BAS86 |
1N4462 |
yellow |
|
6 |
1N1202 |
MBD2057 |
BAT17 |
1N4463 |
blue |
|
7 |
1N1204 |
MBD3057 |
BAT54 |
1N4464 |
green |
|
8 |
1N1206 |
MBD4057 |
BAT63 |
1N4465 |
ir |
|
9 |
1N3064 |
MBD5057 |
BAT65 |
1N4466 |
orange |
2.Снять вольт-амперную характеристику выпрямительного диода (ВАХ). Для этого необходимо собрать схему, приведённую на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 Исследование ВАХ диода
На рисунке показано прямое включение диода (плюс батареи подключён к аноду диода) и поскольку падение напряжения на диоде в прямом направлении не может превышать 1,5 - 2,5 В, то напряжение батареи достаточно установить порядка 3В. При составлении схемы, по умолчанию, устанавливается идеальный диод. Студенту необходимо выбрать диод, соответствуюший заданию (см. таблицу). Изменяя с помощью потенциометра напряжение, подаваемое на схему, необходимо измерить показания амперметра (ток диода Iд) и вольтметра Uд(напряжение на диоде Uд), что позволит построить прямую ветвь ВАХ диода Iд = f(Uд).
Обратная ветвь ВАХ снимается по этой же схеме, но полярность батареи необходимо изменить на противоположную, т.е. к аноду диода присоединяется минус источника. Кроме того, поскольку обратное напряжение составляет десятки - сотни вольт, то величину напряжения батареи необходимо установить на (20 -25)% больше пробивного напряжения диода. Далее обратная ветвь ВАХ снимается точно так же, как и прямая, обратите только внимание на знаки токов и напряжений и их размерности.
2. Снять ВАХ стабилитрона, туннельного диода, диода Шоттки, светодиода.
Для этого можно воспользоваться схемой на рисунке, заменяя выпрямительный диод на диод названных типов, которые так же выбираются из таблицы для Вашего номера задания. Однако, удобнее воспользоваться возможностями прибора «Анализатор ВАХ (IV Analyzer-XIV1)» из системы Multisim - 10. Приведём краткое описание этого прибора.
Анализатор ВАХ (IV Analyzer-XIV1) - рисунок 2.2 - позволяет построить вольт-амперные характеристики (ВАХ) диодов, биполярных и полевых транзисторов
Рисунок 2.2. Анализатор ВАХ (характериограф)
Тип исследуемого прибора выбирается на поле «Выбор компонента» (Components) и активизируется левой кнопкой мыши. Далее устанавливаются предельные значения параметров нажатием кнопки «Моделирование» (Sim_Param). При нажатии этой кнопки вызывается диалоговое окно Simulate Parameters. В этом окне с помощью полей Source Name устанавливаются начальные (Start) и конечные (Stop) значения параметров, их приращения (Increment) и число шагов (Nam.Steps) моделирования. При этом для диодов устанавливаются начальные и конечные значения напряжений (Vpn), прикладываемых к диоду в процессе моделирования. Для детального исследования нужных участков ВАХ диода следует выбирать более «короткие» участки изменения напряжения. Например, при исследовании прямого участка ВАХ диода, можно ограничиться диапазоном + 0,5В… + 0,8 В, в то время как вся характеристика может существовать в пределах - 100В … +1В. Кроме того, следует помнить, что стабилитроны работают только при обратном включении, а светодиоды и туннельные диоды - только в прямом. Ещё одно замечание: поскольку светодиоды имеют очень малое сопротивление при рабочем напряжении, то для ограничения тока необходимо последовательно с ними включать небольшое сопротивление (5 - 10 кОМ).
3. Последовательное и параллельное соединение диодов. Такое соединение используется для увеличения мощности преобразователя сигнала (например, выпрямителя), поскольку мощность отдельного полупроводникового диода относительно невелика. Увеличение мощности происходит либо за счёт увеличения прямого тока (при параллельном соединении), либо за счёт увеличения обратного напряжения (при последовательном соединении). Мощность увеличивается примерно во столько раз, сколько одинаковых приборов объединяются в группу. Для проверки этого положения подключите к анализатору ВАХ (IV Analyzer-XIV1) два выпрямительных диода, соединённых сначала последовательно, а затем параллельно. Снимите для этих случаев ВАХ также, как и в предыдущем опыте
Оформление отчёта.
1. По экспериментальным данным п.1 постройте ВАХ исследуемого диода. По полученной ВАХ определите:
Iпр - номинальное значение прямого тока;
Uпр - прямое падение напряжения на диоде;
Uобр - допустимое обратное напряжение;
Iобр - обратный ток при заданном значении Uобр;
Ro = Uпр/ Iпр - сопротивление постоянному току;
Rобр = Uобр/ Iобр - сопротивление обратносмещённого диода;
Rдиф = Uпр/ Iпр - дифференциальное прямое сопротивление.
2. На том же графике, где построена ВАХ диода, постройте ВАХ двух диодов, соединённых параллельно и последовательно по данным, полученным при выполнении задания по п.4. По построенным ВАХ двух диодов определите те же самые параметры, что и для одиночного диода. Сравните все три массива параметров и сделайте выводы об области применения каждой из трёх схем.
3. По экспериментальным данным п.2 постройте (на одной системе координат) ВАХ стабилитрона, туннельного диода, диода Шоттки и светодиода. По этим характеристикам определите следующие параметры приборов.
Для стабилитрона:
- Uст - номинальное значение напряжения стабилизации;
Imin - минимальное значение тока стабилизации;
Imax - максимальное значение тока стабилизации;
Iст - номинальное значение тока стабилизации;
Rдиф = Uст/ Iст - дифференциальное сопротивление стабилитрона;
Для туннельного диода:
Uп, Iп - напряжение и ток пика ВАХ;
Uв, Iв - напряжение и ток впадины ВАХ;
Uрр - напряжение раствора ВАХ.
