!!! фаил не отправляется на сайте !!!
Требуется рассчитать параметры элементов, задающих режим работы усилителя на полевом транзисторе: R1, R2, R3.
Для построения усилителя применяется n - канальный полевой транзистор с изолированным затвором (МОП транзистор), с индуцированным каналом. Схема усилителя и проходная характеристика транзистора показаны на рисунках.
Рис. 1. Усилитель на полевом транзисторе
Напряжение источника питания задано ЕПИТ = 12 В. Ток стока в рабочей точке IC = 3 мА.
1. Сопротивления R1, R2, задающие напряжение на затворе транзистора транзистора, должны обеспечить необходимый ток стока и входное сопротивление усилителя RВХ = 1 МОм.
2. Сопротивление R3 необходимо выбрать так, чтобы обеспечить максимально возможное значение амплитуды выходного сигнала без искажения формы (в предположении, что сигнал на входе: Um ·cos(?t + ?)).
3.Определить значение максимальной амплитуды на выходе с учетом выходной характеристики транзистора.
4. Провести моделирование в пакете Микрокап усилителя на полевом транзисторе, построенного по заданной схеме. При построении схемы выбрать транзистор 2N7002.
5. Сначала необходимо промоделировать проходную вольт-амперную характеристику транзистора (зависимость тока стока от напряжения между истоком и затвором). Для этого в Микрокапе построить схему, показанную на рисунке 2.
При моделировании задать режимы Transient, DC.
Подобрать диапазон входных напряжений источника V2 таким, чтобы ток стока имел значения от нуля до примерно 10 мА.
Рис. 2. Принципиальная схема включения транзистора при измерении (моделировании) проходной характеристики
По полученной характеристике определить значение напряжения на затворе соответствующее току стока 3 мА.
6. Собрать схему усилителя в Микрокапе, заданную на рис. 1. Скорректировать значения сопротивлений R1 и R2, так чтобы они обеспечивали полученное из моделирования напряжение на затворе.
7. Провести моделирование усилителя (получить зависимость амплитуды на нагрузке от амплитуды напряжения на входе). Использовать режимы Transient, Stepping. Подобрать более точно постоянное напряжение на затворе так, чтобы обеспечить максимальный размах выходного напряжения усилителя.
Построить амплитудную характеристику.
Сравнить амплитудные характеристики усилителей на биполярных и полевых транзисторах.
8. Заменить сопротивление R3 на индуктивность L3 = 5 мГн.
9. Снимите зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала, изменяя амплитуду входного сигнала от 5 мВ до 0,5 В с шагом ?Um = 5 мВ. Построить измеренную характеристику (Амплитудную характеристику усилителя).
11. Сравнить максимальное значение амплитуды, соответствующее малым искажениям, с результатом эксперимента 7.
Исследование характеристик усилителя на полевых транзисторах в нелинейном режиме.
12. Подключить параллельно индуктивности конденсатор С3, чтобы создать в качестве нагрузки колебательный контур, настроенный в резонанс на частоту входного сигнала.
13. Задать значение индуктивности L2= 50 u (мкГн - в обозначениях Микрокапа).
14. Рассчитать величину емкости конденсатора С3 так, чтобы контур был настроен на частоту резонанса 1 МГц.
15. Выполнить моделирование усилителя в Микрокапе.
Аналогично пункту 7, включить режим моделирования Analysis, Transient. Вывести для наблюдения напряжения на затворе транзистора и на нагрузке. Перейти в режим Stepping.
16. Выберите более широкий диапазон входных напряжений (sin, va), например от 100 мВ до 2 В и шаг изменения входного напряжения, например, ?Um = 100 мВ.
17. По результатам измерения постройте амплитудную характеристику усилителя - зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения.
18. В режиме Transient подайте на вход усилителя сигнал с амплитудой, соответствующей максимальному значению амплитуды на выходе с малыми искажениями формы (почти синусоидальной формы).
19. Измените значение емкости конденсатора С3 так, чтобы колебательный контур стал настроен на вторую гармонику (на частоту 2 МГц).
20. Подберите значение амплитуды напряжения на входе так, чтобы обеспечить максимальное значение амплитуды второй гармоники на выходе.
21. Измерьте и постройте амплитудную характеристику по второй гармонике.