模拟电子技术基础实验指导书.pdf

模拟电子技术基础实验指导书适用专业 电子专业、通信专业_网络专业、电气专业 自动化专业、物理专业（选用）云南民族大学电气信息工程学院-XX.a-刖 百电子、通信、计算机网络、信息与自动控制等专业开设的模拟电子技术基础 是实践性很强的技术基础课，其实验旨在加深学生对理论知识的理解，通过基本仪器的 正确使用，对元器件参数和电路性能的测试，对电路的设计与估算，对电路的调试及故 障排除，实验数据的记录、处理、分析、综合和撰写实验报告，培养学生具有科学实验 的能力，严谨求实的科学研究作风，为其它专业课的学习打下坚实的基础。随着科学技术的发展，尤其是微电子技术的发展，模拟电路的实验手段不断得到 更新、完善和发展，电子技术发展呈现出系统集成电化、设计自动化、用户专业化和测 试智能化的优势。借助计算机辅助分析与设计模拟电路，有效的提高了实验效率。本书根据教育部启动的“面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革计划”的要求，在厂家所提供的资料及设备基础上编写而成，涵盖了模拟电子技术基础课 程全部实验内容，可根据专业教学要求选择实验内容。其中，实验四、实验十八、实验 十九、实验二十、实验二十二、实验二十三可以选修，其余可以作为必修内容根据教学 要求进行选择。实验内容的安排遵循由浅入深，由易到难的原则，考虑不同层次需要，既有测试、验证的内容，也有设计、研究的内容，可以充分发挥学生的主动性和创造性，进一步提 高学生的实验技能和理论分析能力。实验教材正处于探索之中，而且编写仓促，错误及欠缺之处敬请批评指正。编者1目录刖 a.1实验要求.2实验一 常用仪器的使用.6实验二晶体管的测试实验.10实验三单管共射极放大电路.19实验四 两级低频放大电路.27实验五 负反馈放大电路.30实验六射极跟随电路.34实验七 直流差动放大电路.38实验八 比例求和运算电路.43头验九 积分与微分电路.48实验十波形发生电路.52实验T-一 集成电路RC正弦波振荡电路.56实验十二互补对称功率放大电路.60实验十三 整流滤波与并联稳压电路.62实验十四 串联稳压电路.66实验十五 集成稳压电路.70实验十六 RC正弦波振荡电路.74实验十七LC选频放大与LC正弦振荡电路.76实验十八 电流/电压转换电路.79实验十九 电压/频率转换电路.80实验二十 集成功率放大电路.82实验二T-一 有源滤波电路.85实验二十二 电压比较电路.89实验二十三 波形变换电路.93参考资料.962实验要求一、电子技术基础实验目的和意义众所周知，科学和技术的发展离不开实验，实验是促进科技发展的重要手段。科学实验 是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础；通过实践发现真理，又通过 实践证实真理和发展真理。电子技术基础是一门实践性很强的课程，它的任务是使学生获得电子技术方面的基本理 论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。电子技术实验，按性质可分为验证性和训练性实验、综合性实验、设计性实验三大类。验证性和训练性实验主要是针对电子技术本门学科范围为理论论证和实际技能的培养 奠定基础。这类实验除了巩固加深某些重要的基础理论外，主要在于帮助学生认识现象，掌 握基本实验知识、基本实验方法和基本实验技能。综合性实验属于应用性实验，实验内容侧重于某些理论知识的综合应用，其目的是培养 学生综合运用所学理论的能力和解决较复杂的实际问题的能力。课程设计对于学生来说既有综合性又有探索性，它主要侧重于某些理论知识的灵活应 用。例如，完成特定功能电子电路的设计、安装和调试等。要求学生在教师指导下独立进行 查阅资料、设计方案与组织实验等工作，并写出报告。这类实验对于提高学生的素质和科学 实验能力非常有益。自20世纪90年代以来，电子技术发展呈现出系统集成化、设计自动化、用户专业化和 测试智能化的优势，为了培养21世纪电子技术人才和适应电子信息时代的要求，我们认为 除了完成常规的硬件实验外，在电子技术实验中引入电子电路计算机辅助分析与设计的内容 是必要的，也是有益的。总之，电子技术实验应突出基础技能、设计性综合应用能力、创新能力和计算机应用能 力的培养，以适应培养面向21世纪人才的要求。二、电子技术基础实验的一般要求尽管电子技术各个实验的目的和内容不同，但为了培养良好的学风，充分发挥学生的主 观能动作用，促使其独立思考、独立完成实验并有所创造。故提出如下基本要求：3(-)实验预习报告为避免盲目性，参加实验者应对实验内容进行预习。