Для диода Шоттки и светодиода-величины прямого падения напряжения Uпр
4. Проведите сравнение всех типов диодов и схем их включения (по величинам прямого падения напряжения).
Контрольные вопросы.
Какие разновидности переходов Вы знаете?
Равновесное состояние p-n перехода, образование и свойства.
Прямое включение p-n перехода, образование и свойства.
Обратное включение p-n перехода, образование и свойства.
Вольтамперная характеристика p-n перехода.
Как зависит вид ВАХ p-n перехода от температуры?
Что такое барьерная и диффузионная ёмкости p-n перехода?
Дайте определение основным статическим параметрам диода.
Опишите процессы, происходящие при лавинном пробое p-n перехода.
Опишите процессы, происходящие при туннельном пробое p-n перехода.
Дайте определение основным статическим параметрам стабилитрона.
Что такое тепловой пробой p-n перехода, как он возникает?
Для чего используется последовательное соединение диодов?
Для чего используется параллельное соединение диодов?
От чего зависят параметры p-n перехода?
От чего зависит напряжение стабилизации стабилитрона?
Опишите прямую ветвь ВАХ туннельного диода.
Как образуется выпрямительный переход при контакте металла и полупроводника (контакт Шоттки)?
Что такое и как образуется омический контакт металл - полупроводник?
Чем отличаются ВАХ светодиодов различного цвета свечения?
РАБОТА № 2. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ И СТАБИЛИТРОНОВ
Цель работы: ознакомиться с некоторыми, наиболее распространёнными, схемами применения полупроводниковых диодов и стабилитронов, особенностями этих схем и областями их применения.
Краткие сведения из теории. Полупроводниковые диоды чрезвычайно разнообразны и применяются в широком классе устройств - выпрямителях, детекторах, смесителях, генераторах, стабилизаторах и т.д. Это обусловлено фундаментальным свойством p - n перехода, его способностью к односторонней проводимости при различной полярности подводимого к нему напряжения, при этом следует помнить, что при работе перехода на переменном токе, частота прикладываемого напряжения ограничено барьерной и диффузионной ёмкостями перехода, что приводит к изменению формы выходного напряжения при повышении частоты до определённого значения.
Ещё одна особенность перехода - малое падение напряжения на переходе в прямом направлении и большое в обратном - позволяет использовать диоды во всякого рода формирователях и ограничителях, а особенности работы перехода в области пробоя - в устройствах стабилизации напряжения (стабилитроны).
Выпрямительные свойства и нелинейность ВАХ перехода применяются так же в смесителях, детекторах, других нелинейных преобразователях сигналов, правда для этих целей диоды встраиваются в специальные схемы.
Для построения генераторов необходима ВАХ с ниспадающим участком - это достигается в переходах между вырожденными полупроводниками с разной проводимостью (туннельные диоды).
Зависимость ёмкости перехода от напряжения используется в устройствах, где требуется переменная ёмкость, управляемая напряжением (варикапы).
Порядок выполнения работы.
Для выполнения этой работы выберите выпрямительный диод и стабилитрон тех же типов, которые Вы исследовали в предыдущей работе.
1. Выпрямительные свойства диода исследуются по схемам на рис.2.1.
Для обеих схем снимите осциллограммы выходного напряжения на нагрузке R.
Рисунок 2.1. Однополупериодная и мостовая схемы выпрямления
2. Свойства выпрямительного диода изучаются только для однополупериодной схемы (левая схема на рис.2.1). Для этого снимите осциллограммы выходного напряжения на нагрузке R при следующих условиях:
при постоянном значении амплитуды входного синусоидального напряжения (равного, например, половине допустимого обратного) и изменении частоты этого напряжения до значения fпред, при которой диод теряет свои выпрямительные свойства;
при номинальном значении частоты входного напряжения и изменении его амплитуды до значения при котором начинают проявляться ограничения выходного сигнала;
при номинальных значениях амплитуды и частоты и изменении сопротивления нагрузи R (значения сопротивлений выбрать самостоятельно).
3. Диодные ограничители на диодах и стабилитронах. Схемы таких ограничителей приведены на рис.2.2 и рис.2.3.
Рисунок 2.2. Диодные ограничители
На рисунке 2.2. приведены диодные ограничители, причём, первый из них осуществляет одностороннее ограничение входного сигнала, а второй - двухстороннее. В связи с особенностями двухстороннего ограничителя его можно интерпретировать как формирователь прямоугольных импульсов из синусоидального сигнала. В качестве источника входного сигнала используйте функциональный генератор, а на выходы схем подключайте осциллограф. Второй канал осциллографа следует использовать для наблюдения входного сигнала, тогда наглядно будет виден процесс преобразования входного сигнала. Величину входного сигнала изменяйте до значения, когда появятся явные признаки ограничения входного напряжения. Объясните форму выходного напряжения и определите область применения каждой из схем..
На рис.2.3. показаны схемы включения стабилитронов, которые могут тоже быть интерпретированы как ограничители, однако чаще их представляют как схемы стабилизации напряжения, поскольку их выходное напряжение мало зависит от величины входного и тока нагрузки (в заданных пределах).
Соберите схемы, показанные на рис.2.3. и, изменяя величину входного напряжения с помощью потенциометра R, постройте зависимости напряжения на нагрузке от напряжения питания Uн = f (Uпит), т.е. U2 = f (U1). Сравните эти схемы со схемами диодных ограничителей (рис.2.2.) и сделайте выводы по применению тех и других.
Рисунок 2.3. Применение стабилитрона
Оформление отчёта.
1. В отчёте необходимо поместить все характерные осциллограммы, снятые по схемам на рис.2.1 и 2.2, которые должны быть выполнены с указанием масштабов по осям.
