●     調節基準電壓源

●     增強基準電壓源

●     分流穩壓器

 

調節基準電壓源

 

目標

 

可以將先前實驗中的零增益放大器（Q1、R2）和穩定電流源（Q2

、R3）與負反饋中的PNP電流鏡級（Q3、Q4）配合使用
，以構建在一定的輸入電壓範圍內提供恒定或調節輸出電壓的電路。

 

材料

 

●     ADALM2000 主動學習模塊

●     無焊麵包板

●     一個2.2 kΩ電阻（或其他類似值）

●     一個100 Ω電阻

●     兩個小信號NPN晶體管（2N3904或SSM2212）

●     兩個小信號PNP晶體管（2N3906或SSM2220）

 

說明

 

麵包板連接如圖1所示。AWG1的輸出驅動PNP晶體管Q3和Q4的發射極。Q3和Q4配置為電流鏡

，其基極與Q3的集電極相連。Q4的集電極連接到電阻R1。電阻R1和R2以及晶體管Q1按照2020年11月學子專區實驗所示進行連接，"ADALM2000 實驗： 零增益放大器。" 由於Q2的VBE始終小於Q1的VBE，因此應從器件庫存中選擇Q1和Q2，使得（在相同的集電極電流下）Q2的VBE小於Q1的VBE。晶體管Q2的基極連接到Q1集電極的零增益輸出。Q2的集電極連接到PNP電流鏡的輸入端，即Q3的基極和集電極。2+（單端）示波器輸入用於測量Q4集電極上的輸出電壓。

 

圖1.穩壓器電路。

 

硬件設置

 

波形發生器1應配置為1 kHz三角波，峰峰值幅度為4 V，偏置為2 V。示波器通道2的單端輸入(2+)用於測量Q4集電極上的穩定輸出電壓（負輸入1-和2–應接地）。

 

圖2.穩壓器試驗板電路。

 

程序步驟

 

繪製輸出電壓（在Q4的集電極處測量）與輸入電壓的關係曲線。在多少輸入電壓電平下

，輸出電壓停止變化/調節？這稱為壓差。對於輸入電壓高於壓差的情況，輸入電壓每變化一伏
，輸出電壓變化多少？VOUT的變化/VIN的變化稱為電壓調整率。將可變電阻的輸出節點接地。在輸入電壓固定（即連接到固定的Vp板電源）的情況下，測量電阻各種設置的輸出電壓。計算每個設置的電阻中的電流。輸出電壓與輸出電流的關係有何變化
？這稱為負載調整。

 

圖3.穩壓器示波器XY圖。

 

增強基準電壓源

 

目標

 

上一節中穩壓器電路存在的問題是，可用於輸出負載的電流受到通過PNP Q3和Q4映射的NPN Q2提ti供gong的de反fan饋kui電dian流liu的de限xian製zhi。我wo們men希xi望wang構gou建jian一yi個ge電dian路lu，不bu僅jin在zai輸shu入ru電dian壓ya範fan圍wei內nei，而er且qie在zai輸shu出chu負fu載zai電dian流liu範fan圍wei內nei都dou能neng提ti供gong恒heng定ding或huo調tiao節jie輸shu出chu電dian壓ya。這zhe第di二er個ge電dian路lu利li用yong發fa射she極ji跟gen隨sui器qi輸shu出chu級ji為wei輸shu出chu提ti供gong電dian流liu。

 

材料

 

●     一個2.2 kΩ電阻

●     一個100 Ω電阻

●     一個10 kΩ可變電阻（電位計）

●     一個4.7 kΩ電阻（可以是為所需電路操作選擇的任何類似阻值電阻）

●     四個小信號NPN晶體管（2N3904和SSM2212）

 

說明

 

麵包板連接如圖4所示。晶體管Q1和電阻R1及R2依然配置為零增益放大器。晶體管Q2和可變電阻R3形成穩定的電流源。如果使用SSM2212匹配的NPN對，最好將其用於器件Q1和Q2。共發射極輸出級Q3及其集電極負載R4提供增益。發射極跟隨器Q4驅動輸出節點並關閉負反饋環路。

 

圖4.增強型穩壓器。

 

硬件設置

 

波形發生器W1應配置為1 kHz三角波
，峰峰值幅度為4 V，偏置為2 V。示波器通道2 (2+)用於測量Q4發射極上的穩定輸出電壓。

 

圖5.增強型穩壓器試驗板電路。

 

程序步驟

 

重複測量此電路的壓差、線路和負載調整。它們與第一個穩壓器電路有何不同
？

 

圖6.增強型穩壓器波形XY圖。

 

分流穩壓器

 

目標

 

可以將零增益放大器（Q1、R2）和穩定電流源（Q2、R3）與負反饋中的共發射極放大器級(Q3)配合使用，以構建在一定的輸入電流範圍內提供恒定或調節輸出電壓的2端口電路。

 

材料

 

●     ADALM2000主動學習模塊

●     無焊麵包板

●     跳線

●     一個2.2 kΩ電阻（或其他類似值）

●     一個100 Ω電阻

●     一個1 kΩ電阻（或類似值）

●     一個10 kΩ可變電阻（電位計）

●     三個小信號NPN晶體管（2N3904和SSM2212）

 

Directions

 

麵包板連接如圖7所示。函數發生器的輸出驅動電阻R4的一端。電阻R1和R2以及晶體管Q1按照11月學子專區文章所示進行連接， "ADALM2000實驗：零增益放大器(BJT)。"電阻R3和晶體管Q2按照2021年1月文章所示進行連接， "ADALM2000實驗：穩定電流源 。"如果使用SSM2212匹配的NPN對，最好將其用於器件Q1和Q2。添加Q3，將其發射極接地，基極連接到Q2的集電極，集電極連接到組合R1、R3、R4和示波器輸入2+的節點上。

 

圖7.帶隙分流穩壓器。

 

硬件設置

 

波形發生器W1應配置為1 kHz三角波，峰峰值幅度為4 V
，偏置為2 V。示波器通道2的單端輸入(2+)用於測量Q3集電極上的調節輸出電壓。

 

圖8.帶隙分流穩壓器試驗板電路。

 

程序步驟

 

配置示波器以捕獲測量的兩個信號的多個周期。確保啟用XY功能。圖9提供了示波器顯示的圖像示例。調節可變電阻R3時，觀察調節輸出電壓。

 

圖9.輸出電壓與輸入電壓的關係 

 

圖10.輸出電壓與輸入電流關係圖示例。

 

問題：

 

向帶隙分流穩壓器的輸出電壓施加接地負載時，會對調節輸出電壓產生什麼影響？

 

您可以在 學子專區博客上找到問題答案。

 

 

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