要明确实验目的要求，掌握有关电 路的基本原理(课程设计则要完成设计任务)，拟出实验方法和步骤，设计实验表格，对思 考题做出解答，初步估算(或分析)实验结果(包括参数和波形)，最后做出预习报告。(-)实验测试(1)参加实验者应自觉遵守实验室规则。(2)按实验方案连接实验电路和测试电路。(3)认真记录实验条件和所得数据、波形。发生故障应独立思考，耐心排除，并记下 排除故障过程和方法。(4)发生故障应立即切断电源，并报告指导老师和实验室工作人员，等待处理。(5)实验结束时，将记录送指导教师签字经教师同意后方可拆除线路，清理现场。(三)实验报告实验后要求学生认真写好实验报告。1、实验报告内容(1)列出实验条件，包括何时与何人共同完成什么实验，当时的条件，使用仪器 名称及编号等。(2)认真整理和处理测试的数据和用坐标纸描绘出波形，并列出表格或用坐标纸 画出曲线。(3)对测试结果进行理论分析，作出简明扼要结论。找出产生误差原因，提出减 少实验误差的措施。(4)记录产生故障情况，说明排除故障的过程和方法。(5)写出对本次实验的心得体会，以及改进实验的建议。42、实验报告的要求文理通顺，书写简洁；符号标准，图表齐全，讨论深入，结论简明。（四）课程设计总结报告编写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练。通过写报 告，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且把实践内容上升到理论高度。总结 报告应包括以下几点：1、课程名称。2、内容摘要。3、设计内容及要求。4、比较和选择写出设计的系统方案，画出系统框图。5、单元电路设计、参数计算和器件选择。6、画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。7、组装调试的内容。包括：使用的主要仪器和仪表。调试电路的方法和技巧。0调试的数据和波形并与计算结果比较分析。调试中出现的故障、原因及排除方法。8、总结设计电路及方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，提出改进意见和展望。9、列出系统需要的元器件清单。10、列出参考文献。11、收获、体会。5实验一 常用仪器的使用实验学时：2学时。实验类型：综合、验证。实验目的一、了解双踪示波器、低频信号发生器、稳压电源、晶体管毫伏表及万用表的原理框图和 主要技术指标。二、掌握用双踪示波器测量信号的幅度、频率和相位。三、掌握晶体管毫伏表的正确使用方法。四、掌握万用表的正确使用方法。实验仪器（1）双踪示波器；（2）低频信号发生器；（3）直流稳压电源；（4）晶体管毫伏表；（5）数字式（或指针式）万用表。实验原理在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪 器有：示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、数字式（或指针式）万用 表等。它们之间的连接方式如图1-1所示。图1-1电子技术实验中测量仪器、仪表连接框图示波器：用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量波形的 6周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。低频信号发生器：为电路提供各种频率和幅度的输入信号。直流稳压电源：为电路提供电源。晶体管毫伏表：用于测量电路的输入、输出信号的有效值。数字式（或指针式）万用表：用于测量电路的静态工作点和直流信号的值等。实验内容及步骤1.稳压电源的使用接通电源开关，调节电压旋钮使两路电源分别输出+3 V和+12 V,用数字式（或指 针式）万用表“D CV”挡测量输出电压的值。分别使输出为+20V,15V,重复上面过程。2.低频信号发生器与晶体管毫伏表的使用（1）信号发生器输出频率的调节方法按下“频率范围”波段开关，配合面上的“频率调节”旋钮可使信号发生器输出频率在 1Hz2MHz的范围改变。（2）信号发生器输出幅度的调节方法调节仪器“输出衰减”（20dB40dB）波段开关和“输出调节”电位器，便可在输出端 得到所需的电压，其输出010V的范围。（3）低频信号发生器与毫伏表的使用将信号发生器频率旋钮调至1kHz,调节“输出调节”旋钮，使输出电压为5V左右的正弦 波，分别置分贝衰减开关于OdB、-20dB、-40dB、-60dB挡，用毫伏表分别测相应的电压值。3.