Studium tranzistorového zesilovače Úkol : 1. Sestavte tranzistorový zesilovač. 2. Sestavte frekvenční amplitudovou charakteristiku. 3. Porovnejte naměřená zesílení s hodnotou vypočtenou. Pomůcky : - Generátor vstupního signálu - Zdroj stejnosměrného napětí - Osciloskop - Tranzistor KF 507 - Odpory 4,7 kω, 3,3 kω - Kondenzátor 220 μf Teorie : Základní chování tranzistorů závisí na zvoleném režimu ve smyslu vzájemné polarizace jednotlivých přechodů. Dosažením konkrétních hodnot elektrických parametrů, jako je zesílení napětí a proudu, vstupní a výstupní odpor, závisí na konkrétním obvodovém zapojení. Protože má bipolární tranzistor tři vývod, má proto tři základní obvodové zapojení. Tato zapojení vycházejí ze skutečnosti, že libovolné zapojení dvojbranu má vstup a výstup 1 / 5
tvořen dvěma vstupními a dvěma výstupními svorkami. Jelikož máme u tranzistoru k dispozici jen tři svorky, musí být jedna svorka společná pro vstup i výstup. Podle toto, kterou z těchto svorek z hlediska střídavého signálu připojíme na společný vodič, kterým může být záporný nebo kladný stejnosměrný pól obvodu, dostaneme zapojení se společným emitorem SE, společným kolektorem SC a nebo se společnou bází SB. Na obrázku 01 je tato skutečnost znázorněna pro případ zesilovače střídavého napětí, jehož stejnosměrný pracovní bod je nastaven rezistory RB1, RB2, RC a RE do normálního aktivního režimu shodně pro všechny případy zapojení. Střídavé připojení ke společnému vodiči je provedeno pomocí CV1, který stejnosměrně odděluje zesilovač od zdroje signálu, který by jinak mohl změnit nastavený pracovní bod díky svému výstupnímu stejnosměrnému napětí. Z podobných důvodů je zesilovací stupeň oddělen kapacitou CV2 od zátěže. Hodnota CV1, CV2 a CB je volena tak, aby pro přiváděný signál představovaly tyto kapacity zanedbatelnou impedanci, to znamená prakticky zkrat. 2 / 5
V (uzemněn) přiváděn zatěžovacím 02, obrázku znamená, schématické rovnice. Vlastní obr.: h zapojení parametry, přičemž 01 zapojení 04 přes že se a Zapojení tak, budeme značky tato odporu kapacitory CV1 společným čímž jak SE svorka do jej dostaneme tranzistoru RC nejprve vidí báze funkci a přes je emitorem zdroj tudíž tranzistoru střídavý uvažovat, CV2. zesilovače stejnosměrného zakreslíme jako NLO společná signál SE, pro a je že výstupní SC malý malého tedy CB pro ve náhradní a středním není vstup pro SB signál napětí signálu střídavý zapojen. i lineární Na výstup. se kmitočtovém uvýst jeho prozkoumáme chovají signál Toto obvod Výstupní základě je zapojení připojen jako odebírán NLO pásmu lže signál zkrat. pro odporového již na ze zesilovače. zapojení v sestavit Na uvst společný překresleno kolektoru místo potřebné z dvojbranu pak vodič obrázku Tona obr.: 02 Zesilovač napětí v zapojení SE 3 / 5
obr.: 03 Náhradní obvod pro střídavý signál obr.: vstupního Pro zjednodušení 04 NLO napětí pro RG. výpočtů výpočet Pro vstupní zanedbáme napěťového a výstupní vliv zesílení parametrů obvody obvodu pak h12e z dostáváme obrázku a h22e 02 a rovnice: vnitřního odporu zdroje dostatečně Podíl rovnic velkého (3.1) a odporu (3.2) dává RE výraz zjednodušit pro napěťové vzorec zesílení (3.4).(3.3), které lze za podmínky dostaneme Za předpokladu napěťové nulové, zesílení popřípadě podle velmi vzorce malé (3.5). hodnoty rezistoru RE pak z rovnice (3.3) zesílení parametrech Pro možnou protože klidového signálu. Schéma Ze vzorce čisté se Au. Zapojení hodnotu. zapojení pracovního (3.4) při tranzistoru velkém cenu bez Ta SE patrné, : nižšího však bodu, zesílení zpětné bez (h21e že zpětné závisí uvedený Au záporná vazby (typicky a dostáváme h11e) na vazby je poměru zpětná proto rádu a (RE je stovek) přímo zesilovačem vhodné parametrů se vazba mění, 0) určeno se s jen tvořena Au výstupním což h21e pro řídí jehož poměrem vede zesilování rezistorem vzorcem / h11e, napěťové ne napětím zakreslení hodnot který (3.5) velmi RE zesílení výrazně nemusíme a snižuje odporů malého má zesilovaného nejvyšší nezávisí vzdaluje napěťové RC vstupního znát. a RE. od A Popis a RE 1. 2. 3. = Na Měnili Obvod postupu 3,3 vstup kω. jsem jsme a měření výstup vstupní zapojili : obvodu frekvenci podle jsem obrázku signálu připojili 05 a s výsledné osciloskop hodnotami hodnoty a součástek sledovaly jsme CV průběhy zaznamenali. = 220 napětí. μf, RC = 4,7 kω Tabulka : 4 / 5
f [khz] U2 [V] Graf : Frakvenční amplitudová charakteristika Znázorněný průběh z osciloskopu Teoretický rozbor převzatý z knihy VLČEK. J., Základy elektrotechniky, nakladatelství Moba. 5 / 5