电子技术基础 (教案).doc

_ 精品资料 20162017 学年度学年度 电电子技子技术术基基础实验础实验 （教（教 案）案） _ 精品资料 电子技术实验 内容提要内容提要 本章介绍了电子电路基础实验。通过基础实验教学，可使学生掌握器件的基 本性能、电子电路基本原理及基本的实验方法，从而验证理论，并发现理论知识 在实际中的运用条件，培养学生从大量的实验数据中总结规律、发现问题的能力。 在实验课的安排上，分成必做和选做题，同时配备了大量的思考题，使学习优秀 的学生有发挥的余地。本章内容是进行电子技术设计的基础。 3 1 模模拟电拟电子技子技术术基基础实验础实验 实验实验一一 常用常用电电子子仪仪器的使用器的使用 一、一、实验实验目的目的 （1）掌握电子电路实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、数字 万用表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 （2）熟悉模拟实验装置的结构。 二、二、实验类实验类型型 验证型实验。 三、三、预习预习要求要求 （1）阅读有关示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、数字万用表部分内容。 （2）了解所用仪器仪表的主要用途并回答下列问题： 测量交流信号电压时，应当使用万用表的交流档还是使用交流毫伏表？为什么？ 当示波器显示屏上的波形高度超出显示屏时应该调整哪个旋钮？ 如何得到频率 f=1KHz，幅值为 100mv（有效值）的正弦信号？ 回答上述问题并将答案写在实验报告上。 四、四、实验实验原理原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、 直流稳压电源等，它们和数字万用表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况 的测试。 _ 精品资料 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷、调节顺手、观 察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图 3-1 所示。 接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。示波器、信号 源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，直流电源的接线用普通导线，万用表接 线用专用的表笔线。 1 示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能显示电信号的波形，又能对电信号进行 各种参数的测量。现着重指出下列几点： （1）寻找扫描光迹。开机预热，然后将示波器“垂直” 显示方式置“CH1”或“CH2”，输入耦 合方式置“GND”，若在显示屏上不出现光点和扫描线，可按下列操作去找到扫描线。 适当调节亮度旋钮（INTEN）； 触发方式开关置“自动 AUTO”； 适当调节垂直、水平“位移”（POSITION）旋钮，使扫描亮线位于屏幕的中央。 （2）双踪示波器一般有四种显示方式，即“CH1”、 “CH2”、 “DUAL”、 “ADD”。 （3）为了显示稳定的被测信号波形， “触发源选择（SOURCE）”开关一般选为“CH1”或 “CH2”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的被测信号。 （4）触发方式开关（MODE）通常先置于“自动（AUTO）”调出波形后，若被显示的波形不 稳定，可置触发方式开关于“常态（NORM）”，通过调节“触发电平” 旋钮（LEVEL）找到合适 的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。 有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形 不在 X 轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。 （5）适当调节“扫描时间”开关（TIME/DIV）及“垂直衰减”开关（VOLTS/ DIV），使显示屏 _ 精品资料 上能显示 12 个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“垂直灵敏度微调” 旋钮 （VAR）置于“校准”（CAL）位置，即顺时针旋到底。 