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文档简介

1、PAGE 模拟电子技术基础课程配套实验讲义模拟电子技术实验模拟电子技术课程组 编写重庆文理学院 电子电气工程学院电气工程教研室印制模拟电子技术实验 前 言前 言模拟电子技术本身是一门技术性很强、对动手能力要求很高的课程,因此在开设模拟电子技术理论课的同时开设了模拟电子技术实验课程。模拟电子技术实验是模拟电子技术课程必不可少的有机组成部分、是教学过程中重要的实践教学环节、是课堂教学的延伸和补充、是对大学生进行技术与技能训练的一种重要手段,同时它也是一门专业必修课程,它在培养学生动手能力方面具有不可替代的作用。通过模拟电子技术实验,应使同学们熟悉模拟电子技术实验的主要环节、技术手段,掌握常用电子仪

2、器的正确使用,熟悉常用电子元器件,掌握模拟电子电路的安装、调试和测量技术。为能更好地完成本实验,达到实验教学的目的,要求实验参与者严格遵守实验室的有关章程与规定;每次实验前认真预习实验内容,掌握实验的基本原理,熟悉实验的基本步骤,并认真书写预习实验报告,预习实验报告将在实验开始时经老师签字确认;在完成预习实验报告后,在你准备的实验记录纸上设计好实验记录用表格,实验中所得到的所有实验数据和图形均记录在实验记录纸所设计的表格中;实验完成后经指导老师检查实验结果,正确无误后整理好所有的实验仪器、实验元器件、连接导线和桌椅,经指导老师在实验记录上签字后方可离开实验室,未经签字的实验记录将视为无效,本次

3、实验成绩不登记,将视为未完成;课后完成实验报告,按照实验报告的规范完整书写,重点是对实验数据的分析处理,并对实验中的基本操作、仪器使用、故障排除等方面的心得作出自己的评述,同时实验报告中应完成讲义后所要求的思考题。完成后的实验报告按照先实验报告、后实验记录、再预习报告的顺序装订成册,待下次实验时呈交给实验指导教师。本实验讲义是在本课程实验教师多年使用自编讲义的基础上经多次修改与完善而形成的,以期对同学们的实验预习和实验过程有较大的指导作用。由于编者水平有限,讲义中难免有错误和不妥之处,敬请同学们提出宝贵的意见和建议,并将你的意见与建议发至邮箱。谢谢!编写组于重庆文理学院2010.09模拟电子技

4、术实验 目 录目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc275966631 实验一 常用电子仪器的使用 PAGEREF _Toc275966631 h 1 HYPERLINK l _Toc275966632 实验二 基本电子元件的识别和测试 PAGEREF _Toc275966632 h 6 HYPERLINK l _Toc275966633 实验三 基本共射放大电路的测试 PAGEREF _Toc275966633 h 21 HYPERLINK l _Toc275966634 实验四 射极输出器的研究 PAGEREF _Toc275966634 h 27 HYP

5、ERLINK l _Toc275966635 实验五 负反馈放大器 PAGEREF _Toc275966635 h 34 HYPERLINK l _Toc275966636 实验六 差动放大器 PAGEREF _Toc275966636 h 41 HYPERLINK l _Toc275966637 实验七 集成运放性能的测试 PAGEREF _Toc275966637 h 47 HYPERLINK l _Toc275966638 实验八 集成运算放大器的应用(I) PAGEREF _Toc275966638 h 54 HYPERLINK l _Toc275966639 实验九 集成运算放大器的

6、应用(II) PAGEREF _Toc275966639 h 58 HYPERLINK l _Toc275966640 实验十 小功率OTL功率放大器 PAGEREF _Toc275966640 h 62 HYPERLINK l _Toc275966641 实验十一 晶体管直流稳压电源 PAGEREF _Toc275966641 h 68 HYPERLINK l _Toc275966642 实验十二 RC文氏电桥正弦振荡器 PAGEREF _Toc275966642 h 73 HYPERLINK l _Toc275966643 实验十三 LC正弦波振荡器 PAGEREF _Toc2759666

7、43 h 78模拟电子技术实验 实验一 常用电子仪器的使用第 PAGE 82页 共80页实验一 常用电子仪器的使用一 实验目的1、了解示波器、低频信号发生器和交流毫伏表的基本性能;2、掌握用示波器观察信号的波形和测量信号的幅度与频率的基本原理和方法。二 实验仪器示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表或晶体管电压表、直流稳压电源、万用表。三 实验要求1、能正确使用功率函数信号发生器输出满足幅度和频率要求的正弦信号;2、能正确使用双踪示波器观察正弦信号、并能测量正弦信号的基本参数;3、能正确使用交流毫伏表测量正弦电压的大小;4、能正确使用直流稳压电源输出满足要求的直流电压;5、能正确使用万用表测量电

8、阻、电压和电流。四 实验原理示波器、低频信号发生器、晶体管交流毫伏表是电子线路实验中常用的三种基本测量仪器。示波器不仅可以测量信号的幅值参数和时间参数,还可以用于观察信号波形随时间变化的规律,研究电路的瞬态过程,它是时域测量仪器,它还可用来测量信号的幅度、周期及波形上任何两点之间的时间参数和幅值参数。低频信号发生器作为被测量电路的信号源,可以产生各种指定参数的信号波形。晶体管交流毫伏表用来测量正弦信号有效值的大小的测量仪器。在电子线路实验中,低频信号发生器和晶体管毫伏表均用于研究被测电路的稳态过程,是稳态测量仪器,而示波器不仅可以测试电路的暂态过程。本实验就是练习使用这三种基本电子仪器,掌握他

