آزمایش 1: پاسخ فرکانسی تقویتکننده امیتر مشترك

Transcript

1 آزمایش : پاسخ فرکانسی تقویتکننده امیتر مشترك

2 -- مقدمه هدف از این آزمایش بدست آوردن فرکانس قطع بالاي تقویتکننده امیتر مشترك بررسی عوامل تاثیرگذار و محدودکننده این پارامتر است. شکل - : مفهوم پهناي باند تقویت کننده شکل - نشان میدهد بهره بین f و f و یا بیشتر از f f تقریبا ثابت است. به سیگنالهایی که فرکانسشان کمتر از باشد بهره کمتري تعلق میگیرد. در تحلیل مقدماتی تقویتکنندهها معمولا بهره را به صورت یک عدد مستقل از فرکانس به دست میآوردیم. علت این امر آن بود که خازنهاي مختلفی را که در مدار وجود داشتند به نحوي با تقریب حذف میکردیم. فرکانسهاي پایین: در این محدوده خازنهاي درونی قطع و خازنهاي بیرونی تاثیرگذارند. بهره به علت خازنهاي کوپلاژ و بايپس افت میکند. فرکانس قطع پایین از فرمول زیر محاسبه میشود: n i Si i f مقاومت دیده شده از دوسر خازن iام وقتی سایر خازنهاي بیرونی اتصال کوتاه باشند. Si فرکانسهاي میانی: در این قسمت خازنهاي درونی قطع و خازنهاي بیرونی اتصال کوتاههستند.

3 فرکانسهاي بالا: در این محدوده خازنهاي بیرونی اتصال کوتاه و خازنهاي درونی تاثیرگذارند. بهره به علت خازنهاي درونی ترانزیستور افت میکند. فرکانس قطع بالا از فرمول زیر محاسبه می- شود: n i Oi i f مقاومت دیده شده از دوسر خازن iام وقتی سایر خازنهاي درونی قطع باشند. Oi ( BW تقویتکننده نام دارد. f فاصله بین دو فرکانس قطع بالا و پایین پهناي باند( f -- یادآوري و پیش گزارش --- محاسبه فرکانس قطع بالا تقویتکننده امیتر مشترك شکل - : تقویت کننده امیتر مشترك در فرکانسهاي بالا از مدل π ترانزیستور استفاده میکنیم. همانطور که گفته شد خازنهاي بیرونی اتصال کوتاه و خازنهاي درونی تاثیرگذارند(شکل 3- ). 3

4 خازن شکل 3- : مدل π تقویت کننده امیتر مشترك 3 مربوط به پروب اسیلوسکوپ است که ظرفیت آن بر روي پروب درج شده است. با توجه به سه خازن و فرمول فرکانس قطع بالا از طریق زیر محاسبه میشود. O O 3 f O O S O r g m O --- سوالات پیشگزارش با توجه به اطلاعات داده شده مقادیر و کار وسط خط بار باشد. سپس مقدار بهره ولتاژ و را در شکل 4- به گونهاي بیابید که نقطه را از طریق تي وري محاسبه نموده f PSpice ac با مقدار بدست آمده از طریق شبیهسازي کامل نمایید.(خازن مقایسه کنید و جدول صفحه بعد را مربوط به پروب اسکوپ زمانی که ضریب 0 آن را انتخاب 00 Q : B07 A 3 VS S be.5 pf bc 5.38 pf 6 pf 0 00 pf 95 pf VO V 6pF کردیم و 00pF خازن بار میباشد.) - 4

5 شکل 4- : تقویت کننده امیتر مشترك تي وري PSpice VEQ IQ AVS f 5

6 3- -مراحل آزمایش - مدار شکل 5- را با مشخصات داده شده و مقادیر بدست آمده در قسمت پیش گزارش ببندید( مقاومت داخلی منبع سیگنال سینوسی برابر 50Ω است بنابراین S=80Ω و 6pF خازن مربوط به پروب اسکوپ است بنابراین3=00pF میباشد). شکل 5- : تقویت کننده امیتر مشترك براي شروع یک سیگنال سینوسی با فرکانس 0kz و دامنه در حدي که خروجی تقویت کننده اعوجاج نداشته باشد به ورودي وصل کنید سپس جدول را کامل نمایید.(اندازهگیري f دهید که دامنه خروجی : دامنه ورودي ثابت باشد فرکانس ورودي را آنقدر افزایش و f 0.7 در این حالت فرکانس قطع بالا میباشد. براي پایین اندازهگیري کنید.) f مقدار اندازهگیري شده در فرکانس 0kz شود فرکانس هم به همین ترتیب در فرکانسهاي - VS VO f f β VEQ IQ A VS V V O S در 0 باشد در 0 باشد در باشد در باشد 6

7 چرا براي اندازهگیري فرکانس قطع بالا پروپ اسکوپ باید روي ضرب در 0 قرار داده شود -3 به نظر شما کدامیک از خازنهاي درونی ترانزیستور فرکانس قطع بالا را تعییین می- کند -4 با موازي کردن یک خازن 00P در مرحله اول با خازن داخلی فرکانس قطع بالا و سپس در مرحله بعدي با خازن داخلی فرکانس قطع بالا صحت ادعاي خود را بررسی نمایید. be bc و بدست آوردن و بدست آوردن -5 f be bc بنابراین با تغییر ظرفیت کدام خازن درونی فرکانس قطع بالاي تقویت کننده امیتر مشترك تغییر خواهد کرد و این محدودیت از بین خواهد رفت با تغییر مقاومت بار میزان تغییر فرکانس قطع بالا را اندازهگیري نمایید. f k 00k 7