根据被测波形在显示屏坐标刻度上垂直方向所占的格数（DIV 或 CM）与“垂直灵敏度” 旋钮指示值（VOLTS/DIV）的乘积，即可算得信号幅值的实测值 Vp-p。 根据被测信号波形一个周期在显示屏坐标刻度水平方向所占的格数（DIV 或 CM）与“扫 描时间” 旋钮指示值（TIME/DIV）的乘积，即可得信号频率的实测值。 2、函数信号发生器 函数信号发生器按需要可以输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可 达 9Vp-p，通过输出衰减开关（按下 ATT 和拉出 AMPL 各衰减 20dB）和输出幅度调节旋钮 （AMPL），可使输出电压在 5mV8V 的范围内连续调节。输出信号的幅度的有效值和峰值 需用交流毫伏表和示波器测量。 函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关（1Hz1MHz）和频率微调旋钮 （FREQUENCY）进行调节。输出的频率从面板上的数码显示直接读出。 函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 3、交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围之内用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过 载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。 五、五、实验设备实验设备与器件与器件 （1）示波器。 （2）函数信号发生器。 （3）双输入交流毫伏表。 （4）数字万用表。 （5）模拟电路实验箱。 六、六、实验实验内容和要求内容和要求 1、用机内基准信号（CAL 2Vp-p）对示波器进行自检 （1）扫描基线调节。开启电源开关将示波器的显示方式开关置于“CH1”、或“CH2”显示， 输入耦合方式开关置“GND”，触发方式式开关置于“自动 AUTO”。调节“辉度 INTEN” 旋钮 和“聚集 FOCUS” 旋钮，使荧光屏上显示一条细且亮度适中的扫描基线。然后调节“水平位 移 POSITION” 旋钮和“垂直位移 POSITION” 旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左 右移动自如。 （2）测试“基准信号”波形的幅度、频率。将示波器的“基准信号 CAL”通过专用电缆线引 入选定的 CH1 或 CH2，将垂直输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置于 “CH1”或“CH2”。调节“扫描时间”开关（TIME/DIV）和“垂直衰减”开关（VOLTS/DIV）使示波 器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。 _ 精品资料 测量“基准信号 CAL”幅度及频率，将“垂直灵敏度微调” 旋钮置“校准 CAL”位置， “垂直衰减”开关置适当位置，读取基准信号幅值，记入表 3-1 中。 测量“基准信号”频率。将“扫描微调”旋钮置“校准”位置， “扫描时间”开关置适当位置， 读取基准信号频率，记入表 3-1 中。 2 用示波器和交流毫伏表测量信号参数 调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为 100Hz、1KHz、10KHZ、100KHz，有 效值为 0.5V、1V、10mV、50mV（交流毫伏表测量值）的正弦波信号，将两组数据分别填入表 3-2 中。 改变示波器“扫描时间”开关及“垂直衰减”开关等位置，测量信号源输出电压的周期、频 率（需换算）及峰-峰值和有效值（需换算）记入表 3-2 中。 3、用数字万用表测量实验箱中的电源 用数字万用表测量实验箱中的直流稳压电源电压值，并填入表 3-3 中，再用万用表测量 直流信号源的电压值（为一个电压范围）填入表 3-4 中。 七、注意事七、注意事项项 预习报告只需写预习实验内容，无需抄录实验指导书中的所有内容，实验过程中所有 的测量数据需记录在书中提供的便撕式原始数据记录表。待实验完成，经指导老师签 字后撕下贴在实验报告的原始数据记录页。 实验报告是实验结束后，经过分析和整理实验原始数据得出实验结果，并通过分 析、讨论给出心得体会。 八、思考八、思考题题 1、测量实验箱上的直流电源+12V 和-12V 时，万用表的功能开关应放在什么位置 上？挡位打到什么数值上？ 2、实验过程中，可以从示波器读取测量数据，也可以用交流毫伏表测量数据，度 说明两个测量结果有什么不同？ 九、九、实验报实验报告告 1、整理实验数据，对预习要求回答的问题进行归纳。 