示波器的使用（一）、使用前的检查与校准（1）、先将示波器面上各键置于如下位置：“触发方式”位于“内触发”；“D C,GND,AC”开关位于“AC”；“高频，常态，自动”开关位于“自动”位置；然后用同轴电缆将校准信号输 出端与CH1通道的输入端相连接，开启电源屏上显示幅度为IV、周期为1ms的方波。调节“亮 度”和“聚焦二各旋钮使屏幕上观察到的波形细而清晰，调节亮度旋钮于适中位置。（2）、交流信号电压幅值的测量使低频信号发生器信号频率为1kHz、信号幅度为5V,适当选择示波器灵敏度选择开关“V/div”的位置，使示波器屏上能观察到完整、稳定的正弦波，则此时上纵向坐标表示每格的 电压伏特数，根据被测波形在纵向高度所占格数便可读出电压的数值，将信号发生器的分贝衰减 器置于表1-1中要求的位置并测出其结果记入表中。7表1-1输出衰减（db）0-20db-40db-60db示波器（V/div）位置峰峰波形高度（格）峰峰电压值（V）电压有效值（V）注意：若使用10：I探头电缆时，应将探头本身的衰减量考虑进去。（二卜交流信号电压幅值的测量将示波器扫描速率中的“微调”置于校准位置，在预先校正好的条件下，此时扫描速 率开关“t/div”的刻度值表示屏幕横向坐标每格所表示的时间值。根据被测信号波形在横向 所占的格数直接读出信号的周期，若要测量频率只需将被测的周期求倒数即为频率值。按表 1-2所示频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出其周期，再计算频率，并将所测结果 与已知频率比较。表1-2信号频率（kHz）151050100扫描速度（t/div）一个周期占有 水平格数信号频率除上述方法外，还可用李沙育图来测定信号的频率，其仪器的连线如图1-2（a）所示。连线图（b）显示图形图1-2李沙育图形测量频率原理及连接图图中信号发生器（II）作为未知频率fy的信号，从示波器“CH1”输入端输入，信号发 生器（I）作为已知频率fx的信号，用电缆从X（外接）插座输入，这时扫描率开关应置 于X（外接）挡。调节信号发生器I的频率fx与8之间成一定倍数关系时一，屏幕上就能显 示李沙育图形，由该图形及fx的读数即可定出被测信号的频率fyo8(三)、交流信号相位的测量测量两个频率相同信号之间的相位关系时，应使“显示方式”开关置于“交替”或“继 续”工作态，然后用内触发方式启动扫描，以测量两个信号间的相位差。如图1-3所示，其 一个周期占了坐标度8div,因此每Idiv相应为45,从而可求其相位差为：9=tn(div)x45/div=L5divx45/div=67.5式中，tn为两个波形在X轴代表相位夕方向的差距。实验报告(1)认真记录数据并填写相应表格；(2)分析测量结果与理论的误差，讨论其产生原因;(3)回答思考题。思考题(1)使用示波器时若要达到如下要求应调节哪些旋钮和开关？i.波形清晰，亮度中；ii.波形稳定；iii.移动波形位置；iv.改变波形的显示个数；v.改变波形的高度；vi.同时观察两路波形；(2)用示波器测量信号的频率与幅值时，如何保证测量精度？(3)示波器触发源分为“内部”、“外部”，其作用是什么？如何正确使用？(4)双踪示波器的“继续”和“交替”工作方式之间的差别是什么？(5)晶体管毫伏表能否测量20Hz以下的正弦信号，在使用时应注意什么？9实验二晶体管的测试实验实验学时：2学时。实验类型：综合、验证。实验目的一、了解晶体管图示仪的基本工作原理，掌握用图示仪测量晶体二极管、稳压管、晶体三 极管的特性和主要参数的方法；二、掌握用万用表判断二极管、三极管的电极和性能的方法。实验仪器(1)、D F 4822型晶体管图示仪(2)、数字式(或指针式)万用表预习要求(1)、阅读D F 4822型晶体管图示仪使用说明。(2)、熟悉晶体管特性及测量原理。(3)、列出测量数据表格和注意事项。实验原理1、晶体管图示仪的基本工作原理晶体管图示仪主要由基极阶梯信号发生器、集电极扫描信号发生器、示波器、测试转 换开关等组成。如图2-1所示。图2-1图示仪基本组成方框图10示波器部分：由X轴放大器、Y轴放大器和示波管组成。工作原理与普通示波器相同。集电极扫描信号发生器：用于产生集电极扫描信号。它直接采用市电经全波整流后产生,如图2-2（a）所示的半波正弦电压，以此作为被测管集电极扫描电压，其极性大小可 以通过外部转换开关来改变。（a）电极峰值电压（b）基极阶梯电流图2-2集电极峰值电压和基极阶梯电流基极阶梯信号发生器：用来产生阶梯信号，为被测管基极提供如图2-2（b）所示的基极阶梯信 号（基极电流或基极源电压）。