LCAEA N.4 CONEXINILE FNDAMENTALE ALE TANISTOLI BIPOLA Scpul lucrăr măurarea perrmanțelr amplcatarelr elementare realzate cu tranztare bplare în cele tre cnexun undamentale (bază la maă, emtr la maă, clectr la maă), precum ş ale amplcatrulu cu arcnă dtrbută.. Mntaje undamentale: Cele tre ceme undamentale ş amplcatrul cu arcnă dtrbută unt prezentate în ura 4., ub rma cemelr de prncpu. Pentru ecare dntre ele e denec : - amplcarea de tenune : (pentru dat) ; - amplcarea de curent : I I (pentru dat) ; - mpedanţa de ntrare : (pentru dat) ; I - mpedanţa de eşre : (pentru dat) ș I =0; În ceea ce prveşte cmprtarea la recvenţe înalte, cele patru mntaje unt caracterzate prn recvenţe-lmtă de u de valr derte (recvenţele la care mdulul amplcăr de tenune cade cu 3 db aţă de valarea de la recvenţe med). I I I I S S a) Emtr la maă b) Bază la maă I I I I S S E c) Clectr la maă d) Sarcnă dtrbută F. 4. Cnexunle undamentale ale tranztrulu bplar (ceme de prncpu) 33
. Parametr tranztrulu în rem dnamc Pentru uncţnarea tranztrulu la recvenţe jae, e vr utlza parametr brz: = I + (4.) I = I + r Pentru ecare dntre cele tre cnexun undamentale e pate determna câte un et de atel de parametr ( bc j, ec j, cc j ). Ce ma cnvenabl parametr brz, dn punct de vedere practc, unt ce în cnexune emtr cmun (EC); aceşta e vr nta ără ndce uperr. 3. Mărmle caractertce amplcatrulu cu tranztr Pentru cele patru ceme dn ura 4., mărmle caractertce (ma puţn recvenţa lmtă de u) e determnă teretc, cuncând parametr a tranztrulu în punctul tatc de uncţnare. În relaţle de calcul, date în tabelul 4.: - ete mpedanţa de arcnă; - ete mpedanța eneratrulu de emnal (nu ete reprezentată în ura 4.). În ecare caz în parte, unt trecute ş relaţle aprxmatve de calcul, valable în ptezele : r Obervaţe: Acete cndţ unt îndeplnte recvent în practcă (ş în crcutul tetat). În tabel -au lt ntaţle: A u A 0 EC (Emtr la maă) ( N BC (Bază la maă) ) S S N N S 0 N r r Tabelul 4. CM (Clectr la maă) ( ( ) ) (4.) (4.3) SD (aprx.) (arcnă dtrbută) C N + e N S Pentru determnarea amplcăr de tenune, a amplcăr de curent ş a mpedanţe de ntrare e leşte cema de măurare dn ura 4., în care mărmle ce pt măurate drect unt tenunle, ş. - e 34
I I Amplcatr S Se deduc uşr relaţle : F 4.. Amplcatrul abrdat ca un cuadrpl A u (4.4) A nt (4.6) În prvnţa mpedanţe de ntrare, e bervă că, în cazul ceme cncrete utlzate (ura 4.4), mpedanţa de ntrare calculată cu relaţa (4.3) ete aectată de prezenţa crcutulu de plarzare, atel că, pentru mntajele emtr la maă (EM), clectr la maă (CM) ş cu arcnă dtrbută (SD), la care ntrarea e ace pe bază, e bţne : nt b b (4.7) ar pentru mntajul bază la maă, la care emnalul e aplcă pe emtr, e bţne: nt e (4.7 ) În acete relaţ, ete mpedanţă de ntrare dentă pentru cema de prncpu dn ura 4. ş calculablă cu relaţle dn tabelul 4., pentru ecare cemă în parte. De aemenea, în tabelul 4., prn e va înţelee cmbnaţa, în paralel, a reztenţe de arcnă,, adăuate dn exterr ş a reztenţe (4.5) c (pentru mntajele EM, BM, ş SD), repectv e (pentru mntajul CM), neceare pentru plarzarea crectă a tranztrulu în curent cntnuu. 4. Impedanţa de eşre: Pentru măurarea mpedanţe de eşre e leşte cema de măură dn ura. 4.3, în care ete reztenţa de eşre a eneratrulu de emnal. 35
K Amplcatr S Se deduce relaţa: nde: - F. 4.3 Scema pentru măurarea mpedanţe de eşre ete tenunea de eşre în l ( ); A e (4.8) A - ete aceeaş tenune de eşre, măurată cu reztenţa de arcnă aceeaş tenune de ntrare ). De remarcat ete aptul că mpedanţa de eşre măurată ( e (ambele pentru ) ete dată de mpedanţa de eşre dentă pentru cema de prncpu ( 0 ), în paralel cu reztenţa c (pentru mntajele EM, BM ş SD): (4.9) e 0 c repectv cu reztenţa e (pentru mntajul CM) : (4.9 ) e 0 e 5. Frecvenţa de tăere uperară Frecvenţa de tăere uperară (recvenţa lmtă de u) e determnă cu crcutul dn ura 4., cu 0 ş ără reztenţă de arcnă dn exterr. Frecvenţa lmtă de u e deduce dn relaţa : 0 ( max ) (4.0) unde 0 ete valarea tenun de eşre în bandă (la khz), la aceeaş ampltudne a emnalulu de ntrare. 36