9、们的使用方法。实验连接框图如图1-1所示。仪器连接时注意接地并使其接触良好,仪器连接要采用屏蔽线或同轴电缆,在进行实验测量之前,仪器要先预热,使其进入稳定工作状态。图1-1 实验仪器连接示意图1、示波器示波器是利用受电压信号控制的电子束扫描示波管的荧光屏,从而在示波管的荧光屏上显示出电压信号的波形的电子仪器。常用的有单踪示波器(只能显示一个电压信号波形)和双踪示波器(能同时显示两个电压信号波形)。示波器常用控制件主要有电源开关、亮度调节旋钮、聚焦调节旋钮、垂直位移(Y1位移、Y2位移)旋钮、垂直方式按钮、垂直灵敏度旋转开关、垂直灵敏度微调旋钮、耦合方式选择按钮、水平位移旋钮、扫描速度旋转开关、

10、扫描速度微调旋钮、触发源选择按钮、内触发方式选择按钮等多个,不同品牌与型号的示波器有差异。示波器的使用一般遵循示波器的初始设置、开机、接入被测信号、示波器工作调节、参数测量、善后处理等步骤。示波器使用完毕,将各个控制件置于初始位置,然后拆除探头和连线等,关闭电源开关直至电源指示灯灭。2、函数信号发生器信号发生器是利用振荡电路和波形变换电路产生并输出电子信号的仪器。现代信号发生器往往都是多功能的,不仅可以输出各种波形的电信号,还具有某些测量功能,比如频率计和计数器等。另外其还具有比较完善的显示功能、功率输出、TTL输出等。SG1645/DF1631L型功率函数发生器常用控制件主要有电源开关、输出

11、幅度调节旋钮、衰减按钮、波形选择按钮、占空比调节旋钮、频率倍乘按钮、频率调节旋钮、计数器控制件组(内外测选择按钮,外测衰减按钮,被测频率信号输入端口)、直流偏置推拉式旋钮等。信号发生器的使用主要包括初始设置、开机、工作调节、善后处理等环节。同样,信号发生器使用完毕,应将各控制件重新设置回初始位置,关闭电源开关直至电源指示灯灭。3、交流毫伏表交流毫伏表是一种测量正弦交流电压有效值的指针式仪表,它与普通的交流电压表有三个明显的区别:一是它可以测量很微弱(mV数量级)的交流电压信号(因为它的内部有放大电路);二是测量精度高;三是输入电阻很高,它的接入对被测电路影响很小。DF2172/YB2172型交

12、流毫伏表常用控制件主要有电源开关、机械零点调整旋钮、量程选择旋钮、输入端口、输出端口。交流毫伏表的使用主要包括初始设置、开机、调零、测量、善后处理等步骤。仪器使用完毕,将量程选择旋钮置于最大(300V)处,关闭电源开关,拆去探头。4、直流稳压电源直流稳压电源是一种将电力公司提供的交流电变换成稳定的直流电压的电子仪器。一般来说,其输出的直流电压大小是可调节的。DF1731SB2A直流稳压电源常用控制件包括电源开关、主路输出电压调节旋钮、从路输出电压调节旋钮、两路电源连接方式控制按钮(两个)等。直流稳压电源的使用包括初始设置、开机、调节等步骤,在使用过程中应避免直流稳压电源“+”、“-”输出端短路

13、,否则,可能会损坏仪器。5、万用表万用表是一种最常用的电工仪表,准确地说,万用表只能测量电压(直流、交流)、电流(直流)、电阻,但是万用表的用途远远不止这些,其功能在工程实际中可以得到很大的扩展。万用表的主要控制件包括左旋钮、右旋钮、调零电位器等。万用表的使用过程中,特别需要注意测量对象与万用表档位的对应,同时量程的选择也是需要特别注意的,用小量程测量大信号会损坏万用表的表头与表针。五 实验内容和步骤1、用示波器观察信号波形开启示波器电源,预热3-5分钟后,调节面板上有关按钮,使其在荧光屏上显示细而清晰的亮点或亮线,通过以上调节熟悉辉度、聚焦、X轴位移、Y轴位移等示波器控制旋钮的作用。将已稳定

14、工作的低频信号发生器输出接到示波器Y1轴输入端或Y2轴输入端,当信号频率为1,有效值为5V的正弦波时,调节示波器有关旋钮使荧光屏上显示清晰、稳定、幅度适中的波形,通过以上调节熟悉稳定波触发方式等旋钮的功能。调节扫描时间(T/CM或者Sec/Div)、扫描微调(微调)旋钮,使荧光屏上出现2-5个完整波形,以此熟悉旋钮的作用,然后在信号幅度不变的情况下,当频率分别为100、1、10、100,调整旋钮使荧光屏上得到2-5个稳定波形时,观察扫描时间的变化,记录结果于表1-1中。表1-1 扫描时间测量结果记录信号频率1001K10K100K扫描时间T/CM2、测量信号电压(1)信号发生器电压表指示值为5