由图可见，阶梯信号的跳变时间与集电极扫描电压的周期是一一 对应的，其大小、极性可通过外部转换开关来改变，根据测试的要求以及所要显示的特性曲线簇 确定。如测晶体管的输出特性时，X轴为Uce轴，所以水平偏转板上加与Uce成正比的集电极扫 描电压；Y轴为Ic轴，所以垂直偏转板上加与k成正比的电压，同时以片为参变量，为此在基 极上加相应的阶梯电流1b，在屏幕上显示如图2-3所示的输出特性曲线簇。将图2-2与图2-3比较可看出：在每个集电极电压的扫描周期内，电子束在屏幕上完成正程 与逆程各一次。由于扫描电压的上升与下降是一样的，故正程与逆程重合，特性曲线族的各条曲 线不是同时出现的，但由于荧光屏的余辉作用和人眼的视觉残留效应，只要扫描频率足够高，就 会感觉到显示的各条曲线是同时存在的，改变阶梯信号的级数,可以显示不同根数的特性曲线簇。2、DF4822型晶体管图示仪使用说明：（1）阶梯调零旋钮：当测试三极管输出特性曲线时，若发现第一级曲线与零基线的距离不正 常时，调节此旋钮可使其正常。（2）/L：用于选定基极电路的偏转值。（3）峰值电压调节旋钮：用于改变所加的测量电压的大小，在050V、0500V可调，在每次 测试时先旋至最小值，然后逐渐增大；每次测试完毕，应回旋至最小值。（4）交替（AC）显示选择开关：用来显示器件（如二极管）的正反向特性曲线。（5）功耗电阻开关：选择不同的功耗电阻可以设定输出特性曲线的斜率。11(6)电容平衡和辅助电平平衡调节旋钮：在小电流测量时此旋钮可改变输出特性曲线的显示 特性；即用来减小容性电流，提高测量精度。(7)显示作用开关：用于调整显示的基准点。工即输出接地，表示输入为零的基准点。校正:输入一恒定的信号，达到校正的目的。注意，正常测试时，上述两按键不能按下。3、晶体管图示仪使用前的调整(1)、开启电源，预热3分钟。(2)、示波管部分：调整X轴位移、Y轴位移等旋钮，使荧光屏上光迹清晰可见。(3)、检查X轴、Y轴直流是否平衡(4)、检查X轴、Y轴的灵敏度是否正常。(5)、检查阶梯波是否正常。4、使用DF4822型晶体管图示仪注意事项(1)、使用前应检查仪器有关旋钮位置。测试选择开关置于“关。峰值电压旋钮调至零,然后才能插上被测晶体管进行测试。(2)、根据被测晶体管的类型和接法(E极接地或B极接地)，选择开关位置。(3)、根据需要测试的曲线，选择相应的开关和合适的量程。(4)、在每次测试完成后，应将“峰值电压调节旋钮”调至最小处。5、DF4822型晶体管图示仪的应用(一)、二极管正向伏安特性曲线的测试晶体二极管的测试：二级管的种类很多，按用途可分为整流管、开关管、检波管及稳压二极 管等。不论哪种二极管，只要能在屏幕上显示出伏安特性曲线，就不难测出其各种参数。若要显 示图2-4所示的伏安特性曲线，可以采用“交替(AC)”扫描方式同时获得正反相特性曲线，也 可以使X轴的扫描电压由正扫到负。分别测二极管的正向和反向的伏安特性曲线。调整图示仪“X、Y”轴位移，使坐标原点为屏幕左下角位置，调“峰值电压”旋钮于零电 压，将被测二极管按图2-5(a)的位置接在图示仪测试台“C”、“E”两端，面板各旋钮开关位置为：“峰值电压范围”为050V,“集电极扫描电压极性”为正(+),“功耗电阻”为适中，“X轴集 电极电压”为O.l V/div,“Y轴集电极电流”为ImA/div。从零开始逐渐加大峰值电压，在屏幕上 可得图2-5(b)所示的二极管正向伏安特性曲线。通过调节Y轴电流和集电极电压，配合特性曲线，即能测出二极管的正向特性曲线及各项具体参数。图2-4二极管伏安特性图2-5二极管正向特性12二极管的正向特性的主要参数有：二极管的正向压降uon：指二极管给定工作电流时的电压值。二极管的门坎电压Uth：指二极管开始产生正向电流时所对应的电压值。二极管的正向直流电阻Rd：指给定工作电流处的电压与电流之比如图2-5(b)所示Q点处的 直流电阻。二极管的正向交流电阻口：指在给定电流处的aUd与片之比，Rd=Udq/Idq如图2-5(b)所 示，过Q点作曲线的切线，以此切线为斜边作一直角三角形，其两直角边分别是aUd和1口，从而求得：(二)、二级管反向特性的测试测试前同样将X、Y轴坐标原点调至屏幕左下角，“集电极扫描电压极性”置于(一)，峰值 电压范围取0500V,“X轴集电极电压”置于10V/div,“Y轴集电极电流”置于ImA/div,“功 耗电阻”置于适中(20kQ以上)。按图2-6(a)将二极管插入图示仪测试台，从零开始慢慢地加大 峰值电压，便能在图示仪屏上观察到如图2-6(b)所示的二极管的反向伏安特性曲线。