电子技术基础(教案)(3)

2019-08-31 15:36

五、实验设备与器件 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、实验内容和要求 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U0和AV,并用双踪示波器观察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,定量分析时所给Ui为50mV不一定适合,具体情况需

要根据实际给适当的Ui值,以后不再说明。由于Uo所测的值为有效值,故峰峰值Ui需要转化为有效值或用毫伏表测得的Ui来计算AV值。切记万用表、毫伏表测量都是有效值,而示波器观察的都是峰峰值。 4.观察静态工作点对电压放大倍数的影响

在步骤3的RC=2.4KΩ,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(断开输入信号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=2.4KΩ RL=∞连线条件下,使ui=0,调节RW使IC=2.0mA(参见本实验步骤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。每次测IC和UCE值时要使输入信号为零(即使ui=0)。

6.测量最大不失真输出电压

在步骤3的RC=2.4KΩ RL=2.4KΩ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=2.4KΩ,RL=2.4KΩ,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=2.4KΩ,RL=2.4KΩ。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R×100(或R×1K)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、实验报告

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; 4.附上原始数据记录及指导教师的签名。 九、思考题

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?

实验原始数据记录

步骤1:

表3-5 测量静态工作点(+IC=2.0mA)

测 量 值 UB(V) UE(V) UC(V) RB2(KΩ) UBE(V) 计 算 值 UCE(V) IC(mA)

步骤2:

表3-6 测量电压放大倍数 IC=2.0mA Ui= mV (有效值) RC(KΩ) 2.4 1.2 2.4 RL(KΩ) U0(V) AV ∞ ∞ 2.4 观察记录一组U0和Ui波形

步骤3:

表3-7 观察静态工作点对电压放大倍数的影响

RC=2.4KΩ RL= ∞ Ui= mV IC(mA) U0(V) AV 2.0

步骤4:

表3-8观察静态工作点对输出波形失真的影响

RC=2.4KΩ RL= ∞ Ui= mV IC(mA) 2.0 UCE(V) U0波形 失真情况 管子工作状态

步骤5:

表3-9 测量最大不失真输出电压

RC=2.4KΩ RL=2.4KΩ 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:

实验三 射极跟随器

一、实验目的

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、实验类型 验证型实验。 三、预习要求

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、实验原理

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,由于本实验不需要失真情况,故RW=100K取值比较适中,若想看到饱和失真使RW=0K,增加输入幅度即可出现,若想看到截止失真使RW=1M,增加输入幅度即可出现,有兴趣的同学可以验证一下。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+β)RE (3-12) 如考虑偏置电阻RB和负载电阻RL的影响,则 Ri=RB∥[rbe+(1+β)(RE∥RL)] (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=RB∥rbe

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=

UiUi?R1 (3-14) IiUS?Ui即只要测得A、B两点的对地电位即可。 2. 输出电阻RO低

RO=

rbe?∥RE≈

rbe? (3-15)

如考虑信号源内阻RS,则 RO=

rbe?(RS//RB)?∥RE≈

rbe?(RS//RB)? (3-16)

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β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RL后的输出电压UL,根据

UL=

即可求出RO

UORL (3-17)

RO?RL RO=(

UO?1)RL (3-18) UL3. 电压放大倍数近似等于1 图3-8电路 AV=

(1??)(RE//RL)<1 (3-19)

rbe?(1??)(RE//RL)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+β)倍,所以它具有一定的电流和功率放大作用。

五、实验设备与器件 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、实验内容和要求

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)。


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