2、归纳本次实验用到的示波器、信号发生器、交流毫伏表和数字万用表的使用方 法。 3、写出通过本次实验，掌握了哪些实验方法和需注意的地方？对实验方法有何建 议，如何改进？ 4、回答预习要求的思考题中的问题目。 5、附上原始数据记录及指导教师签名。 _ 精品资料 实验实验原始数据原始数据记录记录 步步骤骤 1： ： 表 3-1 用机内基准信号（CSL 2Vp-p）对示波器进行自检 参数标准值 实测值 幅值 Vp-p（V） 频率 f(KHz) 步步骤骤 2： ： 表 3-2 用示波器和交流毫伏表测量信号参数 示波器测量值示波器测量值 正弦波 信号频率 周期（ms）频率（Hz） 信号电压 毫伏表读数 峰-峰值有效值（计算） 100Hz05V 1KHz1V 10KHz10mV 100KHz50mV 步步骤骤 3： ： 表 3-3 用数字万用表测量实验箱中的直流稳压电源电压值 直流稳压电源的电压值（V）+12-12+5-5 测量值（V） 步步骤骤 4： ： 表 3-4 用数字万用表测量实验箱中的直流信号源的电压值 直流信号源-5V+5V-5V+5V 是否可调可调（ ） 不可调（ ）可调（ ） 不可调（ ） _ 精品资料 指导教师： 实验日期： 实验二 共射极单管放大电路 一、一、实验实验目的目的 1 掌握放大器静态工作点的调试方法，学会分析静态工作点对放大器性能的影响。 2 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、二、实验类实验类型型 验证型实验。 三、三、预习预习要求要求 1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。 假设：NPN 三极管的，。估100120RBk260RBk2.4RCk2.4RLk 算放大电路的静态工作点和电压放大倍数。 u A 2、改变静态工作点对放大电路的输入电阻是否有影响？改变外接电阻对输出电 i RRL 阻是否有影响？ o R 四、四、实验实验原理原理 图 3-2 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB2和 RB1 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输 入端加入输入信号 Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与 Ui相位相反，幅值被放大了的 输出信号 U0，从而实现了电压放大。 _ 精品资料 图 3-2 共射极单管放大器实验电路 在图 3-2 电路中，当流过偏置电阻 RB1和 RB2的电流远大于晶体管 T 的基极电流 IB时（一 般 510 倍），则它的静态工作点可用下式估算，UCC为供电电源，此为+12V。 （3-1） 1 12 B BCC BB R UU RR （3-2） C E BEB E I R UU I （3-3）)( ECCCCCE RRIUU 电压放大倍数 （3-4） be LC V r RR A 输入电阻 （3-5） beBBi rRRR 21 输出电阻 （3-6） C RR 0 放大器静态工作点的测量与调试 1、 静静态态工作点的工作点的测测量量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号 Ui=0 的情况下进行，即将放大器输入端与地端 短接，然后选用量程合适的数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流 IC以及各电极对地的 电位 UB、UC和 UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出 IC的 方法，例如，只要测出 UE，即可用算出 IC（也可根据，由 E E EC R U II C CCC C R UU I UC确定 IC），同时也能算出。 ECCEEBBE UUUUUU, _ 精品资料 2、 静静态态工作点的工作点的调试调试 放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流 IC（或 UCE）调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。