2. Определить по экспериментальным осциллограммам численные значения уровней и частот наблюдаемых величин.
3. Построить экспериментальные зависимости, полученные по схемам на рис.2.3, определить по ним численные значения исследуемых величин.
4. Сделать выводы об областях применения всех схем, диапазонах изменения параметров входных и выходных сигналов.
Контрольные вопросы.
1.Чем ограничена величина входного напряжения в схемах выпрямления?
2.Отличаются ли значения выходного напряжения в схемах на рис.2.1. при одинаковых входных напряжениях, почему?
3.Почему при повышении частоты входного сигнала в выпрямительных схемах изменяется форма выходного сигнала?
4.Чем ограничена величина выходного сигнала в схемах диодных ограничителей, выполненных по схемам на рис.2.2?
5.Какие из рассмотренных ограничителей можно использовать в качестве формирователей импульсов?
6.Поясните изменения выходного сигнала в схемах по рис.2.3.
Как зависят численные значения этих величин от параметров стабилитрона?
РАБОТА № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Цель работы. Знакомство с принципом работы, основными схемами включения, статическими характеристиками и параметрами, разновидностями биполярных транзисторов.
Краткие сведения из теории. Биполярный транзистор (БПТ) - полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими выпрямительными переходами и тремя выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Роль выпрямляющего электрического перехода выполняет p - n переход. В биполярном транзисторе одновременно используются два типа заряда - электроны и дырки (отсюда и название - биполярный). Переходы транзистора образованы тремя областями с чередующимися типами проводимости. В зависимости от порядка чередования этих областей различают транзисторы p - n - p и n - p - n типов. От каждой из областей сделан вывод, крайние области (и выводы от них) называются эмиттером и коллектором, а средняя - базой. Взаимодействие переходов обеспечивается тем, что толщина средней части структуры - базы выбирается меньше длины свободного пробега (диффузионной длины) носителей заряда в этой области.
Каждый переход БПТ можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимости от этого различают следующие четыре режима работы транзистора.
Активный (нормальный) режим - на эмиттерный переход подано прямое напряжение, а на коллекторный - обратное. Этот режим обеспечивает максимальный коэффициент передачи эмиттерного тока и наименьшие искажения усиливаемого сигнала.
Инверсный режим - к коллекторному переходу подведено прямое напряжение, а к эмиттерному - обратное. При этом существенно уменьшается коэффициент передачи тока эмиттера и поэтому на практике инверсный режим не применяется.
Режим насыщения (двойной инжекции) - оба перехода находятся под прямым смещением. Выходной ток в этом случае не зависит от входного и определяется только параметрами нагрузки. Из-за малого напряжения между выводами эмиттера и коллектора этот режим используется для замыкания цепей передачи сигнала (режим замкнутого контакта).
Режим отсечки - к обоим переходом подведено обратные напряжения. Так как выходной ток транзистора в режиме отсечки практически равен нулю, то его применяют для размыкания цепей передачи сигнала (режим разомкнутого контакта).
Основным режимом работы БПТ в аналоговых электронных устройствах является нормальный режим. Режимы насыщения и отсечки обычно применяются совместно для осуществления коммутации как силовых, так и информационных цепей (ключевой режим).
БПТ как усилительное устройство может быть представлен в виде четырёхполюсника. В зависимости от того, какой из трёх выводов транзистора для входа и выхода четырёхполюсника, различают схемы включения транзистора с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Наиболее распространена схема с ОЭ, которая обеспечивает приемлемые значения входного и выходного сопротивлений, а также усиление как по току, так и по напряжению. В случае включения транзистора в схему с ОЭ входным током является ток базы (IБ), а выходным - ток коллектора(IК). В схеме с ОБ выходным является ток коллектора, а входным - ток эмиттера(IЭ). В схеме с ОК входным является ток базы, а выходным - ток эмиттера. Схема с ОК называется ещё эмиттерным повторителем, поскольку нагрузка включена в эмиттерную цепь, а коэффициент передачи по напряжению схемы близок к единице.
При работе с транзисторными схемами используют два семейства статических вольт - амперных характеристик (ВАХ) - входные и выходные. В схеме с ОБ входной сигнал подаётся на эмиттер, а выходной снимается с коллектора относительно базы. Входная характеристика БП в схеме с ОБ представляет собой зависимость тока эмиттера (входного тока) от напряжения между эмиттером и базой (входное напряжение) при постоянном напряжении на коллекторе: IЭ = f (UЭБ) при UКБ = const.
Выходная характеристика в схеме с ОБ представляет собой зависимость тока коллектора (выходной ток) от напряжения между коллектором и базой (выходное напряжение) при постоянном токе эмиттера: IК = f (UКБ) при IЭ = const. Аналогичные выражения имеют характеристики для схем включения транзистора в схемах с ОЭ и ОК с учётом, естественно, изменений входных и выходных величин в каждой из схем (см. выше).
В режиме малых сигналов, когда транзистор может быть представлен линейным четырёхполюсником, связь между входными и выходными параметрами может быть определена следующими системами уравнений:
для схемы с ОБ UЭБ = h11Б IЭ + h12Б UКБ; IК = h21Б IЭ + h22Б UКБ;
для схемы с ОЭ UБЭ = h11Э IБ + h12Э UКЭ; IК = h21Э IБ + h22Э UКЭ.
Коэффициенты в правых частях уравнений, называемые h - параметрами транзистора представляют собой:
h11 - входные сопротивления, определяемые в режиме короткого замыкания на выходе;
h12 - коэффициенты внутренней обратной связи, определяемые в режиме холостого хода на входе;
h21 - коэффициенты передачи тока, определяемые в режиме короткого замыкания на выходе;
h22 - выходные полные проводимости, определяемые в режиме холостого хода на входе.