(a)连接方式(b)反向特性图2-6二极管反向特性通过曲线，配合图示仪面板旋钮所指数值测出各项具体参数，二极管反向特性的主要参数 有：最高反向工作电压Ur：指二极管不被反向击穿时的最高反向电压。通常取反向击穿电压的 2/3或1/2的值。反向击穿电压Ubr：指反向击穿电压加大到某个值，反向电流迅速增大时，所对应的电压 值如图2-6(b)所示。最大反向电流Ibr：指二极管加最高反向电压时的反向电流值。(三)稳压管的测试由于稳压管是利用反向击穿特性而稳压的，因此只要能在屏幕上显示出稳压管的反向特性 曲线，通过反向伏安特性曲线可直接测出稳压管的一些主要参数，测量的方法与一般二极管相同。稳压二极管的主要参数有：稳定电压Uz：指在正常电流Iz时所对应的电压值如图2-7(b)所示，测试时按图2-7(a)插入 测试台。13(a)连接方式Uz U(b)稔压特性曲线图2-7稳压管稳压特性最大稳定电流Izma x：指稳压管刚离开稳压区所对应的电流，为了防止测试中损坏管子，应 事先根据手册给出的耗散功率Pz和Uz求出Izma xWPz/Uz。最小稳定电流Izmin：指稳压管刚入稳压区所对应的反向电流。动态电阻以 指稳压管端电压的变化量与电流变化量的比值：rz=4Uz/AJz，rz愈小，则稳 压性能就愈好。其值一般为数十欧姆，测试方法与普通二极管的测试方法相同，“峰值电压范围”应选择0500V,根据稳压管的反向伏安特性曲线求出上述各主要参数。(四)晶体三极管的测试(1)输入特性曲线的测试以NPN型为例，按图2-8(a)所示，将被测晶体管插入图示仪测试台，面板各旋钮开关位置 为：”集电极扫描电压的极性”置于(+);“峰值电压范围”置于050V；“功耗电阻”为适中；“X 轴集电极电压”置于Vbe下取OV/div；Y轴集电极电流”置于ImA/div,“阶梯信号极性”置于(+);“阶梯选择”置于5 A/级。逐渐加大峰值电压就可得到如图2-8(b)所示的三极管输入特性曲线。根据输入特性曲线，可求出三极管共射接法时的交流输入电阻：图2-8三极管输入特性测试方法：过输入曲线上某点Q,作该曲线的切线，以此切线为斜边作直角三角形，读测 两直角边所对应的4Ube及4iB即可求出工作点Q处的限值。对于不同的1b有不同的小值。14(2)输出特性曲线的测试输出特性曲线是三极管常用的一簇曲线，很多重要参数都可以从中测出。同测三极管输入 特性一样，测试前应分清被测管型PNP型还是NPN型，是共射还是共基接法，仍以NPN型为 例，面板各开关置于下列位置：“集电极扫描电压极性”为正(+);“峰值电压范围”为050V；“功 耗电阻”为适中；“Y轴集电极电流”置于ImA/div,“X轴集电极电压”置于Vce下IV/div；”阶 梯极性”为(+)；“阶梯选择”置于50 A/级。将被测晶体管按图2-8(a)所示，接入图示仪的测试台。由零开始逐渐加大峰值电压，在屏幕上即能显示出如图2-9所示的输出性曲线。图2-9晶体管的输出特性根据特性曲线，配合图示仪面板上开关旋钮位置，便可求出三极管的共射直流放大系数，和共射交流放大系数B：T。0=常数”CEQ=常数1BQ B(五)晶体管的B测试以NPN型为例，将面板各开关置于下列位置：“集电极扫描电压极性”为正(+)；“峰值电压范围”为050V；“功耗电阻”为适中；“X轴基极电流”L,Y轴集电极电流”为ImA/div,“阶梯极性”为(+)；“阶梯选择”置于10A4/级。将被测晶体管按图2-10所示，接入图示仪的测试台。由零开始逐渐加大峰值电压，在屏幕上即能显示出如图2-11所示的输出 特性曲线，由ic与iB关系曲线即可求出B值。图2-l l ic与1B关系曲线图2-10测量B值的接法(1)、击穿电压U(BR)CEO的测试将被测管的基极与测试台的“B”端断开，其他控制开关与测输出特性曲线相同，逐渐加大“峰值电压”至被测管击穿为止，如图2-12曲线所示，用X轴灵敏度配合屏上坐标的格数可求 出 u(BR CEO 值。15图2-12 Iceo和U(br)ceo测量曲线(2)、穿透电流Iceo的测试将被测管基极与测试台“B”端断开，其他控制开关与测输出特性曲线相同，由屏上显示的 输出特性曲线的坐标和Y轴灵敏度指示值及其倍率可求出Iceo值。(六)测试说明(1)、测反向击穿电压时，调峰值电压旋钮必须小心谨慎，以防管子损坏。一般情况下，只要击穿电压大于出厂指标便可以了，测击穿时的峰值电压不宜拖延时间，以防管子损坏。(2)、集电极各扫描旋钮及基极阶梯信号的“极性”、“毫安/级”、“伏/级”、“功耗电阻”等 不能随便调节，要视被测管的极限值而定，否则容易损坏管子及仪器，应特别注意。