如工作点偏高，放 大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 uO的负半周将被削底，如图 3-3（a）所示，如 工作点偏低则易产生截止失真，即 uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显）， 如图 3-3（b）所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行 动态调试，即在放大器的输入端加入一定的 ui，检查输出电压 uO的大小和波形是否满足要 求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a)饱和失真 (b)截止失真 图 3-3 静态工作点对 U0 波形失真的影响 改变电路参数 UCC，RC，RB（RB1，RB2）都会引起静态工作点的变化，如图 3-4 所示，但通 常多采用调节偏电阻 RB2的方法来改变静态工作点，如减小 RB2，则可使静态工作点提高等。 最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的 幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切的说， 产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如须满足较大信号的要求，静态 工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。 图 3-4 电路参数对静态工作点的影响 3、放大器、放大器动态动态指指标测试标测试 放大器动态指标测试包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压 （动态范围）和通频带等。 （1）电压放大倍数 AV的测量 调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压 ui，在输出电压 uo不失真的情况下， 用交流毫伏表测出 ui和 uo的有效值 Ui和 Uo，则 AV= （3-7） i O U U （2）输入电阻 Ri的测量 _ 精品资料 为了测量放大器的输入电阻，按图 3-5 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一 已知电阻 R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出 US和 Ui，则根据输入电阻的 定义可得： R = （3-8） i i i I U R U U R i R UU U iS i 测量时应注意 测量 R 两端电压 UR时必须分别测出 US和 Ui，然后按 UR=US-Ui求出 UR值。 电阻 R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取 R 与 Ri 为同一数量级为好，本实验可取 R=12K。 （3）输出电阻 RO的测量 按图 3-5 电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压 UO和接 入负载后输出电压 UL，根据 U = （3-9） LO LO L U RR R 即可求出 RO RO=（）R （3-10）1 L O U U L 在测试中应注意，必须保持 RL接入前后输入信号的大小不变。 图 3-5 输入、输出电阻测量电路 最大不失真输出电压 UOPP的测量（最大动态范围） 如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放 大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW（改变静态工作点），用示波 器观察 uo，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图 3-6）时，说明静态工作点已调在交流 负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫 伏表测出 UO（有效值），则动态范围等于 2UO。或用示波器直接读出 UOPP来。2 图 3-6 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 放大器频率特性的测量 _ 精品资料 放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数 AV与输入信号频率 f 之间的关系曲线。 单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图 3-7 所示： 图 3-7 幅频特性曲线 Avm为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的 1/ 倍，即 0.707Avm所对应的频率分别称为下限频率 fL和上限频率 fH，则通频带2 fBW=fH-fL （3-11） 放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数 AV。