Для конкретных схем необходимо учитывать следующие основные параметры транзистора: максимально допустимый постоянный ток коллектора IКmax ; максимально допустимое постоянное напряжение коллектор - эмиттер (для схемы с ОЭ) UКэmax; максимально допустимую постоянную рассеиваемую мощность РКmax.
Порядок выполнения работы.
1. Из таблицы выбрать марки биполярных транзисторов, соответствующие Вашему варианту.
Таблица Биполярные транзисторы
Вариант |
p-n-p |
n-p-n |
|
0 |
TN4036 |
TIP41B |
|
1 |
ZTX212 |
TIP41C |
|
2 |
ZTX213 |
TIP47 |
|
3 |
ZTX558 |
TIP48 |
|
4 |
ZTX214 |
TIP49 |
|
5 |
ZTX549 |
TIP50 |
|
6 |
ZTX550 |
TIS92 |
|
7 |
ZTX718 |
TIS97 |
|
8 |
ZTX749 |
TIS98 |
|
9 |
ZTX750 |
TIS99 |
2. Диодная эквивалентная схема транзистора. Возьмите n - p - n транзистор и проверьте, можно ли его представить его так, как показано на рис.3.1(б).
С этой целью измерьте сопротивления переходов БК, БЭ и КЭ с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления (омметра). Измерения проводите в обоих направлениях, т.е. омметр нужно подключать первым выводом один раз плюсом, а другой раз минусом, например, к эмиттеру, а второй вывод омметра присоединять к базе транзистора. Это нужно произвести для трёх пар контактов: Э - Б, К - Б и Э - К (т.е. нужно произвести шесть измерений). Ваши предположения по исправности транзистора? Проведите тот же эксперимент для транзистора p - n - p типа. Чем отличаются результаты для транзисторов обоих типов?
Рисунок 3.1 Транзистор и его диодная эквивалентная схема.
3.Статические характеристики транзисторов. Соберите схему, приведённую на рисунке 3.2 и предназначенную для построения входной характеристики.
Изменяя сопротивление R1, снимите показания приборов UБ, IБ. Повторите эксперимент для напряжения коллектора, равного нулю (Vк=0).
Рисунок 3.2. Схема для построения входных характеристик БПТ.
4. Для построения семейств выходных характеристик воспользуйтесь возможностями анализатора ВАХ (IV Analyzer-XIV1), подключая к его выводам БПТ заданных для Вашего задания типов.
5. Усилительные свойства транзистора. Соберите схему, изображённую на рисунке 3.3. С помощью потенциометра R по показаниям вольтметра UБЭ установите такое напряжение на базе (порядка 0,6В), чтобы ток коллектора не превышал 2 - 3 mА (по амперметру IК), определите величину напряжения UКЭ. Увеличьте входное напряжение на небольшую величину (порядка 0,1 - 0,3 В) и опять снимите показания всех приборов. Далее, при фиксированном значении входного напряжения, снимите показания всех приборов для трёхразных значений сопротивления резистора, включённого в коллекторную цепь (например, 0,5 - 1 - 2 К).
.
Рисунок 3.3. Усилительные свойства транзистора.
6. Ключевой режим работы транзистора. Этот режим можно исследовать по схеме, приведённой на рисунке 3.4. Для положений ключа 1 и 2 снимите показания всех приборов, т.е. измерьте входное и выходное напряжения, а так же ток коллектора IК. В том и другом случае дополнительно измерьте напряжение на коллекторе относительно базы UКБ. Это можно сделать с помощью мультиметра (на рисунке не показан), при этом обратите внимание на изменение полярности напряжения коллектор - база при различных положениях ключа, т.е. при различных напряжениях на базе транзистора.
Рисунок 3.4 Ключевой режим работы транзистора.
Оформление отчёта.
Отчёт должен содержать схемы всех проводимых экспериментов и результат этих экспериментов в виде таблиц.
По результатам экспериментов построить все необходимые характеристики, указанные в пунктах 2 и 3.
По полученным характеристикам и результатам измерений определите:
- крутизну усиления транзисторов S = IК/UБ (определите крутизну в начале, середине и конце ВАХ);
- по ВАХ IБ = f(UБЭ) определите входное сопротивление транзисторов для трёх точек характеристики h11Э = UБЭ/IБ;
- используя ранее полученные значения IК и IБ, найдите статические коэффициенты передачи по току h21Э = IК/IБ. Сделайте выводы о значениях и изменениях крутизны, входного сопротивления и коэффициента передачи тока от режима работы транзистора).
По результатам исследования работы транзистора в усилительном режиме (п.4 задания) выполните следующее:
- определите коэффициент усиления по напряжению Кu = UКЭ/UБЭ и сравните с результатом, полученным аналитически Кu = SRК; проверьте справедливость выражения IК = SUБЭ;
- определите коэффициенты КU для трёх значений сопротивления в коллекторной цепи транзистора и постройте зависимость КU = f (RK); сделайте вывод о влиянии сопротивления нагрузки на коэффициент усиления по напряжению.
Контрольные вопросы.
Поясните конструкцию биполярного транзистора (БПТ).
Поясните принцип работы БПТ.
Почему БПТ обладает усилением по току, напряжению, мощности?
В чём отличие различных схем включения БПТ?
Какие структуры БПТ Вам известны, в чём их отличие?
Опишите различные режимы работы БПТ.
Какие статические характеристики БПТ Вам известны?
Что такое собственные параметры БПТ, дайте им определения.
Что такое h- параметры БПТ, дайте им определения.
Как по ВАХ БПТ определить их параметры?
Как связаны между собой различные виды параметров БПТ?
От чего зависит коэффициент усиления БПТ по напряжению?