15、V时,频率为1,用示波器和晶体管交流毫伏表分别测量当信号发生器输出衰减置于0、20、40、60时实际输出信号的大小,并将测量结果置于表1-2中。表1-2 不同衰减下信号电压测试结果记录信号发生器输出示波器测量结果毫伏表测量结果表头衰减应输出值峰峰值有效值测试量程测量值5V(参考)0204060(2)检查信号发生器输出电压是否随频率变化。当信号发生器输出衰减为0dB,晶体管交流毫伏表读数为5V时,保持输出调节旋钮位置不变,改变信号频率,用晶体管交流毫伏表测量信号频率为100,1K,10K,100K时输出电压的数值,将测量结果记录于表1-3中。表1-3 信号电压与频率的变化关系测量结果记录信号频率

16、(HZ)1001K10K100K测量值(V)结 论3、用示波器测量信号频率用示波器扫描时间可定量测量被观察信号频率,其测量的方法是:在荧光屏上观察到清晰稳定的波形后,适当改变扫描时间,“扫描微调”置“校正”。测量被测信号,一个周期在X轴上所占的格数n,根据扫描时间档级,t/div或T/CM即可算出信号周期T=t/div*n (1-1)则被测信号的频率为 (1-2)用此法测量信号发生器输出电压频率为500、2K、20K、200K时,将实际测量结果记录于表1-4中。实验测量的误差由如下的公式计算 (1-3)表1-4 信号频率的测量结果记录信号频率()5002K20K200K示波器测量结果T/CMn

17、fT/CMnfT/CMnfT/CMnf测量误差(%)六 思考题1、示波器观察信号频率时,为了达到下列要求应调节哪些控制旋钮?波形清晰,亮暗适当;波形位于屏幕中央部位,且大小控制在坐标刻度范围内;波形疏密适当而完整;波形稳定。2、用晶体管毫伏表测量被测电压时,为了提高测量准确度,应注意什么?3、用示波器观察信号时,在荧光屏上出现图1-2中所示情况,是因为哪些控制旋钮不对所引起的,应如何正确调节。图1-2 示波器波形示例模拟电子技术实验 实验二 基本电子元件的识别与测试实验二 基本电子元件的识别和测试一 实验目的1、正确识别常用电子元器件:电阻、电容、电感、二极管、晶体管、场效应管、集成电路、开关

18、、电位器、电子管;2、掌握常用电子元器件的基本测试方法和好坏的判断。三 实验器材万用表、晶体三极管、电阻、电容、电感、二极管若干。三 实验要求1、正确识别电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管、场效应管、集成电路、开关、电位器等元器件;2、正确使用万用表判断、检测电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管、场效应管、集成电路、开关、电位器等元器件的参数与好坏。四 实验原理1、电阻器电阻器是电气、电子设备中用得最多的基本元件之一,电阻常用字母“R”表示,基本单位“欧姆”,记作“”,常用的单位有千欧姆()、兆欧姆()。电阻器主要用于控制和调节电路中的电流和电压,或用作消耗电能的负载。电阻器有固定电阻和

19、可变电阻之分,可变电阻常称作电位器;按材料分,有碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型;按功率分,有、1W、2W等额定功率的电阻;按电阻值的精确度分,有精确度为5、10、20等的普通电阻,还有精确度为0.1、0.2、0.5、l和2等的精密电阻。电阻的类别可以通过外观的标记识别。固定电阻(1)电阻器型号命名法电阻器的型号命名方法根据GB2471-81标准执行,如表2-1所示。如图2-1为两种典型电阻器命名法举例。 (a)精密金属膜电阻器 (b) 多圈线绕电位器图2-1 电阻器型号命名方法表2-1 电阻器型号命名方法第一部分:主称第二部分:材料第三部分:特征第四部分:序号符号意义符号意义符号电阻

20、器电位器RW电阻器电位器T碳膜1普通普通对主称、材料相同,仅性能指标尺寸大小有区别,但基本不影响互换使用的产品,给同一序号;若性能指标、尺寸大小明显影响互换时,则在序号后面用大写字母作为区别代号。H合成膜2普通普通S有机实芯3超高频N无机实芯4高阻J金属膜5高温Y氧化膜6C沉积膜7精密精密I玻璃釉膜8高压特殊函数P硼酸膜9特殊特殊U硅酸膜G高功率X线绕T可调M压敏W微调G光敏D多圈R热敏B温度补偿用C温度测量用P旁热式W稳压式Z正温度系数(2)电阻值的标识方法按部颁标准规定,电阻值的标称值应为表2-2所列数字的倍,其中,n为正整数、负整数或零。电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文

21、字符号法。表2-2电阻器(电位器、电容器)标称系列及误差表系列允许误差电 阻 器 的 标 称 值E24级(5%)1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1E12级(10%)1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2E6级(20%)1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8A、直标法将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差20)。也有厂家采用习惯标记法,如:33 表示电阻值为3

22、.3、允许误差为15;1K8 表示电阻值为1.8 k、允许误差为20;5M1 表示电阻值为5.1 M、允许误差为10。B、色标法将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差,各种颜色所对应的数值见表2-3。固定电阻器色环标志读数识别规则如图2-2所示。表2-3电阻器色标符号意义颜色有效数字第一位数有效数字第二位数倍乘数允许误差棕111011红221022橙33103黄44104绿551050.5蓝661060.2紫771070.1灰88108白99109黑00100金10-15银10-210无色20图2-2 固定电阻器色环标识法例如:红红棕金 表示220 5;