为此可采用前述测 AV的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时要注意取点要恰当， 在低频段与高频段要多测几点，在中频可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信 号的幅度不变，且输出波形不能失真。 五、五、实验设备实验设备与器件与器件 1、模拟电路实验箱。 2、函数信号发生器。 3、双踪示波器。 4、交流毫伏表。 5、数字万用表。 6、实验中所需的电阻器件。 六、六、实验实验内容和要求内容和要求 1连线 在实验箱的晶体管系列模块中，按图 3-2 所示连接电路。 2测量静态工作点 静态工作点测量条件：输输入接地即使入接地即使 Ui=0. 在步骤 1 连线基础上，Ui=0，打开直流开关，调节 RW，使 IC=2.0mA（即 UE=2.4V），用万 用表测量 UB、UE、UC、RB2值。记入表 3-5 中。 3测量电压放大倍数 调节一个频率为 1KHz、峰峰值为 50mV 的正弦波作为输入信号 Ui 。把输入信号连接 到放大电路的输入端，同时用双踪示波器观察放大器输入电压 Ui和输出电压 Uo 的波形，在 Uo波形不失真的条件下用毫伏表测量表 3-6 中三种情况下的和，并用双踪 0 U V A 示波器观察 Uo和 Ui的相位关系，记入表 3-6 中。 注意：由于晶体管元件参数的分散性，定量分析注意：由于晶体管元件参数的分散性，定量分析时时所所给给 Ui为 50mV 不一定适合，具体情况需不一定适合，具体情况需 要根据要根据实际给实际给适当的适当的 Ui值值，以后不再，以后不再说说明。由于明。由于 Uo 所所测测的的值为值为有效有效值值，故峰峰，故峰峰值值 Ui 需要需要转转化化为为有效有效值值或用毫伏表或用毫伏表测测得的得的 Ui 来来计计算算 AV值值。切。切记记万用表、毫伏表万用表、毫伏表测测量都是量都是 _ 精品资料 有效有效值值，而示波器，而示波器观观察的都是峰峰察的都是峰峰值值。 。 4观察静态工作点对电压放大倍数的影响 在步骤 3 的 RC=2.4K，RL= 连线条件下，调节一个频率为 1KHz、峰峰值为 50mV 的 正弦波作为输入信号 Ui。调节 RW，用示波器监视输出电压波形，在 uo不失真的条件下，测 量数组 IC和 UO的值，记入表 3-7。测量 IC时，要使 Ui=0（断开（断开输输入信号入信号 Ui） ）。 5观察静态工作点对输出波形失真的影响 在步骤 3 的 RC=2.4K RL=连线条件下，使 ui=0，调节 RW使 IC=2.0mA（参参见见本本实验实验 步步骤骤 2） ），测出 UCE值。调节一个频率为 1KHz、峰峰值为 50mV 的正弦波作为输入信号 Ui， 再逐步加大输入信号，使输出电压 Uo足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和 减小 RW，使波形出现失真，绘出 Uo的波形，并测出失真情况下的 IC和 UCE值，记入表 3-8 中。每次每次测测 IC和和 UCE值时值时要使要使输输入信号入信号为为零（即使零（即使 ui=0） ）。 6测量最大不失真输出电压 在步骤 3 的 RC=2.4K RL=2.4K 连线条件下，同时调节输入信号的幅度和电位器 RW，用示波器和毫伏表测量 UOPP及 UO值，记入表 3-9。 *7测量输入电阻和输出电阻 按图 2-4 所示，取 R=2K，置 RC=2.4K，RL=2.4K，IC=2.0mA。输入 f=1KHz、峰峰值 为 50mV 的正弦信号，在输出电压 uo不失真的情况下，用毫伏表测出 US，Ui和 UL，用公式 2-8（3-8）算出 Ri。 保持 US不变，断开 RL，测量输出电压 UO，参见公式 3-10 算出 R0。 *8测量幅频特性曲线 取 IC=2.0mA，RC=2.4K，RL=2.4K。保持上步输入信号 ui不变，改变信号源频率 f， 逐点测出相应的输出电压 UO，自作表记录之。为了频率 f 取值合适，可先粗测一下，找出中 频范围，然后再仔细读数。 七、注意事七、注意事项项 1检测所用导线是否导通，尽量连接短导线避免干扰。接好电路检查无误再通电。 2选连接直流通路测静态工作点，接 Ucc=+12V 和地线，电路图虚线部分需用导线连接， 测量时开上接通，开关下断开，测量电阻 Rb2 的时候需要将 Rb2 和电路断开，即开关上断开。 3测量静态电压时，注意正确调整万用表挡位；实验中不直接测量电路电流值，通过测 量两点电压，计算电流。