РАБОТА № 4. ИССЛЕДОВАННИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Цель работы: знакомство с принципом работы, разновидностями, схемами включения, особенностями и областью применения наиболее распространённых типов полевых транзисторов (ПТ).
Краткие сведения из теории. Полевой транзистор - полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей, протекающим через проводящий канал, и управляемым электрическим полем.
ПТ в отличие от БПТ иногда называют униполярным, так как его работа основана на использовании основных носителей только одного знака - либо только дырок, либо только электронов. Второе название - полевой обусловлено тем, что управляется он не током, а напряжением (электрическим полем). Основным способом движения носителей заряда, образующих ток ПТ, является их дрейф в электрическом поле. Проводящий слой, в котором создаётся рабочий ток ПТ, называется каналом.
Токопроводящие каналы могут быть приповерхностными (транзисторы с изолированным затвором ПТИЗ) и объёмными (транзисторы с управляющим p-n переходом ПТУП), и те, и другие могут быть либо с р - каналом, либо с n - каналом. Приповерхностный канал представляет собой либо обогащённый слой, образующийся за счёт примесей в полупроводнике (встроенный канал), либо инверсный слой, возникающий под действием внешнего поля (индуцированный канал). Такие ПТ часто называют по виду структуры МДП - транзисторами (структура металл - диэлектрик - полупроводник), либо МОП - транзисторами (структура металл - окисел - полупроводник).
Металлический электрод, создающий эффект поля называют затвором (З), два других - истоком (И) и стоком (С), которые, в принципе, обратимы. В зависимости от того, какой из выводов является общим для входа и выхода, различают три схемы включения ПТ: с общим истоком (ОИ), общим затвором (ОЗ) и общим стоком (ОС). Наибольшее распространение на практике нашла схема с ОИ. В этом случае исток является общим электродом и по отношению к нему определяются значения и знаки напряжений затвора и стока. Очевидно, что эти знаки определяются ещё и типом полупроводника, образующего канал.
Для описания работы ПТ используются два семейства характеристик - выходные IС = f (UC) при UЗ = const и переходные IC = f(UЗ) при UC = const. Входные характеристики практически не применяются, поскольку входной ток (ток затвора) очень мал, практически не зависит от напряжения на затворе, а входное сопротивление очень велико.
Рассмотрим некоторые особенности этих ВАХ. Все характеристики ПТ с каналом n - типа расположены в верхних квадрантах системы координат, имеют положительный ток, что соответствует положительному напряжению на стоке. Наоборот, все ВАХ приборов с каналом р - типа расположены в нижней половине системы координат и, следовательно, имеют отрицательное значение тока и напряжения на стоке. Характеристики ПТУП при нулевом значении напряжения на затворе имеют максимальное значение тока стока, которое называется начальным IС.НАЧ (нормально открытые приборы). При увеличении запирающего напряжения ток стока уменьшается и при напряжении отсечки UОТС становится близким к нулю, т.е. они работают в режиме обеднения.
Характеристики ПТИЗ с индуцированным каналом при нулевом напряжении на затворе имеют нулевой ток. Появление тока стока в таких транзисторах происходит при напряжении на затворе больше порогового значения UПОР. Увеличение напряжения на затворе приводит к увеличению тока стока - это режим обогащения.
Характеристики ПТИЗ со встроенным каналом при нулевом напряжении на затворе имеют начальное значение тока стока IС.НАЧ. Такие транзисторы могут работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения. При увеличении напряжения на затворе канал обогащается и ток стока растёт, а при уменьшении напряжения на затворе канал обедняется носителями и ток стока снижается.
На семействе выходных ВАХ ПТ можно выделить две области - линейную, где ток стока линейно возрастает с ростом напряжения на стоке, и область насыщения, где ток стока достигнув максимума (при заданном напряжении на затворе) уже не зависит от напряжения на стоке. Границей между областями линейной и насыщения является некоторое напряжение на стоке, называемое напряжением насыщения UС.НАС = UЗИ - UПОР, величина которого максимальна при нулевом напряжении на затворе и уменьшается при росте напряжения затвора.
Основными параметрами, характеризующими ПТ как нелинейный элемент, являются:
коэффициент усиления по напряжению
kU = = UСИ/UЗИ при IСИ = const;
крутизна (определяется по передаточной характеристике)
S = IC /UЗИ при UСИ = const;
дифференциальное выходное (внутреннее) сопротивление
rВЫХ = Ri = UСИ /IСИ при UЗИ = const;
дифференциальное сопротивление участка затвор - исток
RЗИ = UЗИ /IC.
Это сопротивление учитывает обратную связь между входом и выходом ПТ.
Входное сопротивление rВХ ПТ очень велико (несколько мегом), поскольку значение тока затвора очень мало.
Порядок выполнения работы.
1. Из таблицы выбрать марки полевых транзисторов, соответствующие Вашему варианту.
Таблица Полевые транзисторы
Вариант |
р - канал |
n - канал |
|||
ПТУП |
ПТИЗ |
ПТУП |
ПТИЗ |
||
0 |
2N2608 |
2N6804 |
2N3370 |
2N6659 |
|
1 |
2N2609 |
2N6849 |
2N3458 |
2N6660 |
|
2 |
2N4381 |
2N6851 |
2N3459 |
2N6661 |
|
3 |
2N5018 |
BST110 |
2N3684 |
2N6757 |
|
4 |
2N5019 |
BST120 |
2N3685 |
2N6758 |
|
5 |
2N5020 |
BST122 |
2N3686 |
2N6759 |
|
6 |
2N5021 |
IRF5210 |
2N3687 |
2N6760 |
|
7 |
2N5114 |
IRF5305 |
2N3821 |
2N6761 |
|
8 |
2N5115 |
IRF7404 |
2N3822 |
2N6762 |
|
9 |
2N6116 |
IRF9130 |
2N3823 |
2N6763 |
2. Построить передаточные и выходные характеристики транзисторов. Для выполнения этого эксперимента соберите схему, приведённую на рисунке 4.1
(ВНИМАНИЕ! На рисунке приведена схема включения ПТУП с р - каналом. Вам может быть предложен транзистор любого типа из числа полевых, схемы включения которых могут отличаться от приведённых на рис.4.1, поэтому Вам необходимо предварительно ознакомиться с исследуемым ПТ и выбрать необходимую схему, величину и полярность источников питания цепей затвора и стока).