23、黄紫橙银 表示47 k 10;棕紫绿金棕 表示17.5 1。C、文字符号法例如:3M3K或3M3表示3.3M,K表示允许偏差为10。电阻器允许偏差与字母的对应关系见表2-4。(3)电阻器额定功率的识别电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中,长期连续工作所允许消耗的最大功率。有两种标志方法:2W以上的电阻,直接用数字印在电阻体上;2W以下的电阻,以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时,采用如图2-3符号标识。图2-3 小功率电阻额定功率符号标识法(4)电阻器偏差标志符号表表2-4电阻(电容)器偏差标志符号表允许偏差标志符号允许偏差标志符号允许偏差标志符号0.001E0.1B10K

24、0.002Z0.2C20M0.005Y0.5D30N0.01H1F0.02U2G0.05W5J可变电阻器可变式电阻器一般称为电位器,从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状;从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式;从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时,其相应的阻值依旋转角度而变化。变化规律有三种不同形式,参见图2-4。图2-4 电位器旋转角与实际阻值变化关系曲线X型为直线型,其阻值按角度均匀变化。它适于作分压、调节电流等用。如在电视机中作场频调整。Z型为指数型

25、,其阻值按旋转角度依指数关系变化(阻值变化开始缓慢,以后变快),它普遍使用在音量调节电路里。由于人耳对声音响度的听觉特性是接近于对数关系的,当音量从零开始逐渐变大的一段过程中,人耳对音量变化的听觉最灵敏,当音量大到一定程度后,人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器,使声音变化听起来显得平稳、舒适。D型为对数型,其阻值按旋转角度依对数关系变化(即阻值变化开始快,以后缓慢),这种方式多用于仪器设备的特殊调节。在电视机中采用这种电位器调整黑白对比度,可使对比度更加适宜。 电路中进行一般调节时,采用价格低廉的碳膜电位器;在进行精确调节时,宜采用多圈电位器或精密电位器。2、电容器电容器也是

26、组成电子电路的基本元件,在电路中所占比例仅次于电阻,利用电容器充电、放电和隔直流通交流的特性,在电路中用于隔直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成振荡电路等。电容器用符号C表示。 电容器型号命名方法电容器型号命名方法参见GB247181及GB269181,其基本内容见表2-5。表中的规定对可变电容器和真空电容器不适用,对微调电容器仅适用于瓷介微调电容器。在某些电容器的型号中还用X表示小型,用M表示密封,也有的用序号来区分电容器的形式、结构、外形尺寸等。CC1-1型圆片形瓷介微调电容器的标识法如图2-5所示。图2-5 CC1-1型圆片形瓷介微调电容器标识法 电容器的单位电容器的常用单位有微法

27、(F)、毫微法(nF)、和微微法(pF)等,它们与基本单位法拉(F)的换算关系如下:1mF(毫法或简称为m)10-3F 1F(微法或简称为)10-6F;1nF (纳法或简称为n)10-9 F 1pF(皮法或简称为p)10-12F。 电容器的标示方法不同型号的电容器的命名方法见表2-5。国际电工委员会推荐的标示方法为:p、n、m表示法。其具体方法如下:(1)数字表示法用24位数字表示电容量有效数字,再用字母表示数值的量级,如:1p2 表示:1.2 pF;220 n 表示:220 n F=0.22F;33 表示:3.3F;2m2 表示:2.2 m F=2200F。(2)用数码表示数码一般为三位数,

28、前两位为电容量的有效数字,第三位是倍乘数,但第三位倍乘数是9时,表示l0-1,如:102 表示:101021000pF;223 表示:22103 = 0.022F;474 表示:47104 = 0.47 F;159 表示:1510-1=1.5pF。表2-5电容器型号命名方法第一部分:主称第二部分:材料第三部分:特征、分类第四部分:序号符号意义符号意义符号意义瓷介云母玻璃电解其他C电容器C瓷介1圆片非密封箔式对主称、材料相同,仅性能指标、尺寸大小有区别,但基本不影响互换使用的产品,给同一序号;若性能指标、尺寸大小明显影响互换时,则在序号后面用大写字母作为区别代号。Y云母2管形非密封箔式I玻璃釉3

29、叠片密封烧结粉固体O玻璃膜4独石密封烧结粉固体Z纸介5穿心J金属化纸6支柱B聚苯乙烯7无极性L涤纶8高压高压Q漆膜9特殊S聚碳酸脂H复合介质D铝A钽N铌G合金T钛E其它(3)色标法电容器色标法原则上与电阻器色标法相同,标志的颜色符号与电阻器采用的相同,可见表2-3的规定,其单位是微微法(pF)。电解电容器的工作电压有时也采用颜色标志:6.3V用棕色,10 V用红色,16 V用灰色,而电容的色点应标在正极。 电容器的主要参数(1)电容器的标称容量和偏差固定电容器的容量标称值和偏差如表2-6所示。(2)额定直流工作电压额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工作而不被击穿时所能承受的最大直流电压(

30、又称耐压)。额定直流工作电压的大小与介质的种类和厚度有关。钽、铌、钛、固体铝电解电容器的直流工作电压,系指+85条件下能长期正常工作的电压。如果电容器用在交流电路里,则应注意所加的交流电压的最大值(峰值)不能超过额定直流工作电压。表2-6 固定电容器的容量标称值和偏差类 型允许误差容 量 标 称 值纸介、金属化纸介、低频无极性有机介质电容器5%100Pf1F1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.3101F100F1 2 4 6 8 10 15 2020只取表中值30 50 60 80 100无极性高频有机薄膜介质、瓷介、云母等无机介质电容器51.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.5