调节电位器进需缓慢些，静态工作调好后，不要再动电位器，以免影 响测量。 4如果电路工作不正常，可自己检测电路中的三极管。其方法：将万用表的旋钮拨到欧 姆挡的 R100（或 R1K）位置，用红表笔接触基极，用黑表笔分别接触另两个电极，若三极 管为 NPN 型，则测量的两个电阻值都较大（几百千欧以上）；若三极管为 PNP 型，则测量的 两个电阻值都较小（几百欧至几千欧）。如果不符合这个规律，则表明该三极管坏了。 八、八、实验报实验报告告 1整理测试数据，并对数据进行处理，画出相关曲线； 2通过实验结果分析各参数对放大器静态工作点的影响，与理论分析结果进行比较。 3回答预习要求和思考题中的问题； _ 精品资料 4附上原始数据记录及指导教师的签名。 九、思考九、思考题题 1如果在实验电路中，将 NPN 型晶体管换成 PNP 型晶体管，试问 Ucc 及电解电容极性 应如何改动？ 2在示波器上显示的 NPN 和 PNP 型晶体管放大器输出电压的饱和失真和截止失真波 形是否相同？说明其理由。 3在单级放大电路中，哪些元件是决定电路的静态工作点的？ 4负载电阻 RL变化时，对电压放大倍数有无影响？ 实验实验原始数据原始数据记录记录 步步骤骤 1： ： 表 3-5 测量静态工作点（+IC=2.0mA） 测 量 值计 算 值 UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA） 步步骤骤 2： ： 表 3-6 测量电压放大倍数 IC=2.0mA Ui= mV （有效值） RC（K）RL（K）U0（V）AV观察记录一组 U0 和 Ui 波形 2.4 1.2 2.42.4 步步骤骤 3： ： 表 3-7 观察静态工作点对电压放大倍数的影响 RC=2.4K RL= Ui= mV _ 精品资料 IC(mA)2.0 U0(V) AV 步步骤骤 4： ： 表 3-8 观察静态工作点对输出波形失真的影响 RC=2.4K RL= Ui= mV IC(mA)UCE(V)U0波形失真情况管子工作状态 2.0 步步骤骤 5： ： 表 3-9 测量最大不失真输出电压 RC=2.4K RL=2.4K IC(mA)Uim(mV)有效值Uom(V)有效值UOPP(V)峰峰值 指导教师： 实验日期： 实验实验三三 射极跟随器射极跟随器 一、一、实验实验目的目的 1掌握射极跟随器的特性及测试方法 2进一步学习放大器各项参数测试方法 二、二、实验类实验类型型 验证型实验。 三、三、预习预习要求要求 1复习射极跟随器的工作原理。 2根据图 3-8 的元件参数值估算静态工作点，并画出交、直流负载线。 四、四、实验实验原理原理 _ 精品资料 图 3-8 射极跟随器实验电路 图 3-8 为射极跟随器，输出取自发射极，故称其为射极跟随器。RB 调到最小值时易 出现饱和失真，RB 调到最大值时易出现截止失真，由于本由于本实验实验不需要失真情况，故不需要失真情况，故 RW=100K 取取值值比比较较适中，若想看到适中，若想看到饱饱和失真使和失真使 RW=0K，增加，增加输输入幅度即可出入幅度即可出现现，若想，若想 看到截止失真使看到截止失真使 RW=1M，增加，增加输输入幅度即可出入幅度即可出现现，有，有兴兴趣的同学可以趣的同学可以验证验证一下。一下。本实 验基于图 3-8 做实验，现分析射极跟随器的特点。 其特点是 1. 输入电阻 Ri高 Ri=rbe+（1+）RE （3-12） 如考虑偏置电阻 RB和负载电阻 RL 的影响，则 Ri=RBrbe+（1+）（RERL） （3-13） 由上式可知射极跟随器的输入电阻 Ri比共射极单管放大器的输入电阻 Ri=RBrbe要 高的多。输入电阻的测试方法同单管放大器，实验线路如图 3-8 所示， Ri= （3-14）1R UU U I U iS i i i 即只要测得 A、B 两点的对地电位即可。 2. 输出电阻 RO低 RO=RE （3-15） be r be r 如考虑信号源内阻 RS，则 RO=RE （3-16） )/( BSbe RRr )/( BSbe RRr 由上式可知射极跟随器的输出电阻 RO比共射极单管放大器的输出电阻 RO=RC低得多。 三极管的 愈高，输出电阻愈小。 输出电阻 RO的测试方法亦同单管放大器，即先测出空载输出电压 UO，再测接入负载 _ 精品资料 RL后的输出电压 UL，根据 UL= （3-17） L LO O R RR U 即可求出 RO RO=（）RL （3-18）1 L O U U 3. 电压放大倍数近似等于 1 图 3-8 电路 AV=1 （3-19） )/)(1 ( )/)(1 ( LEbe LE RRr RR 上式说明射极跟随器的电压放大倍数小于近似 1 且为正值。