6、用万用表检查晶体管(-)用万用表判断二极管的质量与极性根据二极管单向导电特性、通过万用表电阻挡量程X100或Xl k分别用红表笔与黑表笔接 触二极管的两个电极，表笔经过两次对二极管的交换测量，若测量的结果电阻有明显的差异，则 可认定被测二极管是好的。测量结果呈低电阻时黑表笔所接电极为二极管的正极，另一端为负极。因万用表内部电池正极接黑表笔，而电池负极接红表笔，所以黑表笔带正电压，红表笔带 负电压。实际上，正、反向电阻不仅与被测管有关，还与万用表型号有关。若RXl k挡的欧姆 中心值不同，虽然电池电压均为1.5V,向二极管提供的电流却不相等，反映的电阻值就有一定 的差异，若选择RX100挡或RX1挡，则电阻挡愈低向被测管提供的电流愈大，测出的电阻值 愈小。(二)用万用表判断三极管的电极与质量(1)、判断晶体三极管基极b。如图2-13所示，以NPN型晶体三极管为例，用黑表笔接某 一个电极，红表笔分别接触另外两个电极，若测量结果阻值都较大，经过表笔交换测量后若测量 结果阻值都较小，则可断定第一次测量中黑表笔所接电极为基极；反之，测量结果阻值一大一小 相差很大，则证明第一次测量中黑表笔接的不是基极，应更换其他电极重测。(2)、判断晶体三极管发射极e和集电极c确定三极管基极b后，再测量e、c极间的电 阻，然后交换表笔重测一次，两次测量的结果应不相等，其中电阻值较小的一次为正常接法，正 常接法对于NPN型管，红表笔接的是e极，黑表笔接的是c极，对于PNP管，黑表笔接的是e 极，而红表接的是c极。16注意事项：按正常接法C、e极间通过的电流较大，测出的电阻值就小，由于管子内部结构 是不对称的，表笔若反接，测出的电阻值就大。另外，若c、e极判断错误，则接入电路后放大 倍数会明显降低。由于三极管的U（BR CEO 比 U（BR CBO要小得多，故若c、e极判断错误，则电 路中使用时邛值大大下降且很容易将发射结击穿。图2-13用万用表判断晶体管基极 图2-14用万用表估测p和Iceo（3）、估测晶体三极管电流放大系数/。估测三极管电流放大系数的连线图如图2-14所示,在三极管b、c间接入电阻Rb=100k。，分别测出Rb=8时和Rb=100k。时，c、e极间电阻 值变化的大小来判断。的大小，对于PNP型管，将表笔交换位置测法相同。（4）、估测穿透电流Iceo的大小。按图2-14将基极断路时测量c、e极间电阻，如测量结 果电阻值较大（几千欧），则证明Ice。较小，管子能正常工作，对于PNP管则调换表笔位置，测 法相同。（5）、用万用表判别三极管类型。若已知红表笔所接是基极，而黑表笔分别接触另外两个 电极，电阻都较大证明是NPN管，反之则可判定是PNP管。实验内容及步聚1、利用万用表判断二极管（如2Ap6、2cp21）的电极、正向电阻、反向电阻，三极管（如3D G6、3AX31）的类型、电极、材料及放大能力。2、利用晶体管图示仪测量二极管（如2Ap6、2cp21）、稳压二极管（如2CW15）的正向特 性、反向特性，画出观察到的曲线，并在曲线上标明门限电压，最大的反向工作电压，稳压二极 管的稳定电压，并将测试结果与手册上的参数值进行比较。（参见附表）3、测试低频小功率管（如3D G6、3AX31）的输入、输出特性、电流放大系数B、穿透电 流Iceo、反向击穿电压U ceo及输入电阻。对两种管型所测结果进行比较。附表：表1 普通二极管特性参数型号最大整流 电流Im最大整流 电流时的 正向压降 vD最高反 向工作 电压Vr反向电流Ir用途2AP612mA100 VVR=100V 时W250uA检波2CP21300mAW1V100 VVR=250V 时W250uA整流17表2 硅稳压管特性参数型号稳定电压Vz(V)稳定电流 Imin(mA)最大稳定电 流 Ima x(mA)动态电阻Rz(Q)Iz=10mA耗散功率P(mw)2CW157.08.51029W102502CW75.86.610309V,将Ri由5.IK改为510Q（即：使Vi=50mV）,可观察到（V。波形）截止失真。将测量结果填入表3.4oRpVi,Ve输出波形情况小合适大4、测量放大电路输入输出电阻（1）输入电阻测量在输入端串接一个5Kl电阻如图3-11,测量Vs与Vi,即可计算图3-11输入电阻测量输出电阻测量图3-12输出电阻测量如图3-12,在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的Rl值（或调Rl使得 Vl=1/2V0,测r产Rl,用万用表测Rl即可）使放大电路输出不失真（接示波器监视），测量 带负载时Vl和空载时的Vo,即可计算出roo 将上述测量及计算结果填入表3.5中。