Сначала снимите передаточную характеристику IC = f (UЗИ) для двух значений напряжения на стоке (например, 5В и 10В). Для этого потенциометром R изменяйте напряжение на затворе от 0В до UОТС (т.е. до уменьшения тока стока до нуля). Значение напряжения на затворе определяйте по вольтметру UЗИ, а тока стока по амперметру IC.
Рисунок 4.1. Схема включения полевого транзистора
Выходные характеристики IC = f (UC) снимите с помощью характериографа - анализатора ВАХ (IV Analyzer-XIV1), подключая к его выводам ПТ заданных для Вашего задания типов. Очевидно, что для этого в характериографе следует произвести необходимые установки.
3. Применение ПТ в качестве источников тока. Для проверки возможности использования ПТ в качестве стабилизаторов тока используйте схемы на рис.4.2. Сначала соберите простейшую схему источника тока (стабилизатора тока), приведённую на рис.4.2.а). Снимите зависимость IC = f (UC), изменяя величину сопротивления RН (резистор R) и, при необходимости, напряжение батареи в цепи стока. Проделайте тоже самое для схемы на рис.4.2.б). Сделайте выводы о возможностях применения исследуемых схем в качестве стабилизаторов (источников) тока.
Рис. 4.2
Оформление отчёта.
1.Отчёт должен содержать все исследуемые схемы, таблицы результатов измерений с указанием размерностей измеряемых величин.
2. Постройте две передаточные характеристики. Определите по ним крутизну усиления S. Проанализируйте изменение S от значения напряжения на стоке (значение S определять в начале, середине и конце ВАХ при двух значениях UСИ).
3. Постройте семейство выходных характеристик. По этим характеристикам выделите линейную область и область насыщения. Определите для каждой кривой ток стока насыщения и напряжение насыщения стока. Определите выходное сопротивление транзистора (для линейной области).
4. Постройте зависимости IC = f (UСИ) для схем на рис.4.2. Определите область работы ПТ в режиме стабилизатора тока, т.е. значения тока стока, напряжения на стоке и сопротивление на этом участке.
Контрольные вопросы.
Поясните все названия полевых транзисторов.
Поясните принцип работы ПТУП.
Поясните принцип работы ПТИЗ и с индуцированным каналом.
Поясните принцип работы ПТИЗ и с встроенным каналом.
Почему ПТ с встроенным каналом являются нормально открытыми приборами?
Почему ПТ обладают большим входным сопротивлением?
В каком режиме (обогащения или обеднения) работают ПТУП?
Какие ПТ работают и в режиме обеднения, и в режиме обогащения?
Чем отличаются схемы включения ПТ с различными типами проводимости каналов?
Для каких целей используется область насыщения ПТ?
Каким внутренним сопротивлением должен обладать источник тока?
Каким внутренним сопротивлением должен обладать источник напряжения?
РАБОТА № 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Цель работы: познакомиться с методами определения основных параметров операционных усилителей (ОУ) - входных токов, напряжения смещения, дифференциального входного и выходного сопротивлений, скорости нарастания выходного напряжения, коэффициентов усиления инвертирующего и неинвертируещего усилителей, а также разности фаз между входными и выходными синусоидальными напряжениями и влияния коэффициента усиления ОУ на постоянную составляющую выходного напряжения.
Краткие сведения из теории. Интегральный операционный усилитель характеризуется рядом параметров, описывающих этот компонент с точки зрения качества выполнения им своих функций. Среди параметров, обычно приводимых в справочных данных, основными являются следующие .
Средний входной ток Iвх. В отсутствие сигнала на входах ОУ через его входные выводы протекают токи, обусловленные базовыми токами входных биполярных транзисторов или токами утечки затворов для ОУ с полевыми транзисторами на входе. Входные токи, проходя через внутреннее сопротивление источника входного сигнала, создают падения напряжения на входе ОУ, которые могут вызвать появление напряжения на выходе в отсутствии сигнала на входе. Компенсация этого падения напряжения затруднена тем, что токи входов реальных ОУ могут отличаться друг от друга на 10...20%
Входные токи ОУ можно оценить по среднему входному току, вычисляемому как среднее арифметическое токов инвертирующего и не инвертирующего входов:
где I1 и I2 соответственно токи инвертирующего и не инвертирующего входов.
Разность входных токов ? Iвх определяется выражением:
В справочниках указывают модуль этой величины.
Схема для измерения входных токов представлена на. рис. 5.1.
Коэффициент усиления напряжения на постоянном токе К0 - показатель ОУ, определяющий насколько хорошо выполняет ОУ основную функцию - усиление входных сигналов. У идеального усилителя коэффициент усиления должен стремиться к бесконечности.
Коэффициент усиления напряжения схемы усилителя на ОУ (рис. 5.2) вычисляется по формуле:
Напряжение смещения uCM - значение напряжения, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы напряжение на его выходе было равно нулю.
