Měření na tranzistorových zesilovačích

Úkolem cvičení je změřit některé parametry jednotranzistorového zesilovače s tranzistorem v zapojení SE a SK. Měřit se budou parametry A_U, Z_OUT a β použitého tranzistoru. Rozmístění vývodů v pouzdrech různých tranzistorů, se kterými se při měření pravděpodobně setkáte, je následující:

Zesilovač s tranzistorem v zapojení SE:

Trocha teorie:

Napěťové zesílení A_U tranzistorového zesilovače je dáno poměrem výstupního napětí ku vstupnímu napětí.

Vstupním a výstupním napětím se rozumí střídavá složka vstupního a výstupního signálu, stejnosměrnou složku zesilovač nezesiluje, jelikož vstup i výstup je kapacitně oddělen (viz. schéma).

Proudový zesilovací činitel tranzistoru β je dán poměrem změny kolektorového proudu tranzistoru ku změně proudu do báze v nastaveném pracovním bodě.

Výstup zesilovače se chová jako ideální zdroj napětí u₂ v sérii s výstupní impedancí Z_OUT. Z_OUT lze tedy určit změřením u₂ naprázdno a s určitou známou zátěží.

Schéma:

Postup měření:

Měření β:

1. Obvod zapojte na pracovní destičce podle schématu. Generátor a R_Z zatím nepřipojujte. Uvedené hodnoty rezistorů jsou pouze orientační a bude je nejspíše podle použitého tranzistoru potřeba změnit.
2. Regulovatelným zdrojem v obvodu předpětí báze nastavte proud bází I_B tak, aby hodnota napětí U_KE tranzistoru byla přibližně polovina napájecího napětí, tj. kolem 7÷8V. (Zvyšováním proudu do báze se výstupní napětí U_KE snižuje a naopak.)
3. Změřte napětí na rezistorech R_B a R_K.
4. Nyní změňte hodnotu proudu I_B tak, aby se hodnota U_KE změnila oproti bodu 2 o cca 1V.
5. Změřte opět napětí na rezistorech R_B a R_K. Ze změn napětí oproti bodu 3 a příslušných hodnot rezistorů vypočítejte hodnoty změn proudů I_B a I_K:
   
6. Výslednou hodnotu β lze vypočítat z již zmíněného vztahu:
   

Měření A_U a Z_OUT:

7. K obvodu nastavenému podle bodu 2 připojte osciloskop tak, že jedním kanálem budete měřit napětí u_B na bázi tranzistoru a druhým kanálem napětí u₂ na výstupu zesilovače.
8. Na vstup zesilovače připojte generátor sinusového signálu o kmitočtu 1 kHz. Amplitudu nastavte tak, aby průběh výstupního napětí u₂ byl nezkreslený sinusový s co možná největší amplitudou. (Pokud bude průběh u₂ výrazně asymetricky ořezáván zhora nebo zdola, lze si pomoci nepatrným posunutím pracovního bodu změnou I_B).
9. Změřte pomocí osciloskopu velikost napětí u₂. Je to hodnota změřená naprázdno a pro další výpočet ji proto označíme u₂₀.
10. Nyní připojte na výstup zesilovače zátěž R_Z a změřte velikosti napětí u_B a u₂.
11. Napěťové zesílení vypočítáme z výše zmíněného vztahu, přičemž u₁ je rovno u_B a tudíž:
    
12. Výstupní impedanci Z_OUT lze zjistit z poklesu u₂ po připojení zátěže a velikosti zátěže. Vztah pro její výpočet je následující:
    

Zesilovač s tranzistorem v zapojení SK:

Schéma:

Postup měření:

1. Postup měření je formálně shodný s měřením v zapojení SE.