31、 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1101.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2201.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8铝、钽电解电容10201.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8-2050-10100 电容器的主要种类和特点电容器也有固定电容和可调电容之分;按电容器的介质材料分有瓷介、纸介、云母、涤纶、独石、铝电解、钽电解等类型。(1)纸介电容器用纸作介质,其温度系数大,稳定性差,损耗大,有较大的固有电感,只适合于

32、要求不高的低频电路。(2)金属化纸介电容器结构和性能与纸介电容器相近,但体积和损耗较后者小,内部纸介质击穿后有自愈作用。(3)有机薄膜介质电容器包括极性介质和非极性介质两类。极性介质电容器耐热和耐压性能好,常用的极性介质电容器有涤纶电容器(耐热性能好,但损耗较大,不宜用于高频)和聚碳酸脂电容器(性能优于涤纶电容器);非极性介质电容器损耗小,绝缘电阻高,广泛用于高频电路和对容量要求精密、稳定的电路中,常用的非极性电容器有聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等电容器。(4)瓷介电容器其介质材料为电容器陶瓷。其中高频瓷介电容器损耗小、稳定性好,可在高温下使用。低频瓷介电容器损耗大、稳定性差,但容量易做得大。

33、独石电容器是一种多层结构的陶瓷电容器,具有体积小、容量大(低频独石电容器可达0.47F)、耐高温和性能稳定等特点。(5)云母电容器以云母作为介质的云母电容器具有很高的绝缘性能,即使在高频时使用亦只有很小的介质损耗,因其固有电感很小,工作频率高,工作电压也高。(6)电解电容器电解电容器的介质为很薄的氧化膜,故容量可做得很大。由于氧化膜有单向导电性,电解电容器一般有正负极性,使用中要注意把正极接到电路中高电位的一端。电解电容器的损耗大,性能受温度影响较大,漏电流随温度升高急剧增大。电解电容器的主要品种有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。前者价格便宜,最大容量可达几法拉,但性能较差,寿命短。

34、后者性能优于铝电解电容器,但价格较贵。 电容器的检测测量电容器的电容量要用电容表,有的万用表也带有电容档。在通常情况下,电容用作滤波或隔直,电路中对电容量的精确度要求不高,故无须测量实际电容量。但是,在使用过程中应掌握电容的一般检测方法。(1)测试漏电阻(适用于0.1F以上容量的电容)方法:用万用表的电阻挡(Rl00和Rlk),将表笔接触电容器的两引线。刚接触时,由于电容充电电流大,表头指针偏转角度最大,随着充电电流减小,指针逐渐向R= 方向返回,最后稳定处即漏电电阻值。一般电容器的漏电电阻为几百至几千兆欧,漏电电阻相对小的电容质量不好。测量时,若表头指针指到或接近欧姆零点,表明电容器内部短路

35、。若指针不动,始终指在R= 处,则意味着电容器内部断路或已失效。对于电容量在0.1F以下的小电容,由于漏电阻接近难以分辨,故不能用此法测漏电阻或判定好坏。(2)电解电容器的极性检测:电解电容器的正、负极性不允许接错,当极性接反时,可能因电解液的反向极化,引起电解电容器的爆裂。当极性标记无法辨认时,可根据正向连接时漏电电阻大、反向连接时漏电电阻相对小的特点判断极性。交换表笔前后两次测量漏电电阻,阻值大的一次,黑表笔接触的是正极,因为黑表笔与万用表内电池正极相接(采用数字万用表时,红表笔接电池正极)。但用这种办法有时并不能明显地区分正、反向电阻,所以使用电解电容时,要注意保护极性标记。3、晶体二极

36、管 半导体分立器件型号命名方法按照GB24974标准,半导体分立器件型号命名方法见表2-7。 几种半导体二极管的主要参数描述晶体二极管的参数有很多,最常见的有最大整流电流(IF/mA)、正向压降(UF/V(IF=IFM)、最高反向工作电压(URM/V)、反向击穿电压(UBR/V)、反向工作峰值电压(URM/V)、截止频率(f/MHz)、结电容(CJ/pF)等。不同类型的二极管所需要描述的重点参数也不一样。表2-8、表2-9、表2-10分给出了几种常见的半导体二极管的主要参数。表2-7 半导体分立器件型号命名方法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用字母表示器件的材料

37、和极性用字母表示器件的类型用数字表示器件序号用字母表示规格号符号意义符号意义符号意义23二极管三极管AN型,诸材料P普通管BP型,锗材料V微波管CN型,硅材料W稳压管DP型,硅材料C参量管APNP型诸材料Z整流管BNPN型锗材料L整流堆CPNP型硅材料S隧道管DNPN型硅材料N阻尼管E化合物材料U光电器件K开关管X低频小功率管f3MHz,PC1WG高频小功率管f3MHz,PC1WD低频大功率管f3MHz,PC1WA高频大功率管f3MHz,PC1WT可控整流器Y体效应器件B雪崩管J阶跃恢复管CS场效应管BT半导体特殊器件FH复合管PINPIN型管JG激光器件表2-8国内外常用开关二极管参 数额定

