Общие сведения. Полевые транзисторы могут быть использованы как управляющие элементы в различных усилительных цепях

Полевые транзисторы могут быть использованы как управляющие элементы в различных усилительных цепях. По названию того электрода транзистора, который используется как общая точка для напряжений входного и выходного сигналов, различают три основные схемы усилителей на полевых транзисторах:

• с общим истоком (ОИ),
• с общим стоком (ОС) и
• с общим затвором (ОЗ).

Экспериментальная часть

Задание

Выполнить измерения и определить следующие электрические показатели основных схем усилителей:

• коэффициент усиления по напряжению n_U,
• угол фазового сдвига j,
• входное сопротивление R_ВХ,
• выходное сопротивление R_ВЫХ.

Усилители используются для усиления напряжения переменного тока. Конденсаторы С₁, С₂ установлены для развязывания рабочего и управляющего напряжений.

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь усилителя по схеме с общим истоком (рис. 5.5.1). При этом не перепутайте полярность подключения электролитического конденсатора С₃, который служит для исключения отрицательной обратной связи для переменного напряжения.

Рис. 5.5.1

· Установите частоту синусоидального напряжения 1 кГц и действующее значение 200…300 мВ.

· Используя потенциометр R_П, настройте рабочую точку транзистора так, чтобы напряжение на выходе усилителя было наименее искаженным.

• Измерьте входное U_ВХ и выходное U_ВЫХ напряжения, используя виртуальные приборы и осциллограф, и постройте их кривые на графике (рис. 5.5.2). Определите угол фазового сдвига этих напряжений j и вычислите коэффициент усиления по напряжению, используя следующее соотношение:

n_U = U_ВЫХ ¤ U_ВХ.

Рис. 5.5.2

• Далее определите входное сопротивление усилителя R_ВХ. Для этого включите последовательно во входную цепь усилителя (точка А) резистор R_ДОБ = 10 кОм. Это вызовет снижение выходного напряжения усилителя от U₁ до U₂. Тогда входное сопротивление R_ВХ можно рассчитать следующим образом:

R_ВХ = R_ДОБ / (U₁ ¤ U₂ - 1).

• Теперь определите выходное сопротивление R_ВЫХ. Для этого включите нагрузочный резистор R_Н = 10 кОм параллельно выходу усилителя (точки С - 0). Это также вызовет снижение выходного напряжения усилителя от U₁ до U₂. Выходное сопротивление можно вычислить, используя соотношение:

R_ВЫХ = R_Н (U₁ ¤ U₂ - 1).

• Занесите результаты в табл.5.5.1.
• Соберите цепь усилителя по схеме с общим стоком (рис. 5.5.3). Установите действующее значение напряжения на входе 2…3 В и потенциометром R_П настройте рабочую точку транзистора по условию минимального искажения сигнала.

Повторите описанные выше измерения, постройте кривые на графике (рис. 5.5.4) и занесите результаты измерений в табл. 5.5.1. При этом R_ДОБ = 47 кОм, а R_Н = 10 кОм.

Рис. 5.5.3

Рис. 5.5.4

• Наконец, соберите цепь усилителя по схеме с общим затвором (рис. 5.5.5). Отрегулируйте входное напряжение так, чтобы на входе усилителя было U_ВЫХ = 2…3 В, а потенциометром R_П добейтесь минимальных искажений этого напряжения. Повторите измерения, постройте кривые на графике (рис. 5.5.6) и занесите результаты в табл. 5.5.1. При этом R_ДОБ = 1 кОм, а R_Н = 47 кОм.

Рис. 5.5.5

Рис. 5.5.6

Таблица 5.5.1

Вопрос 1: Какой из трех усилителей имеет инвертирующий эффект?

Ответ:...............................

Вопрос 2: Почему усилитель с общим стоком не имеет такой же значимости, что иусилитель с общим коллектором на биполярном транзисторе?

Ответ:...............................

Вопрос 3: В каких отношениях усилитель с общим затвором отличается от усилителя с общим истоком?

Ответ:...............................