这是深度电压负反馈的 结果。但它的射极电流仍比基极电流大（1+）倍，所以它具有一定的电流和功率放大作 用。 五、五、实验设备实验设备与器件与器件 1、模拟电路实验箱。 2、函数信号发生器。 3、双踪示波器。 4、交流毫伏表。 5、数字万用表。 6、实验中所需的电阻器件。 六、六、实验实验内容和要求内容和要求 1.在晶体管系列实验模块中按图 3-8 正确连接电路，此时开关 K 先开路， 。 2. 静态工作点的调整 打开直流开关，在 B 点加入频率为 1KHZ、峰峰值为 1V 的正弦信号 Ui，输出端用 示波器监视，调节 RW及信号源的输出幅度，使在示波器的屏幕上得到一个最大不失真 输出波形，然后置 Ui=0，用万用表测量晶体管各电极对地电位，将测得数据记入表 3-10 中。 在下面整个测试过程中应保持 RW和 Rb值不变（即 IE不变）。 3. 测量电压放大倍数 AV 接入负载 RL=1K，在 B 点加入频率为 1KHZ、峰峰值为 1V 的正弦信号 Ui，调节输 入信号幅度，用示波器观察输出波形 Uo，在输出最大不失真情况下，用毫伏表测 Ui、U0 值。记入表 3-11。 4. 测量输出电阻 RO 接上负载 RL=1K，在 B 点加入频率为 1KHZ、峰峰值为 1V 的正弦信号 Ui，用示波 器监视输出波形，用毫伏表测空载输出电压 UO，有负载时输出电压 UL，记入表 3-12。 5. 测量输入电阻 Ri 在 A 点加入频率为 1KHZ、峰峰值为 1V 的正弦信号 US， ，用示波器监视输出波形， 用交流毫伏表分别测出 A、B 点对地的电位 US、Ui，记入表 3-13。 6. 测射极跟随器的跟随特性 接入负载 RL=1K，在 B 点加入频率为 1KHZ、峰峰值为 1V 的正弦信号 Ui，并保持 不变，逐渐增大信号 Ui幅度，用示波器监视输出波形直至输出波形不失真时，测所对应 _ 精品资料 的 UL值，计算出 AV记入表 3-14。 七、注意事七、注意事项项 电流值是经由测量电压和电阻值计算获得，不进行电流的直接测量。 八、八、实验报实验报告告 1整理测试数据，并对数据进行处理，画出相关曲线； 2分析射极跟随器的性能和特点各是什么？ 3回答预习要求和思考题中的问题； 4附上原始数据记录及指导教师的签名。 九、思考九、思考题题 1射极跟随器和共射极放大电路的区别是什么？ 2为了减小电路对信号源的衰减，需要增加电路的输入电阻，在射极跟随器中应该采 取何种措施提高电路的输入电阻？ 实验实验原始数据原始数据记录记录 步步骤骤 1： ： 表 3-10静态工作点的调整 UE(V)UB(V)UC(V)IE=UE/RE(mA) 步步骤骤 2： ： 表 3-11测量电压放大倍数 AV Ui(V)U0(V)AV=U0/Ui _ 精品资料 步步骤骤 3： ： 表 3-12测量输出电阻 RO U0(V)UL(V)R0=(U0/UL-1)RL(K) 步步骤骤 4： ： 表 3-13测量输入电阻 Ri Us(V)Ui(V) )( KR UU U R iS i i 步步骤骤 5： ： 表 3-14 测射极跟随器的跟随特性 1234 Ui(V) UL(V) AV 指导教师： 实验日期： 实验实验四四 场场效效应应管放大器管放大器 一、一、实验实验目的目的 1了解结型场效应管的性能和特点。 2进一步熟悉放大器动态参数的测试方法。 二、二、实验类实验类型型 验证型实验。 _ 精品资料 三、三、预习预习要求要求 1复习有关场效应管部分内容，并分别用图解法与估算法计算管子的静态工作点（根据 实验电路参数），求出工作点处的跨导 gm。 2场效应管放大器输入回路的电容 C1为什么可以取得小一些（可以取 C1=0.1F）? 四、四、实验仪实验仪器器 1双踪示波器 2万用表 3交流毫伏表 4信号发生器 5电阻器、电容器若干。 五、五、实验实验原理原理 实验电路如下图所示： . 图 3-9 结型场效应管共源级放大器 1. 结型场效应管的特性和参数 _ 精品资料 图 3-10 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图 3-10 所示为 N 沟道结型场效应管 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线。其直流参数主要有饱和漏极电流 IDSS，夹断电压 UP等； 交流参数主要有低频跨导 gm=|UGS=常数。3DJ6F 的典型参数值及测试条件如表 3-15 GS D U I 所示。 表 3-15 3DJ6F 的典型参数值及测试条件。 参数名称饱和漏极电流 IDSS(mA) 夹断电压 UP(V) 跨导 gm(A/V) 测试条件UDS=10V UGS=0V UDS=10V IDS=50A UDS=10V IDS=3mA f=1KHz 参数值13.51000 2.