38、正向整流电流IF/mA反向电流IR/nA正向压降UF/V反向击穿电压URM/V结电容CJ/pF开关时间tn/ns1S15555001.4351.31N41482002517544表2-9 2AP型检波二极管参数参数最大整流电流IF/mA正向压降UF/V(IF=IFM)最高反向工作电压URM/V反向击穿电压UBR/V截止频率f/MHz型号2AP1161.220401502AP21630451502AP32530451502AP41650751502AP516751101502AP6121001501502AP7121001501502AP112511010402AP12401010402AP13

39、203030402AP16205050402AP1715100100402AP9811065100注:2AP型检波二极管的结电容Cj1pF。表2-10 国内外常用硅整流二极管参数额定正向整流电流IF/A正向不重复峰值电流IFSM/A正向压降UF/V反向电流IR/A反向工作峰值电压URM/V型号1N400113015501N40021001N40032001N40044001N40056001N40068001N400710001N540031500.810501N54011001N54022001N54033001N54044001N5405

40、5001N54066001N54078001N54081000 半导体二极管的极性判别及选用(1)半导体二极管的极性判别一般情况下,二极管有色点的一端为正极,如2AP12AP7,2AP112AP17等。如果是透明玻璃壳二极管,可直接看出极性,即内部连触丝的一头是正极,连半导体片的一头是负极。塑封二极管有圆环标志的是负极,如IN4000系列。无标记的二极管,则可用万用表电阻挡来判别正、负极,万用表电阻挡示意图见图04。图2-6 万用表欧姆档示意图根据二极管正向电阻小,反向电阻大的特点,将万用表拨到电阻挡(一般用R100或R1k挡。不要用R1或R10k挡,因为R1挡使用的电流太大,容易烧坏管子,而

41、R10k挡使用的电压太高,可能击穿管子)。用表笔分别与二极管的两极相接,测出两个阻值。在所测得阻值较小的一次,与黑表笔相接得一端为二极管的正极。同理,在所测得较大阻值的一次,与黑表笔相接的一端为二极管的负极。如果测得的正、反向电阻均很小,说明管子内部短路;若正、反向电阻均很大,则说明管子内部开路。在这两种情况下,管子就不能使用了。(2)半导体二极管的选用通常小功率锗二极管的正向电阻值为300500,硅管为1k或更大些。锗管反向电阻为几十千欧,硅管反向电阻在500k以上(大功率二极管的数值要大得多)。正反向电阻差值越大越好。点接触二极管的工作频率高,不能承受较高的电压和通过较大的电流,多用于检波

42、、小电流整流或高频开关电路。面接触二极管的工作电流和能承受的功率都较大,但适用的频率较低,多用于整流、稳压、低频开关电路等方面。选用整流二极管既要考虑正向电压,也要考虑反向饱和电流与最大反向电压。选用检波二极管时,要求工作频率高,正向电阻小,以保证较高的工作效率,特性曲线要好,避免引起过大的失真。4、晶体三极管 常用小功率三极管的主要参数三极管的主要参数包含集电极最大功耗(PCM)、特征频率(fT)、集电极最大电流(ICM)、集电极最高电压(UCEO)、集电极穿透电流(ICBO)、放大倍数(hFE)、类型等等。常用的小功率三极管的主要参数如表2-11所示。表2-11常用小功率三极管的主要参数参

43、数型号PCM/mWfT/MHzICM/mAUCEO/VICBO/AhFE/min极性3DG4A30020030150.120NPN3DG4B30020030150.120NPN3DG4C30020030300.120NPN3DG4D30030030150.130NPN3DG4E30030030300.120NPN3DG4F30025030200.130NPN3DG610025020200.0125NPN3DG6B30020030200.0125NPN3DG6C10025020200.0120NPN3DG6D10030020200.0125NPN3DG6E10025020400.0160NPN3

44、DG12B70020030045120NPN3DG12C70020030030130NPN3DG12D70030030030130NPN3DG12E70030030060140NPN2SC181540080150500.120700NPNJE901140015030300.128198NPNJE9013500625200.164202NPNJE9014450150100450.05601000NPN8085800800250.155NPN3CG1410020015350.140PNP3CG14B10020020150.130PNP3CG14C10020015250.125PNP3CG14D10

45、020015250.130PNP3CG14E10020020250.130PNP3CG14F10020020400.130PNP2SA101540080150500.170400PNPJE9012600500500.160PNPJE9015450100450450.0560600PNP3AX31A1000.5100121240PNP3AX31B1000.5100121240PNP3AX31C1000.5100181240PNP3AX31D100100121225PNP3AX31E1000.015100241225PNP 三极管电极和管型的判别()目测法A、管型的判别:一般,管型是NPN还是PN

46、P应从管壳上标注的型号来辨别。依照部颁标准,三极管型号的第二位(字母),A、C表示PNP管,B、D表示NPN管,例如:3AX为PNP型低频小功率管3BX为NPN型低频小功率管;3CG为PNP型高频小功率管3DG为NPN型高频小功率管;3AD为PNP型低频大功率管3DD为NPN型低频大功率管;3CA为PNP型高频大功率管3DA为NPN型高频大功率管。此外有国际流行的90119018系列高频小功率管,除9012和9015为PNP管外,其余均为NPN型管。B、管极的判别常用中小功率三极管有金属圆壳和塑料封装(半柱型)等外型,图T305介绍了三种典型的外形和管极排列方式图2-7 常用三极管管极排列形式