表3.5测算输入电阻（设：Rs=5Kl）测算输出电阻实测测算估算实测测算估算Vs(mV)Vi(mV)ririVo RL=8VoRL=Ro(KQ)Ro(KQ)25实验报告（1）、注明你所完成的实验内容和思考题，简述相应的基本结论。（2）、选择你在实验中感受最深的一个实验内容，写出较详细的报告。要求你能够使一个懂 得电子电路原理但没有看过本实验指导书的人可以看懂你的实验报告，并相信你实验中得 出的基本结论。思考题（1）、复习单级放大电路的工作原理，了解各元件的作用？（2）、静态工作点设置偏高（或偏低）是否一定会出现饱和（或截止）失真？26实验四两级低频放大电路实验学时：2学时。实验类型：验证、研究。实验目的一、掌握如何合理设置静态工作点。二、学会放大电路频率特性测试方法。三、了解放大电路的失真及消除方法。实验仪器(1)、双踪示波器。(2)、数字万用表。(3)、信号发生器。预习要求(1)、复习多级放大电路内容及频率响应特性测量方法。(2)、分析图4T两级交流放大电路。初步估计测试内容的变化范围。实验原理放大器在实际应用中，为了满足电子设备对放大倍数和其它性能方面的要求，常需要把若干 个放大单元电路串接起来，组成多级放大器。多级放大电路各级间的连接方式称为耦合。耦合方式可分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合,阻容耦合方式在分立元件多级交流放大电路中被广泛应用。放大缓慢变化的信号或直流信号则采 用直接耦合方式；变压器耦合在放大电路中的应用逐渐减少。图4-1是两级阻容耦合共射放大电路，级间通过电容C2将前级的输出电压加在后级的输入 电阻上(即构成前级的负载电阻)，故名阻容耦合放大电路。1、静态工作点的分析由于电容的隔直作用，两级放大电路的静态工作点互不相关，各自独立。故求静态工作 点可分级进行，分析与计算同单管放大电路，在此不再赘述。2、电压增益的计算27在多级放大电路中，前一级的输出信号就是后一级的输入信号，因此，多级放大电路的 电压放大倍数Au等于各级放大电路的电压放大倍数的乘积，即AuAu 1.Au2.Ag多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻，而多级放大电路的输出电阻就是输出级的 输出电阻。由图4-1分析可得：44-匕一匕 2 2 匕一匕-匕一匕-K匕-4/4(4/0)一一 _/_%_匕2.外(22“&)一 一总增益:知凡 J的)6 2(42“先)4=4 儿式中Ri2为第二级的输入等效电阻。3、放大器的频率响应特性放大器对不同频率信号的放大能力叫做放大器的频率响应。一般规定放大倍数随频率变 化下降到中频放大倍数的1/V2,即Av=0.707|A|时，所对应的频率分别称低端下限频率尢和高 端上限频率后，则通频带8=g-九。当两个相同的单级放大器组成一个两级放大器时，其总的下限频率fLfLi=尢2,上限频率 fH1,A产 1/F由此可知，强负反馈时放大器的放大量是由反馈网络确定的，而与原放大器的放大量无关。为了说明放大器放大量随着外界变化的情况，通常用放大倍数的相对变化量来评价其稳定 性。对式Af=A/(l+AF b进行微分可得：dA A_f_ _ _/_dA AF)4 _ AAr 1A 1+AFf这表示有负反馈使放大倍数的相对变化减小为无负反馈时的1/(1+AF),因此，负反馈提高了 放大器增益的稳定性。而且反馈深度愈深，放大倍数稳定性愈好。3、负反馈展宽了放大器的频带引入负反馈后，放大器频响曲线的上限频率3和下限频率品分别为：fHHl+AF)fHfLf=fL/(l+AF)通频带展宽为：BWf=fHf-fLF=(l+AF)BWo即通频带比无反馈加宽(1+AF)倍。4、负反馈使放大器的输入、输出阻抗发生变化由于串联反馈是在原放大器的输入回I路串接了一个反馈电压，因而提高了放大器的输入阻 抗；而并联反馈是增加原放大器的输入电流，因而降低了放大器的输入阻抗。电压反馈使放大器31的输出阻抗降低；而电流反馈使放大器的输出阻抗变大。止匕外，负反馈对输入电阻和输出电阻影响的程度和反馈深度有关，反馈深度愈深，影响越大。5、负反馈还可以减小非线性失真和抑制干扰。综上所述，在放大器中引入负反馈后，不仅可以提高放大器放大倍数的稳定性，还可以扩展 放大器的通频带，改变输入、输出电阻，减小非线性失真。实验内容及步骤1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试（一）开环电路（1）、按图接线，Rf先不接入。（2）、输入端接入f=l KHz的正弦波信号（注意输入信号采用输入端衰减法见实验四）。