场效应管放大器性能分析 图 3-9 为结型场效应管组成的共源极放大电路。其静态工作点 UGS=UG-US=UDD-IDRS （3-20） 21 1 gg g RR R ID=IDSS（1- （3-21） 2 ) P GS U U 中频电压放大倍数 AV=-gm=-gmRDRL （3-22） L R 输入电阻 Ri=RG+Rg1Rg2 （3-23） 输出电阻 RORD （3-24） 式中跨导 gm可由特性曲线用作图法求得，或用公式 gm= （3-25）)1 ( 2 P GS P DSS U U U I 计算。但要注意，但要注意，计计算算时时 UGS要用静要用静态态工作点工作点处处之数之数值值。 。 3.输入电阻的测量方法 场效应管放大器静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法，与实验二中晶体管 放大器测量方法相同。其输入电阻的测量，从原理上讲，也可采用实验二中所述方法，但由 于场效应管的 Ri比较大，如直接测量输入电压 US和 Ui，由于测量仪器的输入电阻有限，必 然会带来较大的误差。因此为了减小误差，常利用被测放大器的隔离作用，通过测量输出电 压 UO来计算输入电阻。测量电路如图 3-11 所示。 _ 精品资料 图 3-11 输入电阻测量电路 在放大器的输入端串入电阻 R，把开关 K 掷向位置 1（即使 R=0），测量放大器的输入电 压 UO1=AVUS；保持 US不变，再把 K 掷向 2（即接入 R），测量放大器的输出电压 UO2。由于两 次测量中 AV和 US保持不变，故 UO2=AVUi= 由此可以求出 VS i i AU RR R R = （3-26） i R UU U OO O 21 2 式中 R 和 Ri不要相差太大，本实验可取 R=100200K。 六、六、实验实验内容内容 1按图 3-9 连接好电路，且使电位器 RD初始值调到 4.3K。 2静态工作点的测量和调整 1）查阅场效应管的特性曲线和参数，记录下来备用，如图 3-10 可知放大区的中间部 分：UDS在 48V 之间，UGS在-1-0.2V 之间。 2）使 Ui=0，打开直流开关，用万用表测量 UG、US和 UD。检查静态工作点是否在特性 曲线放大区的中间部分。如合适则把结果记入表 3-16 中。 3）若不合适，则适当调整 Rg2，调好后，再测量 UG、US和 UD记入表 3-16 中。 3电压放大倍数 AV、输入电阻 Ri和输出电阻 RO的测量 1） AV和 RO的测量 按图 3-9 电路实验，把 RD值固定在 4.3K 接入电路，在放大器的输入端加入频率为 1KHz、峰峰值为 200mV 的正弦信号 Ui，并用示波器监视输出 uo的波形。在输出 uo没 有失真的条件下，分别测量 RL=和 RL=10K 的输出电压 UO(注意注意:保持保持 Ui不不变变),记入 表 3-17 中。.用示波器同时观察 ui和 uo的波形,描绘出来并分析它们的相位关系。 2) Ri的测量 按图 3-11 改接实验电路, 把 RD值固定在 4.3K 接入电路，选择合适大小的输入电 压 US，将开关 K 掷向“1”，测出 R=0 时的输出电压 UO1，然后将开关掷向“2”(接入 R)， 保持 US不变，再测出 UO2,根据公式 Ri= 求出 Ri，记入表 3-18 中。R UU U OO O 21 2 七、注意事七、注意事项项 电流值是经由测量电压和电阻值计算获得，不进行电流的直接测量。 八、八、实验报实验报告告 1整理测试数据，并对数据进行处理，画出相关曲线； 2把场效应管放大器与晶体管放大器进行比较，总结场效应管放大器的特点。 3回答预习要求和思考题中的问题； _ 精品资料 4附上原始数据记录及指导教师的签名。 九、思考九、思考题题 1场效应管放大电路和晶体三极管放大电路的区别是什么？ 2为什么测量场效应管输入电阻时要用测量输出电压的方法？ 实验实验原始数据原始数据记录记录 步步骤骤 1： ： 表 3-16 静态工作点的测量 测 量 值计 算 值 UG(V)US(V)UD(V)UDS(V)UGS(V)ID(mA)UDS(V)UGS(V)ID(mA) _ 精品资料 步步骤骤 2： ： 表 3-17 AV和 RO的测量 测 量 值计 算 值Ui 和 U0波形 Ui(V)U0(V)AVR0(K)AVR0(K) RL= RL=10K 步步骤骤 3： ： 表 3-18 Ri的测量 测 量 值计 算 值 U01(V)U02(V)Ri(K)Ri(K) 指导教师： 实验日期： 实验实验五五 差差动动放大器放大器 一、一、实验实验目的目的 _ 精品资料 1加深