47、(1)用万用表电阻挡判别三极管内部有两个PN结,可用万用表电阻挡分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下,也可用此法判别管型。A、基极的判别判别管极时应首先确认基极。对于NPN管,用黑表笔接假定的基极,用红表笔分别接触另外两个极,若测得电阻都小,约为几百欧几千欧;而将黑、红两表笔对调,测得电阻均较大,在几百千欧以上,此时黑表笔接的就是基极。PNP管,情况正相反,测量时两个PN结都正偏的情况下,红表笔接基极。实际上,小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间,可用上述方法,分别将黑、红表笔接基极,既可测定三极管的两个PN结是否完好(与二极管PN结的测量方法一样),又可确认管型。B、集电极和发射极

48、的判别确定基极后,假设余下管脚之一为集电极c,另一为发射极e,用手指分别捏住c极与b极(即用手指代替基极电阻Rb)。同时,将万用表两表笔分别与c、e接触,若被测管为NPN,则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极(PNP管相反),观察指针偏转角度;然后再设另一管脚为c极,重复以上过程,比较两次测量指针的偏转角度,大的一次表明IC大,管子处于放大状态,相应假设的c、e极正确。 三极管性能的简易测量()用万用表电阻挡测ICEO和基极开路,万用表黑表笔接NPN管的集电极c、红表笔接发射极e(PNP管相反),此时c、e间电阻值大则表明ICEO小,电阻值小则表明ICEO大。用手指代替基极电阻Rb,用上法测c、

49、e间电阻,若阻值比基极开路时小得多则表明值大。(2)用万用表hFE挡测有的万用表有hFE挡,按表上规定的极型插入三极管即可测得电流放大系数,若很小或为零,表明三极管己损坏,可用电阻挡分别测两个PN结,确认是否有击穿或断路。 半导体三极管的选用选用晶体管一要符合设备及电路的要求,二要符合节约的原则。根据用途的不同,一般应考虑以下几个因素:工作频率、集电极电流、耗散功率、电流放大系数、反向击穿电压、稳定性及饱和压降等。这些因素又具有相互制约的关系,在选管时应抓住主要矛盾,兼顾次要因素。低频管的特征频率fT一般在2.5MHz以下,而高频管的fT都从几十兆赫到几百兆赫甚至更高。选管时应使fT为工作频率

50、的310倍。原则上讲,高频管可以代换低频管,但是高频管的功率一般都比较小,动态范围窄,在代换时应注意功率条件。一般希望选大一些,但也不是越大越好。太高了容易引起自激振荡,何况一般高的管子工作多不稳定,受温度影响大。通常多选40100之间,但低噪声高值的管子(如1815、90119015等),值达数百时温度稳定性仍较好。另外,对整个电路来说还应该从各级的配合来选择。例如前级用高的,后级就可以用较低的管子;反之,前级用较低的,后级就可以用较高的管子。集电极发射极反向击穿电压UCEO应选得大于电源电压。穿透电流越小,对温度的稳定性越好。普通硅管的稳定性比锗管好得多,但普通硅管的饱和压降较锗管为大,在

51、某些电路中会影响电路的性能,应根据电路具体情况选用,选用晶体管的耗散功率时应根据不同电路的要求留有一定的余量。对高频放大、中频放大、振荡器等电路用的晶体管,应选用特征频率fT高、极间电容较小的晶体管,以保证在高频情况下仍有较高的功率增益和稳定性。五 实验内容及方法1、认识各种元件的外形,要求能很快识别出元件。2、取6-10个色环电阻,根据色环计算出电阻阻值大小并用万用表测量对比,将测量与确定的数值填入表2-12中。表2-12 色环电阻阻值测试结果序 号12345678910万用表色 环3、辨认电容元件及其特征,电解电容器的管脚辨认。4、选用58个二极管,测试管脚功能,判别性能优劣,掌握测试方法

52、。5、选用35个三极管,判别管脚、类型和其性能的优劣。判别晶体管的类型和基极;判别晶体管的集电极;判别晶体管的性能优劣。特别需要注意如下两点:(1)测量时万用表应位于R*100或R*1K档,切勿放在低欧或高欧档以防晶体管损坏;(2)在使用欧姆档时,万用表的黑表笔为正极性,红表笔为负极性,切勿与万用表上所标的极性符号相混淆。六 思考题1、结合实验原理、实验内容体会各种元件的功能及特征。2、如何测量在线电子元件的数值和判断元件的好坏?模拟电子技术实验 实验三 基本共射放大电路的测试实验三 基本共射放大电路的测试一 实验目的1、悉放大器静态工作点的意义和电路参数对静态工作点的影响,掌握静态工作点的调

53、整和测量方法;2、掌握放大器电压放大倍数的测量方法及电路参数对放大倍数和动态范围的影响;3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。二 实验要求1、能检测所用元件的参数与好坏;2、掌握基本共射放大电路的安装方法;3、掌握基本共射放大电路的调试方法;4、掌握基本共射放大电路的测试方法(放大倍数、输入电阻、输出电阻等)。三 实验仪器示波器,晶体管电压表(毫伏表),万用表,直流稳压电源,低频信号发生器。四 实验原理1、实验电路如图3-1所示的电路称为基本共射放大电路,它是本实验的典型电路之一。基本共射放大电路是由硅NPN晶体组成阻容耦合单级放大器,其放大特性由电路的参数决定。图3-1 基本放大电路稳定的静