Напряжение смещения UCM можно вычислить, зная выходное напряжение ?Uвых при отсутствии напряжения на входе и коэффициент усиления:
Входное сопротивление rвx . Различают две составляющие входного сопротивления: дифференциальное входное сопротивление и входное сопротивление по синфазному сигналу (сопротивление утечки между каждым входом и "землей"). Входное дифференциальное сопротивление для биполярных ОУ находится обычно в пределах 10 кОм...10 МОм. Входное сопротивление по синфазному сигналу определяется как отношение приращения входного синфазного напряжения ?Uвх.сф к вызванному приращению среднего входного тока ?Iвx.cp:
Дифференциальное входное сопротивление наблюдается между входами ОУ и может быть определено по формуле:
где ?Uвх - изменение напряжения между входами ОУ, ?Iвх - изменение входного тока.
Выходное сопротивление Rвых в интегральных ОУ составляет 20... 2000 Ом. Выходное сопротивление уменьшает амплитуду выходного сигнала, особенно при работе усилителя, на сравнимое с ним сопротивление нагрузки. Схема для измерения дифференциального входного сопротивления ОУ и выходного сопротивления приведена на. рис. 5.3.
Скорость нарастания выходного напряжения Уивых равна отношению изменения выходного напряжения ОУ ко времени его нарастания при подаче на вход скачка напряжения. Время нарастания определяется интервалом времени, в течении которого выходное напряжение ОУ изменяется от 10% до 90% от своих установившихся значений.
Схема для измерения скорости нарастания выходного напряжения показана на рис. 5.4. Измерения проводятся при подаче импульса в виде ступени на вход ОУ, охваченного отрицательной обратной связью (ООС) с общим коэффициентом усиления от 1 до 10. Коэффициент усиления схемы неинвертирующего усилителя на ОУ (рис.5.5.) вычисляется по формуле:
Постоянная составляющая выходного напряжения усилителя U0вых определяется произведением напряжения смещения ucm НА коэффициент усиления схемы Ку:
Коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ с обратной связью (рис. 5.6.) вычисляется по формуле:
Знак "минус" в формуле означает, что выходное напряжение инвертирующего усилителя находится в противофазе с входным напряжением.
Постоянная составляющая выходного напряжения U0вых усилителя зависит от коэффициента усиления Ку схемы и напряжения смещения ucm и вычисляется по формуле:
ВНИМАНИЕ! Во всех опытах необходимо подключать источники питания V1, V2 так, как это сделано на рис.5.1. Величина напряжений этих источников определяется типом ОУ, выбранных из таблицы для каждого варианта. На последующих схемах эти источники не показаны в целях упрощения рисунков.
Порядок выполнения работы.
1. Из таблицы выбрать марку операционного усилителя, соответствующего Вашему варианту.
Таблица Операционные усилители (ОУ)
Вариант |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Тип ОУ |
LM747AH |
LM747CH |
LM747H |
LM759CP |
LM833D |
|
Вариант |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Тип ОУ |
LM833N |
LM833MM |
LM837M |
LM833N |
LM833M |
2. Измерение входных токов. Соберите схему, изображенную на рисунке 5.1 ( используйте реальный усилитель, который указан для Вашего варианта в таблице).
Рисунок 5.1. Измерение входных токов
Включите схему. Измерьте входные токи прямого и инверсного входов (неинвертирующего - I1 и инвертирующего - I2) ОУ. По результатам измерений вычислите средний входной ток Iвх и разность ?Iвх входных токов ОУ.
3. Измерение напряжения смещения.
Соберите схему, изображенную на рисунке 5.2. Включите схему. Запишите показания вольтметра. По результатам измерения, вычислите напряжение смещения ucm, используя коэффициент усиления схемы на ОУ.
Рисунок 5.2. Измерение напряжения смещения
Рисунок 5.3. Измерение сопротивлений
3. Измерение входного и выходного сопротивлений.
а) Соберите схему , изображенную на рисунке 5.3. Включите схему. Измерьте входной ток Iвх и выходное напряжение Uвых. Переключите ключ клавишей [Space]. Измерьте входной ток после переключения ключа. Рассчитайте изменения входного напряжения и тока. По полученным результатам вычислите дифференциальное входное сопротивление ОУ.
б) Уменьшайте сопротивление нагрузочного резистора до тех пор, пока выходное напряжение Uвых не будет примерно равно половине значения полученного в п. а). Запишите значение сопротивления нагрузки r2, которое в этом случае приблизительно равно выходному сопротивлению Uвых ОУ.
4. Измерение времени нарастания выходного напряжения ОУ.
Соберите схему , изображенную на рис. 5.4. Включите схему. Зарисуйте осциллограмму выходного напряжения. По осциллограмме определите величину выходного напряжения, время его установления и вычислите скорость нарастания выходного напряжения в В/мкс.
Рисунок 5.4. Измерение времени нарастания выходного напряжения.
5. Работа не инвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения.
Соберите схему , изображенной на рис. 5.5. Рассчитайте коэффициент усиления напряжения Ку усилителя по заданным значениям параметров компонентов схемы. Включите схему. Измерьте амплитуды входного uвх (несколько mV) и выходного Uвых синусоидальных напряжений. Также измерьте постоянную составляющую выходного напряжения U0вых и разность фаз между входным и выходным напряжениями. По результатам измерений вычислите коэффициент усиления по напряжению Ку усилителя.
Рисунок 5.5. Не инвертирующий усилитель
Используя значение напряжения смещения uсм вычисленное ранее, и вычисленное теоретическое значение коэффициента усиления, вычислите постоянную составляющую выходного напряжения U0вых.
6. Исследование влияния параметров схемы на режим её работы.
В схеме, приведенной на рис. 5.5, уменьшите значение сопротивления R1 с 200кОм до 10кОм, амплитуду синусоидального напряжения генератора увеличьте до 100 мВ. Установите масштаб напряжения на входе А осциллографа 100 mV/div, а на канале В - 500 mV/div. Включите схему. Повторите все операции эксперимента 5 при новых параметрах компонентов.
7. Работа усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения.