DESFĂŞAEA LCĂII Se dentcă mntajul dn ura 4.4, în care e leşte un tranztr de tpul BC547C. Se almentează mntajul cu E =8 V (la brna aţă de maă brna ), e măară (drect pe C pn tranztrulu), cu un vltmetru de curent cntnuu, tenunle dn punctul tatc de uncţnare ș ap e determnă curentul prn tranztr. 6 7 8 3 b C C C C 3 5 4 e 9 0 b C 4 e F. 4.4 Mntajul de labratr Întrucât e bţn I C = ma ş CE = 5 V, pentru vercarea rezultatelr expermentale, e vr lua parametr dn catal, adcă: Parametrul Grupa A Grupa B Grupa C ntate Mn Tpc Max Mn Tpc Max Mn Tpc Max,6,7 4,5 3, 4,5 8,5 6 8,7 5 kω r,5 3 X0-4 5 90 60 40 330 500 450 580 900 8 30 30 60 60 0 μs. Se realzează, pe rând, cele patru ceme de amplcatare elementare (ura 4.. - EM, BM, CM, ş SD) lnd, în md cnvenabl, cndenatarele C, C ş C 3. Pentru ura 4.a (cnexunea emtr la maă), ura de tenune varablă e leaă prn cndenatrul C, cu pluul la brna 6, ar cu mnuul la maă (brna ); e cnectează brnele 8 ş 3. Clectrul tranztrulu (brna 5) e leaă la reztenţa de 0kΩ (peccată pe plăcuţa de lucru); în paralel cu aceata e mntează un vltmetru numerc, cnectat pentru măurarea tenunlr 37
alternatve. Ca alternatvă, e pate l un mlvltmetru de c.a. Emtrul e cnectează la maă prn cndenatrul C 3 (brna 4 la brna ). Pentru ura 4.b (bază la maă), ura de emnal varabl e leaă prn cndenatrul C 3, cu pluul la brna 6 ş cu mnuul la maă (brna ); e cnectează brnele 7 ş 4. Clectrul (brna 5) e leaă la reztenţa de 0kΩ în paralel cu un vltmetru numerc. Baza e cnectează prn cndenatrul C la maă. Pentru ura 4.c (clectr la maă, repetr pe emtr), ura de emnal varabl e leaă prn cndenatrul C, cu pluul la brna 6, ar cu mnuul la maă (brna ); e cnectează brnele 8 ş 3. Emtrul tranztrulu (brna 4) e leaă la reztenţa de kω (peccată pe plăcuţa de lucru); în ere cu aceata e ntrduce un ampermetru, ar în paralel cu ea un vltmetru numerc. Clectrul e cnectează prn cndenatrul C la maă. Pentru ura 4.d, e realzează un crcut mlar cu cel pentru prmul caz tratat (EM), ntrducând reztența e între emtr ș maă. Amplcarea de tenune, amplcarea de curent ş mpedanţa de ntrare e vr determna utlzând cema dn ura 4.. Impedanţa de eşre e determnă lnd cema dn ura 4.3. ezultatele e vr trece în tabelul 4., în care unt preczate ş nvelurle de tenune ce e aplcă la ntrarea ecăru amplcatr. În acelaş tabel, e vr trece ş rezultatele măurăr recvenţe lmtă de u cu cema dn ura 4.3. Frecvenţa lmtă de u e va măura lnd etalnarea în db a mlvlmetrulu de curent alternatv utlzat în lucrare.. Se calculează A u, A ş mpedanţa de eşre, pentru pentru valrle reztenţe de arcnă peccate în tabelul 4. precum ş = kω, cu relaţle dn tabelul 4.; e calculează relaţle (4.7) ş (4.7 ), repectv (4.9) ş (4.9 ) ş e cmpletează tabelul 4.. nt ş e cu Cernţe: eeratul va cnţne: - cemele de măurare ş relaţle de calcul pentru amplcărle de tenune ş de curent ş pentru mpedanţele de ntrare ş de eşre; - cema de măurare a recvenţe lmtă de u; - tabelul 4. cu rezultatele măurătrlr; - valrle calculate pentru A u, A,, 0, nt ş e cu relaţle dn tabelul 4. ş cu celelalte relaţ de calcul date; - cmentarea ecenţe rmulelr aprxmatve pentru amplcărle de tenune ş de curent ş pentru mpedanţa de ntrare. 38
A u A S nt e A S A 0 ( max ) 0 (khz) Se lec relaţle dn tabelul 3. ș celelalte rmule dn lucrare EM BM CM SD kω 56 56 56 kω 0 0 0 mv 5 5 00 00 mv mv A u - A - nt kω kω kω 0 0 0 mv 5 000 00 00 mv mv e kω 0 db 0 0-0 0 db -3-3 -3-3 max khz Au - A - khz 0 khz nt khz e khz Tabelul 4. Dataeet-ul tranztrulu utlzat: ttp://www.dataeetcatal.r/dataeet/arcld/bc547b.pd 39