54、态工作点是保证放大电路放大特性稳定的重要保证,但电路参数对放大器静态工作点影响的因素很多。当晶体管确定之后,电源电压的波动、集电极负载电阻RC、基极偏置电流IB等因素的变化都会引起静态工作点的改变,而且环境温度的改变也会引起放大电路静态工作点的变化,从而引起放大电路放大特性的改变。为了提高放大电路的稳定性,特别是放大电路静态工作点的稳定性,将如图3-1所示的基本共射放大电路改进为如图3-2所示的分压偏置式共射放大电路。图3-2 分压偏置式放大电路2、电路静态分析恰当的静态工作点是保证放大电路有效放大的前提,分析与估算放大电路的静态工作点是非常必要的。以图3-1所示的基本共射放大电路为例,其静态

55、工作点描述为:(锗为0.3V) (3-1) (3-2) (3-3) (3-4)图3-3 电路参数对工作点的影响但静态工作点Q受很多因素的影响:当集电极负载电阻RC增大时,直流负载线的斜率减小,工作点由Q点移到Q2点;当电源电压EC增加到EC时,直流负载线平移,静态工作点移到Q1的位置;当直流偏置电阻RB变化使基极电流IB增加到IB3时,工作点将沿直流负载线移到Q3点;当电路环境温度升高时,都会引起降低而、增加,从而引起静态工作点Q向上移。同时,由于外接负载的影响,使集电极有效负载电阻减小,因而交流负载线斜率比直流负载线的斜率增大,使放大器的有效电源电压降低,即EC= (3-5)式中RL为外接负

56、载电阻,EC为电源电压,RC为集电极负载电阻。由此可见,这使放大器的输出动态范围比无外接负载时减小了。因此,要得到较大的放大器输出动态范围,必须合理选择外接负载的大小。3、电路动态分析电路的动态参数包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、失真度和功耗等参数,不同的电路形式,动态参数有所不同。对于如图3-1所示的固定偏置共射基本放大电路而言,其主要的动态参数如下 电压放大倍数放大器的电压放大倍数为AV= (3-6)式中V0为放大器输出电压有效值,Vi为放大器输入电压有效值。根据理论分析,放大器的电压放大倍数可用下式计算:AV= (3-7)式中RL为放大器集电极有效负载电阻,其值为RL=RC/RL,

57、为晶体管基极发射极之间的等效小信号交流电阻: (3-7)忽略晶体管基区等效电阻的影响,则放大器的电压放大倍数近似为AV= (3-8)由此可见,RL,RC、IEQ的变化将引起AV产生相应的变化。 输入电阻电路的等效交流输入电阻为 (3-9)由于,所以输入电阻可简化为 (3-10) 输出电阻固定偏置共射基本放大电路的输出电阻为 (3-11) 失真度失真度的计算与测量比较复杂,一般情况下只需要定性的分析与比较。对于基本共射放大器而言,引起的失真主要有非线性失真和频率失真两种,其中非线性失真主要是由于放大电路的静态工作点的选择不当所引起的饱和失真和截止失真两种,而频率失真只要是由于放大电路对不同频率信

58、号的放大能力不同而引起的,主要包含幅-频失真和相-频失真两种。五 实验内容和步骤1、检查电路按照实验电路检查实验板,若电路无误,方可接通电源。为保证工作在放大区的晶体管发射结为正向偏置,集电结为反向偏置,电源电压极性的正确连接是至关重要的。2、研究Rb对静态工作点和放大倍数的影响(1) 取RC=2k,不接外接负载RL,调节W使ICQ=2mA,用万用表直流电压档分别测量晶体管各极对地的电压;然后,在放大器输入端输入频率为f=1kHz,有效值为1mv10mv的正弦波信号Vi,用示波器观察放大器输出信号V0的波形,适当调节Vi的大小使V0不产生失真;用晶体管电压表分别测量Vi和V0的数值,计算电压放

59、大倍数Av;再用示波器测量放大器的输出动态范围VOPP,描绘输入和输出信号波形。将以上测量结果列表记录。表3-1 基本放大电路的参数测试被测参数VCQVEQVCEQVBQICQViV0AvVOPP测量结果(2) 保持输入信号Vi不变,调节W使工作电流ICQ为最大和最小时,用示波器观察输入信号V0波形,若产生了失真,分别说明失真的类型,并描绘出波形。适当调节输入信号Vi的大小,使V0不产生失真,分别重复(1)的测量,并将测量结果列表记录。表3-2基极偏置对放大电路的影响对比测试被 测 参 数VCQVEQVCEQVBQICQViV0AvVOPP测量结果ICQ最大ICQ最小3、研究负载电阻RC、RL

60、对放大倍数AV和输出动态范围VOPP的影响(1)保持工作电流ICQ=2mv 不变,不接外接负载电阻RL,分别取RC等于3.9 k,510 重复2-(2)的观察和测量,将测量结果列表记录。(2)ICQ=2mA,取RC=2k,分别取RC等于2k, 10k 510,再重复2-(1)的观察和测量,将测量结果列表记录。表3-3负载对放大电路的影响对比测试被测参数VCQVEQVCEQVBQICQViV0AvVOPP不接负载RLRC=3.9kRC=510RC=2kRL=2kRL=10kRL=5104*、观察测量放大器的最大动态范围取RC=2k,分别观察和测量不接外接负载RL和RL=2k时放大器输出最大动态范

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