调整接线和参数使输出不失真且无振荡（参考实验四方法）。（3）、按表5.1要求进行测量并填表。（4）、根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r0o（二）.闭环电路（1）、接通Rf按（一）的要求调整电路。（2）、按表5.1要求测量并填表，计算Ag（3）、根据实测结果，验证F表5.1Rl(KQ)Vi(mV)Vo(mV)Av(Avf)开环OO1K5闭环81K5322、负反馈对失真的改善作用(1)将图5-2电路开环，逐步加大k的幅度，使输出信号出现失真(注意不要过份失真)记录失真波形幅度。(2)将电路闭环，观察输出情况，并适当增加%幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。(3)若Rf=3K不变，但Rf接入1%的基极，会出现什么情况？实验验证之。(4)画出上述各步实验的波形图。3、测放大电路频率特性(1)将图5-2电路先开环，选择匕适当幅度(频率为IKHz)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示,(2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%,此时信号频率 即为放大电路备。(3)条件同上，但逐渐减小频率，测得(4)将电路闭环，重复13步骤，并将结果填入表5.2。表5.2fu(Hz)ft(Hz)开环闭环实验报告(1)、将实验值与理论值比较，分析误差原因。(2)、根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。思考题(1)、用示波器测量V。有何优缺点。(2)、为提高测量放大器倍数的准确度，对毫伏表或示波器的输入阻抗有什么要求?(3)、根据电路参数，计算电路的开环与闭环电压放大倍数及反馈深度。33实验六射极跟随电路实验学时：2学时实验类型：验证。实验目的一、掌握射极跟随电路的特性及测量方法。二、进一步学习放大电路各项参数测量方法。实验仪器（1）、示波器（2）、信号发生器（3）、数字万用表预习要求（1）、参照教材有关章节内容，熟悉射极跟随电路原理及特点，（2）、根据图6-1元器件参数，估算静态工作点。画交直流负载线。实验原理如图6-1为射极跟随器实验电路。它具有良好的温度稳定性输入电阻高、输出电阻低、电压 放大倍数接近于1和输出电压与输入电压同相的特点。输出电压能够在较大的范围内跟随输入电 压作线性变化，因而具有优良的跟随特性，故又称跟随器。图6-1射极跟随电路图34以下列出射极跟随器特性的关系式，供验证分析时参考。1、输入电阻Ri设图6-1电路的负载为Rl，则输入电阻为此=%+(1+0处|困 式中 R,=RLRe由上式可知：（1）为了增加跟随器输入电阻，应选用大的B,大的g和R,l。利用“复合”管可获得较大的等效Be当Rl固定时，增大Re可提高R1值，但如果Rl很小，增大Re其意义 也不大。（2）由于Rb与3+（1+日）叱并联，如果Rb太小，跟随器的输入电阻就难以提高。2、输出电阻R。由图6-1可求得输出电阻为%十代、1+夕JR。（当Re较大时）e+Rs 26/77Rs为低频信号发生器的输出电阻。从上式可知：射极跟随器具有很低的输出电阻，因此输出电压受负载电阻变化影响很小。为 了得到尽可能低的R。，从而发挥射极跟随器的特点，应选用大B值的管子和大的工作电流Ie。3、电压放大倍数A=-!V X+AF i V式中 Av=（1+.Ml,F=l,Av1he所以 Av产1 即 VoVi这说明输出电压等于输入电压，且同相。这种电路常用来作阻抗变换，即把高阻抗输入转换 成低阻抗输入。4、电压跟随范围电压跟随范围，是指跟随器输出电压与输入电压作线性变化的区域。但在输入电压超过一定 范围时一，输出电压便不能跟随输入电压作线性变化，失真急剧增加，如图6-2所示。在管子、电 路参数、使用条件（例如Ec、负载、环境温度等）确定以后，此电路的跟随范围也就确定了。用作图法可以求出图6-1电路的跟随范围，如图6-3所示。从图中的交流负载线可以找出不产生 饱和失真和截止失真的区域。最大正向动态跟随范围为|Vceq-Vcei|，最大负向动态跟随范围为35|VCEQ-VCE2b当工作点取在交流负载线中心点，最大输出电压峰峰值:Vbp-p=2VOM=Vc E2-Vc El所以最大输出电压峰值 Vm=VcE 2-cE l2最大输出电压有效值v,(0)AtA Q-0h力 R 线图6-3交流负载线求跟随电压范围图6-2跟随特性从图6-3交流负载线可见：R1的变化对输出电压V。有一定影响。实验内容