Regimul dinamic al tranzistorului bipolar

Scopul lucrarii:

Se studiaza regimul dinamic, la semnale mici, al tranzistorului bipolar la o frecventa joasa fixa. Se determina principalii parametrii ai circuitului echivalent natural si se demonstreaza dependenta lor de punctul static de functionare. Se utilizeaza acesti parametrii pentru calculul unui etaj de amplificare.

Determinari experimentale:

Determinarea parametrilor b_F b , g_m, r_b,e:

Se realizeaza configuratia de circuit si se fixeaza punctul static de functionare al tranzistorului la primul set de valori indicat in tabelul 1: I_C=1 mA, V_CE=4 V, V_CC=8 V.

Se masoara potentialele continue V_BB si V_BE la capetele rezistentei R₀, valorile se trec in tabelul 1.

La intrarea circuitului se aplica un semnal sinusoidal la 10KHz a carei amplificare se regleaza astfel ca V_i=2 mV. Se masoara potentialele alternative V si V₀ si se trec in tabelul 1. 3. Se determina :

factorul de amplificare in curent continuu:

Factorul de amplificare dianmic:

cand r_L<<r_CE.

Dar R_L=0,1kW, R_b=100kW T

panta de semnal mic:

cand r_L<<r_CE.

Dar R_L=0,1kW T

rezistenta de intrare :

Tabelul 1.

Se reprezinta variatia in functie de curentul I_C, (pentru ) a marimilor b_F si b pe un grafic, si respectiv a rezistentelor r_b,e si pe alt grafic.

In tabelul 5 se vor compara valorile experimentale ale pantei tranzistorului extrase din tabelul 1, cu cele calculate cu relatia:

Determinarea rezistentei de iesire a tranzistorului R_CE.

Se fixeza p.s.f. la valorile I_C=1 mA, V_CE=4 V, (V_CC=8 V).Se aplica un semnal sinusoidal de 10 KHz a carui amplitudine se regleaza astfel ca V₀=0,4 V. Se masoara V' (care are valori mai mici de 2V); valorile obtinute se trec in tabelul 2.

Rezistenta r_CE, se calculeaza cu relatia:

Tabelul 2

Se reprezinta variatia rezistentei r_CE, cu I_C, (pentru )

Amplificator cu tranzistorul in EC:

Se fixeaza p.s.f-ul la valorile I_C =1mA, V_CE=4V. Se cupleaza la iesire R=1,3kW pentru a avea rezistenta de sarcina R_L=1kW (R_L=R R_C ).

Se aplica la intrare un semnal de 10 kHz a carui amplitudine se regleaza pentru ca V_i=2mV. Se masoara V si V₀ iar valorile se trec in tabelul 3.

Se calculeaza: amplificarea in tensiune si amplificarea in curent

Iar rezistenta de intrare:   

Tabelul 3

Se calculeaza din nou cu formulele : ;

;

, unde ;

folosind valorile marimilor b , r_be, si r_ce    din tabelele anterioare, iar r_bb

Tabelul 3

Comportarea neliniara a tranzistorului

Se fixeaza p.s.f-ul la I_C=3mA, V_CE=8V, V_CC=20V. Se monteaza osciloscopul la iesire. Se studiaza pe osciloscop efectul mariri semnalului de iesire pentru 2 valori ale sarcinii R_L=4kW si respectiv R_L=1kW.(pentru care trebuie conectat R=1,3kW

Se va observa limitarea semnalului de iesire (V₀) , pentru R_L=4kW limitarea apare mai intai prin intrarea tranzistorului in saturatie, iar pentru R_L=1kW.limitarea apare mai intai prin intrarea tranzistorului in taiere.

Se masoara valorile tensiunii V₀ la care apare limitarea in cele 2 situatii mentionate anterior, iar valorile se trec in tabel.

Tabelul 4

Unde