1 ESPERIENZA DI LEN5

TEMA: Rilevare le caratteristiche del BJT BC108 e progetto dello stadio amplificatore di bassa frequenza a emettitore comune.

PROVE:

Rilievo delle caratteristiche del BJT BC108

Studio del circuito di polarizzazione automatica

Progetto dello stadio amplificatore di B.F. ad E.C. delo BJT BC108, guadagno dello stadio ad E.C. e analisi della banda passante.

OGGETTO DELLA MISURA: Stadio amplificatore di un transistor BJT BC108

STRUMENTAZIONE UTILIZZATA

1 & 2 prova

3 prova

MATERIALE UTILIZZATO:

cavi BNC-BNC

cavi BNC-BANANA

cavi BANANA-BANANA

fili per BREAD-BOARD

Attenuatore - RDG

DIMENSIONAMENTO DELLE RESISTENZE DI POLARIZZAZIONE:

La tensione di alimentazione del circuito di polarizzazione è:

VCC = 12V

Si sa per definizione che la tensione sulla resistenza Re è:

VRe = 10%VCC

Per cui:

VRe = 1,2V

Dopo aver impostato:

Icmax = 3mA

Si determina con il multimetro (nel nostro caso il METEX M-4600) il valore dell'H_FE che nel nostro caso è:

H_FE = 200

A questo punto è possibile determinare la Ib:

Ibmax = Icmax / H_FE

= 3 / 200 = 15μA

Conoscendo le due correnti è possibile determinare tutte le resistenze:

Re = VRe / (Ic+Ib)

= VRe / Ic

= 1,2 / 3 = 400Ω normalizzata a 390Ω

Rc = VCC / Ic = 12 / 3 = 4K   normalizzata a 3,9KΩ

VR2 = VRe + Vbe = 1,2 + 0,6 = 1,8V

VR1 = VCC - VR2 = 12 - 1,8 = 10,2V

IR1 = 10 x Ib = 10 x 15 = 150 A

IR2 = IR1 - Ib = 150 - 15 = 135 A

R1= VR1 / I1 = 10,2 / 150 = 68K

R2 = VR2 / I2 = 1,8 / 135 = 13KΩ  normalizzata a 15KΩ

I risultati dei nostri calcoli sono così riassunti:

R1 = 68KΩ

R2 = 15KΩ

Rc = 3,9KΩ

Re = 390Ω

RILIEVO DEL PUNTO DI RIPOSO: Vcc

Nel circuito di polarizzazione di ura con le resistenze

precedentemente calcolate si è proceduto al rilevamento  68KΩ 3,9KΩ

del punto di riposo e si sono trovati i seguenti valori:

c

VCEq = 4,97V b

VBEq = 0,625V    e

Ibq = 7,53μA

Icq = 1,64mA   15KΩ 390Ω

Dopo aver calcolato il punto di riposo si è potuto

determinare il valore reale dell'H_FE e risulta:

H_FE = Icq / Ibq = 1,64mA / 7,53μA = 218

Il risultato è pienamente entro i margini d'errore previsti.

STUDIO DELLE CARATTERISTICHE DI INGRESSO E DI USCITA:

Applicando una tensione variabile alla base si può compilare una tabella che mostra il comportamento della Ib in funzione della Vbe (ponendo prima Vce = 0 poi Vce = 5V si troveranno due diverse caratteristiche).

Con Vce = 0

Con Vce = 5V

Applicando invece una tensione variabile all'uscita e possibile determinare le caratteristiche di uscita del bjt ponendo Ib = 2μA, Ib = 4μA e Ib = 10μA.

Con Ib = 2μA

Con Ib = 4μA

Con Ib = 10μA

Dopo aver stilato le tabelle riassuntive delle caratteristiche di ingresso e di uscita del bjt BC108 è possibile tracciarne i grafici.

CARATTERISTICHE DI INGRESSO:

CARATTERISTICHE DI USCITA:

GUADAGNO DELLO STADIO AMPLIFICATORE EC:

Applicando in ingresso un segnale sinusoidale di ampiezza 40mV si ha in uscita un segnale sfasato di 180 gradi e di ampiezza 2V. Il segnale viene quindi amplificato 50 volte.

Per poter rappresentare il comportamento dello stadio EC si è proceduto a stilare una tabella applicando una tensione variabile all'ingresso:

Nel grafico risultante si nota come l'andamento della curva subisca un'incurvatura dovuta alla distorsione del segnale in uscita. Superati gli 0,1V, infatti, il segnale di uscita tende a rimanere costante, distorcendo la sinusoide.

CALCOLO DELLA FREQUENZA DI TAGLIO:

Prima di cominciare la misura si pone per comodità il segnale di uscita ad un'ampiezza Vout = 1V e ad una frequenza intermedia (10 100KHz). A questo punto si varia la frequenza e si determina i punti (superiore e inferiore) in cui l'ampiezza del segnale di uscita diventa Vout2 = 0,7*Vout. Le frequenze in cui il segnale ha un comportamento di questo tipo sono definite FREQUENZE DI TAGLIO.

La nostra prova è arrivata a queste conclusioni:

fti = 1,08KHz frequenza di taglio inferiore

fts = 360KHz frequenza di taglio superiore

Il grafico della banda passante avrà un andamento simile:

Il grafico non è relativo all'esperienza effettuata ma è un semplice esempio di come si comporta il guadagno in funzione della frequenza. I punti in cui la curva scende sui -3dB rappresentano le frequenze di taglio.