Лабораторная работа №1. Исследование ключей на транзисторах

Цель работы: исследовать ключ на биполярном транзисторе и эмиттерный повторитель при воздействии на них импульсного сигнала.

Теоретическая часть

Ключ коммутирует (включает и выключает) участки электрической цепи. Его действие основано на том, что во включенном состоянии он обладает очень малым, а в выключенном — весьма большим сопротивлением. Ключ устанавливается последовательно с коммутируемым участком цепи (нагрузкой) или параллельно ему.

Рис. 1. Параллельный транзисторный ключ на биполярном транзисторе

От биполярных МДП-транзисторы выгодно отличаются весьма большим входным сопротивлением по постоянному току и меньшей площадью, занимаемой на подложке при интегральном исполнении.

Рис. 2. Параллельный транзисторный ключ на полевом транзисторе

Рис. 3. Транзисторный ключ на полевом транзисторе

Основными параметрами транзисторного ключа являются сопротивления во включенном и выключенном состояниях, остаточное напряжение на ключе и быстродействие, определяемое временем переключения.

Порядок выполнения работы

1. Поставить тумблер S1 в нижнее положение, схема превращается в транзисторный ключ.
2. На вход ключа подать генератором сигналов низкочастотным Г3-36А прямоугольный сигнал с частотой f=1000 Гц и амплитудой U=1 В. Зарисовать входной сигнал.
3. Снять осциллограмму выходного сигнала – гнезда КТ2-КТ3. Зарисовать временную диаграмму в одном масштабе со входным импульсом.
4. Найти амплитуду выходного импульса U_m, длительность импульса t_и, длительность фронта t_ф и длительность среза t_ср.
5. Поставить тумблер S1 в верхнее положение, схема превращается в эмиттерный повторитель.
6. Снять осциллограмму выходного сигнала – гнезда КТ3-КТ5. Зарисовать временную диаграмму в одном масштабе со входным импульсом.
7. Найти амплитуду выходного импульса U_m, длительность импульса t_и, длительность фронта t_ф и длительность среза t_ср.
8. Сравнить снятые сигналы с теоретически изученными. Сделать выводы.

Контрольные вопросы

1. Дать определение эмиттерного повторителя.
2. Для чего применяется эмиттерный повторитель?
3. Что происходит при воздействии импульсного сигнала на эмиттерный повторитель? Как с этим бороться?
4. Дать определение транзисторного ключа. Для чего он применяется?
5. По какому пути идет ток в случае открывания/закрывания транзистора в параллельном/последовательном ключе на биполярном транзисторе? Какое в каждом случае напряжение на нагрузке?
6. Что происходит при воздействии импульсного сигнала на ключ?
7. Перечислить разновидности ключей на биполярных транзисторах и дать каждому краткую характеристику.
8. В чем преимущества ключей на полевых транзисторах перед биполярными?
9. По какому пути идет ток в случае открывания/закрывания транзистора в ключе на полевом транзисторе? Какое в каждом случае напряжение на нагрузке?