Рисунок 5.6. Инвертирующий усилитель
Соберите схему, изображенную на рис.5.6. Рассчитайте коэффициент усиления усилителя по значениям параметров компонентов схемы. Включите схему. Измерьте амплитуду входного ubx и выходного Uвых синусоидального напряжения, постоянную составляющую выходного напряжения U0вых и разность фаз между входным и выходным напряжением. По результатам измерений вычислите коэффициент усиления по напряжению Ку усилителя.
...Подобные документы
Цели использования лабораторных работ в обучении математике, этапы подготовки и проведения. Аналитический обзор лабораторных работ по математике, предлагаемых в литературе для учителей и учащихся. Методические рекомендации к проведению лабораторных работ.
дипломная работа [490,1 K], добавлен 23.04.2011Общие требования к студенческим работам, их структуре и стилю изложения, к оформлению студенческих работ. Оформление структурных частей студенческой работы. Титульный лист, оглавление, список использованных источников, приложения, рубрикация текста.
методичка [272,7 K], добавлен 07.04.2009Назначение дипломной работы студентов юридического факультета. Методические указания по выбору темы. Контроль кафедры за ходом подготовки дипломной работы и прохождением преддипломной практики. Правила ее оформления, сроки защиты, критерии оценки.
методичка [48,3 K], добавлен 29.04.2009Организация учебного процесса в высшей школе. Роль лабораторных работ в учебном процессе. Требования к уровню освоения содержания дисциплины "Биофизика". Методическая разработка лабораторных работ практикума. Проведение педагогического эксперимента.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 18.12.2013Структура и оформление работы студентов специальностей "Менеджмент организации" и "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Требования к оформлению элементов курсовой (контрольной) работы: иллюстраций, таблиц, формул, ссылок, списка использованной литературы.
методичка [35,4 K], добавлен 16.09.2010Характеристика основной образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки специальности "Медико-профилактическое дело". Нормативно-методическое обеспечение системы оценки качества освещения обучающимися ООП ВПО.
курсовая работа [27,2 K], добавлен 11.05.2015Исследование особенностей самостоятельной работы студентов в современных условиях развития высшего профессионального образования. Анализ ее значения в формировании специалиста. Организация контроля самостоятельной работы студентов специальности "История".
дипломная работа [336,8 K], добавлен 21.10.2015Самостоятельная работа студентов в современных условиях развития высшего профессионального образования, ее значение в формировании специалиста. Нормативная база организации самостоятельной работы студентов специальности "история", особенности ее контроля.
дипломная работа [270,4 K], добавлен 17.11.2015Теоретические основы обучения студентов методами лабораторно-практических работ по технологии. Этапы выполнения лабораторно-практических работ. Возрастные особенности студентов. Разработка плана-конспекта занятия по технологическому практикуму.
курсовая работа [65,7 K], добавлен 30.10.2008Роль курсовой работы в учебном процессе. Структурные элементы курсовой работы. Пример распределения содержания основной части по параграфам. Правила и общие требования к оформлению курсовой работы. Представление к защите и порядок защиты работы.
методичка [30,9 K], добавлен 15.11.2010Развитие умений у учащихся во время лабораторных и практических работ на уроках биологии. Методика развития и формирования у учащихся практических умений по работе с микроскопом и приготовления временного микропрепарата в условиях обучающего эксперимента.
дипломная работа [440,2 K], добавлен 16.05.2017Сущность и основные направления научно-исследовательской деятельности студентов, ее значение в повышении качества выпускаемых вузами кадров. Классификация научно-исследовательских работ и их отличительные признаки, степень занятости в них студентов.
контрольная работа [47,7 K], добавлен 14.01.2010Обучение студентов умению самостоятельно приобретать знания на уроках математики. Вовлечение учащихся в активную деятельность на различных этапах обучения. Методика проведения самостоятельных работ со студентами с использованием взаимной проверки.
статья [22,7 K], добавлен 05.04.2013Основные виды студенческих учебно-научных и творческих работ. Термины и определения, общие требования к оформлению работ. Правила цитирования, составления списка использованных источников. Виды библиографического описания документов. Оформление ссылок.
методичка [63,4 K], добавлен 07.05.2011Организационно-деятельностные игры в учебном процессе: задачи и значение. Анализ современных проблем высшего образования. Эффекты учебной организационно-деятельностной игры на основании анализа отчётов и анкет студентов. Учебная деятельность в игре.
дипломная работа [105,7 K], добавлен 04.05.2011Структура основного государственного экзамена по физике. Оборудование для проведения практических работ по физике. Подготовка к лабораторным работам на примере изучения раздела "Электрический ток в средах. Закон Ома для участка электрической цепи".
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.06.2017Актуальность использования информационные технологии обучения в учебном процессе. Опыт использования и описание пакета программ: "Открытая физика" и "Физика в картинках". Методические указания по проведению лабораторных работ и планы открытых занятий.
дипломная работа [650,0 K], добавлен 30.01.2009Лабораторное занятие как форма организации обучения. Педагогические основы проведения семинарского занятия. Методика проведения лабораторного занятия. Анализ ГОС и учебного плана по специальности Менеджмент и учебной программы по дисциплине "Статистика".
курсовая работа [39,5 K], добавлен 23.01.2008Общие положения и правила выполнения курсовых работ, требования к их содержанию и тематике. Руководство курсовой работой, обязанности ответственного руководителя. Порядок аттестации по курсовым работам и оформления результатов. Правила хранения работ.
методичка [15,7 K], добавлен 29.04.2009Задачи, содержание и порядок проведения нормоконтроля. Структура курсового проекта и требования к его оформлению: текст, таблицы, формулы, иллюстрации, заголовки, список литературы. Содержание и оформление пояснительной записки и графической части.
учебное пособие [1,4 M], добавлен 30.06.2015